JP2021180061A - 磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気ヘッドの位置決め精度を考慮して記録容量を増やすことが可能な磁気ディスク装置を提供する。【解決手段】磁気ディスク装置は、記録層を有し、同軸上に間隔を置いて並んで配置された複数の磁気ディスクと、前記記録層に対して垂直方向の記録磁界を発生する磁極を有し、前記磁気ディスクの並列方向に沿って間隔を置いて並んで配置された複数の磁気ヘッドと、を備える。複数の前記磁気ヘッドのうち、前記記録層に形成された記録トラックの幅方向における前記磁極の磁極幅が広い前記磁気ヘッドほど、あるいは前記記録層に前記磁気ヘッドで磁気記録した領域の磁気特性を読み出し可能な前記幅方向の領域幅が広い前記磁気ヘッドほど、前記並列方向の中央付近からより離れた外寄りに配置される。【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、磁気ディスク装置に関する。

磁気ディスク装置の記録容量を増やすための一つの手段として、装置内に搭載する磁気ディスクの枚数を増やすことは有効である。しかしながら、搭載スペースが限られている場合、ディスク枚数を増やすためには磁気ディスクの厚さや隣り合う磁気ディスク同士の間隔を低減する必要がある。磁気ディスクの厚さや間隔を低減させる場合であっても、例えば磁気ヘッドの位置決め精度の劣化によるデータの書き込み時もしくは読み出し時のエラーの発生頻度を増加させないことが求められる。磁気ヘッドの位置決め精度は、磁気ヘッドの駆動時にアクチュエータの回動軸に生じるねじれなどの影響を受けるため、磁気ディスク装置の筐体のカバー側およびベース側に配置された磁気ヘッドほど劣化しやすい。すなわち、磁気ヘッドの位置決め精度は、該磁気ヘッドが並んで配置された方向（並列方向）における位置によって異なる。

米国特許第８０５９３６５号明細書 米国特許第８６３００５２号明細書 米国特許第７２４２５５０号明細書

本発明の実施形態が解決しようとする課題は、磁気ヘッドの並列方向の位置を考慮して記録容量を増やすことが可能な磁気ディスク装置を提供することにある。

実施形態の磁気ディスク装置は、記録層を有し、同軸上に間隔を置いて並んで配置された複数の磁気ディスクと、前記記録層に対して垂直方向の記録磁界を発生する磁極を有し、前記磁気ディスクの並列方向に沿って間隔を置いて並んで配置された複数の磁気ヘッドと、を備える。複数の前記磁気ヘッドのうち、前記記録層に形成された記録トラックの幅方向における前記磁極の磁極幅が広い前記磁気ヘッドほど、あるいは前記記録層に前記磁気ヘッドで磁気記録した領域の磁気特性を読み出し可能な前記幅方向の領域幅が広い前記磁気ヘッドほど、前記並列方向の中央付近からより離れた外寄りに配置される。

図１は、実施形態に係るハードディスクドライブ（ＨＤＤ）を概略的に示すブロック図。 図２は、前記ＨＤＤにおける磁気ヘッド、サスペンション、磁気ディスクを概略的に示す側面図。 図３は、前記磁気ヘッドのヘッド部を拡大して示す断面図。 図４は、前記磁気ヘッドのライトヘッドを模式的に示す斜視図。 図５は、前記ライトヘッドの先端部を拡大して示す断面図。 図６は、前記磁気ヘッドのライトヘッドをＡＢＳ側から見た平面図。 図７は、前記磁気ディスクおよび前記磁気ヘッドの配置形態の一例を模式的に示す図。 図８は、複数の前記磁気ヘッドにおける各ライトヘッドの磁極幅の値の一例を示す図。 図９は、主磁極の磁気特性の幅を測定する際に用いる、クロストラック位置と信号出力との関係を示す図。 図１０は、前記磁気ディスクの記録トラックに対する記録回数（Write count）とエラーレート（Error Rate）との関係を模式的に示す図。 図１１は、オーバーライト特性（ＯＷ）に基づいた前記磁気ディスクの分類例を示す図。 図１２は、前記ＨＤＤにおける記録電流の制御（記録電流制御処理）の一例を示すフローチャート。

以下図面を参照しながら、実施形態に係る磁気ディスク装置について説明する。
なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更であって容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略あるいは簡略化することがある。

（第１の実施形態）
磁気ディスク装置として、第１の実施形態に係るハードディスクドライブ（以下、ＨＤＤという）について詳細に説明する。図１は、第１の実施形態に係るＨＤＤを概略的に示すブロック図、図２は、浮上状態の磁気ヘッドおよび磁気ディスクを示す側面図である。

図１に示すように、ＨＤＤ１０は、矩形状の筐体１１と、筐体１１内に配設された記録媒体としての磁気ディスク１２と、磁気ディスク１２を支持および回転するスピンドルモータ２１と、磁気ディスク１２に対してデータの書き込み（ライト）、読み出し（リード）を行う複数の磁気ヘッド１６と、を備えている。筐体１１は、上部が開口した矩形箱状のベース（図示省略）と、ベースの開口に被せられるカバー（図示省略）とを有している。ベースは、例えば矩形状の底壁と、該底壁の周縁に沿って起立する側壁とにより構成され、アルミニウムなどにより一体に成形されている。カバーは、例えば複数のねじによりベースの側壁上にねじ止めされ、ベースの開口を気密に閉塞しており、ステンレスなどで成形されている。

ＨＤＤ１０は、磁気ヘッド１６を磁気ディスク１２上の任意の記録トラック上に移動するとともに位置決めするヘッドアクチュエータ１８を備えている。ヘッドアクチュエータ１８は、磁気ヘッド１６を移動可能に支持するキャリッジアッセンブリ２０と、キャリッジアッセンブリ２０を回動させるボイスコイルモータ（以下、ＶＣＭという）２２とを含んでいる。

ＨＤＤ１０は、磁気ヘッド１６を駆動するヘッドアンプＩＣ３０と、メインコントローラ９０と、ドライバＩＣ９２と、を備えている。ヘッドアンプＩＣ３０は、例えばキャリッジアッセンブリ２０に設けられ、磁気ヘッド１６に電気的に接続されている。ヘッドアンプＩＣ３０は、磁気ヘッド１６の記録コイルに記録電流を供給する記録電流供給回路（記録電流供給部）９１と、後述するスピントルク発振子（以下、ＳＴＯという）にバイアス電圧（駆動電流）を供給するためのバイアス電圧供給回路９３と、後述するヒータに駆動電圧を供給するヒータ電圧供給回路９８と、磁気ヘッド１６により読み取った信号を増幅する図示しない増幅器等と、を備えている。

メインコントローラ９０およびドライバＩＣ９２は、例えば、筐体１１の背面（ベース）側に設けられた図示しない制御回路基板（図示省略）に構成されている。メインコントローラ９０は、Ｒ／Ｗチャネル９４と、ハードディスクコントローラ（以下、ＨＤＣという）９６と、マイクロプロセッサ（以下、ＭＰＵという）９７と、メモリ８０と、を備えている。メインコントローラ９０は、ヘッドアンプＩＣ３０を介して磁気ヘッド１６に電気的に接続されている。メインコントローラ９０は、ドライバＩＣ９２を介して、ＶＣＭ２２およびスピンドルモータ２１に電気的に接続されている。ＨＤＣ９６は、ホスト９５に接続可能である。

図１および図２に示すように、磁気ディスク１２は、垂直磁気記録媒体として構成されている。磁気ディスク１２は、例えば、直径８８．９ｍｍ（３．５インチ）の円板状に形成され非磁性体からなる基板１０１を有している。基板１０１の各表面（上下面）には、軟磁気特性を示す材料からなる下地層である軟磁性体層１０２と、磁気ディスク１２の表面に対して垂直方向に磁気異方性を有する磁気記録層（記録層）１０３と、保護膜１０４とが下層から上層へこの順番でそれぞれ積層されている。磁気ディスク１２は、スピンドルモータ２１のハブに互いに同軸的に嵌合されている。磁気ディスク１２は、スピンドルモータ２１により所定の速度で矢印Ｂ方向に回転する。

キャリッジアッセンブリ２０は、筐体１１に回動自在に支持された軸受部２４と、軸受部２４から延出した複数のサスペンション２６と、を有している。図２に示すように、磁気ヘッド１６は、各サスペンション２６の延出端に支持されている。磁気ヘッド１６は、キャリッジアッセンブリ２０に設けられた配線部材（フレキシャ）２８を介して、ヘッドアンプＩＣ３０に電気的に接続されている。

図２に示すように、磁気ヘッド１６は浮上型のヘッドとして構成され、ほぼ直方体状に形成されたスライダ４２と、スライダ４２の流出端（トレーリング）側の端部に形成されたヘッド部４４とを有している。スライダ４２は、例えばアルミナとチタンカーバイドの焼結体（アルチック）で形成され、ヘッド部４４は、複数層の薄膜により形成されている。スライダ４２は、配線部材２８のジンバル部４１に取り付けられている。

スライダ４２は、磁気ディスク１２の表面に対向する矩形状のディスク対向面（空気支持面（以下、ＡＢＳという））４３を有している。スライダ４２は、磁気ディスク１２の回転によってディスク表面とＡＢＳ４３との間に生じる空気流Ｃにより、磁気ディスク１２の表面から所定量浮上した状態に維持される。空気流Ｃの方向は、磁気ディスク１２の回転方向Ｂと一致している。スライダ４２は、空気流Ｃの流入側に位置するリーディング端４２ａおよび空気流Ｃの流出側に位置するトレーリング端４２ｂを有している。磁気ディスク１２の回転に伴い、磁気ヘッド１６は、磁気ディスク１２に対して矢印Ａ方向（ヘッド走行方向）、すなわち、ディスクの回転方向Ｂと反対の方向に走行する。

図３は、磁気ヘッド１６のヘッド部４４および磁気ディスク１２を拡大して示す断面図である。ヘッド部４４は、スライダ４２のトレーリング端４２ｂに薄膜プロセスで形成されたリードヘッド（再生ヘッド）５４およびライトヘッド（記録ヘッド）５８を有し、分離型の磁気ヘッドとして形成されている。リードヘッド５４およびライトヘッド５８は、スライダ４２のＡＢＳ４３に露出する部分を除いて、非磁性の保護絶縁膜５３により覆われている。保護絶縁膜５３は、ヘッド部４４の外形を構成している。

磁気ディスク１２の磁気記録層１０３に形成される記録トラックの長手方向をダウントラック方向ＤＴと定義し、記録トラックの幅方向をクロストラック方向ＷＴと定義する。

リードヘッド５４は、磁気抵抗効果素子５５と、ダウントラック方向ＤＴにおいて、磁気抵抗効果素子５５のリーディング側（流入側）およびトレーリング側（流出側）に、磁気抵抗効果素子５５を挟むように配置された第１磁気シールド膜５６および第２磁気シールド膜５７と、を有している。磁気抵抗効果素子５５、第１および第２磁気シールド膜５６、５７は、ＡＢＳ４３に対してほぼ垂直に延在している。磁気抵抗効果素子５５、第１および第２磁気シールド膜５６，５７の下端は、ＡＢＳ４３に露出している。

ライトヘッド５８は、リードヘッド５４に対して、スライダ４２のトレーリング端４４ｂ側に設けられている。図４は、ライトヘッド５８をトラックセンターで破断したライトヘッド５８の斜視図、図５は、ライトヘッド５８の先端部（ＡＢＳ側端部）を拡大して示す断面図、図６は、ライトヘッド５８をＡＢＳ側から見た平面図である。

図３および図４に示すように、ライトヘッド５８は、磁気ディスク１２の表面に対して垂直方向の記録磁界を発生する主磁極（磁極）６０、主磁極６０のトレーリング側に設けられて主磁極６０にライトギャップＷＧを置いて対向するトレーリングシールド（ライトシールド）６２、主磁極６０のリーディング側に対向するリーディングシールド６４、主磁極６０のクロストラック方向ＣＴの両側に設けられた一対のサイドシールド６３、および、ライトギャップＷＧ内で主磁極６０とトレーリングシールド６２との間に設けられた高周波発振素子、例えばスピントルク発振子（ＳＴＯ）６５を有している。主磁極６０とトレーリングシールド６２とは磁路を形成する第１磁気コアを構成し、主磁極６０とリーディングシールド６４とは磁路を形成する第２磁気コアを構成している。ライトヘッド５８は、第１磁気コアに巻き付けられた第１記録コイル７０と、第２磁気コアに巻き付けられた第２記録コイル７２とを有している。

主磁極６０は、高透磁率、高飽和磁束密度を有する軟磁性材料から形成され、ＡＢＳ４３に対してほぼ垂直に延びている。主磁極６０のＡＢＳ４３側の先端部６０ａは、ＡＢＳ４３に向かって先細に絞り込まれ、他の部分に対して幅の狭い柱状に形成されている。主磁極６０の先端面は、スライダ４２のＡＢＳ４３に露出している。

図５および図６に示すように、主磁極６０の先端部６０ａは、トレーリングシールド６２に隙間をおいて対向した平坦なトレーリング側端面６０ｂを有している。先端部６０ａは、例えば断面が台形状に形成されている。台形状の先端部（先端面）６０ａは、クロストラック方向ＣＴに延在するトレーリング側端面６０ｂ、トレーリング側端面６０ｂと対向したリーディング側端面６０ｃ、および両側面６０ｄを有している。ＡＢＳ４３において、先端部６０ａの幅、すなわち、クロストラック方向ＣＴにおけるトレーリング側端面６０ｂの幅ＷＰは、磁気ディスク１２における記録トラックのトラック幅にほぼ対応している。先端部６０ａにおいて、トレーリング側端面６０ｂおよびリーディング側端面６０ｃは、ＡＢＳ４３に垂直な方向に延在しても良いし、あるいはＡＢＳ４３に垂直な方向に対し傾斜して延びていてもよい。両側面６０ｄは、主磁極６０の中心軸線Ｃに対して、すなわち、ダウントラック方向ＤＴに対して、傾斜して延びている。

図３から図６に示すように、トレーリングシールド６２は、軟磁性材料で形成され、主磁極６０直下の磁気ディスク１２の軟磁性体層１０２を介して効率的に磁路を閉じるために設けられている。トレーリングシールド６２は、主磁極６０のトレーリング側に配置されている。トレーリングシールド６２は、ほぼＬ字形状に形成され、その先端部６２ａは、細長い矩形状に形成されている。トレーリングシールド６２の先端面は、スライダ４２のＡＢＳ４３に露出している。先端部６２ａは、主磁極６０の先端部６０ａに対向するリーディング側端面（磁極端面）６２ｂを有している。リーディング側端面６２ｂは、主磁極６０の先端部６０ａの幅ＷＰおよび磁気ディスク１２のトラック幅よりも充分に長く、クロストラック方向ＣＴに沿って延在している。リーディング側端面６２ｂは、ＡＢＳ４３に対し垂直に、あるいは僅かに傾斜して延びている。ＡＢＳ４３において、リーディング側端面６２ｂの下端縁は、主磁極６０のトレーリング側端面６０ｂとライトギャップＷＧ（ダウントラック方向ＤＴのギャップ長）を置いて平行に対向している。

図４および図５に示すように、トレーリングシールド６２は、主磁極６０に接続された第１接続部５０を有している。第１接続部５０は非導電体５２を介して主磁極６０の上部、すなわち、主磁極６０のＡＢＳ４３から離れた部分に磁気的に接続されている。第１記録コイル７０は、第１磁気コアにおいて、例えば第１接続部５０の周りに巻付けられている。磁気ディスク１２に信号を書き込む際、第１記録コイル７０に記録電流を流すことにより、第１記録コイル７０は、主磁極６０を励起して主磁極６０に磁束を流す。第１記録コイル７０および第２記録コイル７２に供給する記録電流は、メインコントローラ９０によって制御される。

図４および図６に示すように、一対のサイドシールド６３は、主磁極６０のクロストラック方向ＣＴの両側に、主磁極６０から物理的に分断し、かつ、トレーリングシールド６２と接続するように配置されている。本実施形態では、サイドシールド６３は、高透磁率材料により、トレーリングシールド６２の先端部６２ａと一体に形成され、先端部６２ａのリーディング側端面６２ｂからスライダ４２のリーディング端側に向かって突出している。

図３から図５に示すように、軟磁性体で形成されたリーディングシールド６４は、主磁極６０のリーディング側に主磁極６０と対向して設けられている。リーディングシールド６４は、ほぼＬ字形状に形成され、ＡＢＳ４３側の先端部６４ａは細長い矩形状に形成されている。先端部６４ａの先端面（下端面）は、ＡＢＳ４３に露出している。先端部６４ａのトレーリング側端面６４ｂは、クロストラック方向ＣＴに沿って延在している。ＡＢＳ４３において、トレーリング側端面６４ｂは、主磁極６０のリーディング側端面６０ｃとギャップを置いて対向している。本実施形態において、リーディングシールド６４の先端部６４ａは、高透磁率材料により、サイドシールド７４と一体に形成されている。

また、リーディングシールド６４は、ＡＢＳ４３から離間した位置で主磁極６０に接合された第２接続部６８を有している。この第２接続部６８は、例えば軟磁性体で形成され、非導電体５９を介して主磁極６０の上部、すなわち、主磁極６０のＡＢＳ４３から離れた部分に磁気的に接続されている。これにより、第２接続部６８は、主磁極６０およびリーディングシールド６４とともに磁気回路を形成している。ライトヘッド５８の第２記録コイル７２は、例えば第２接続部６８の回りに巻付けて配置され、この磁気回路に磁界を印加する。

図５および図６に示すように、高周波発振素子として機能するＳＴＯ６５は、ライトギャップＷＧ内において、主磁極６０の先端部６０ａとトレーリングシールド６２の先端部６２ａとの間に設けられている。ＳＴＯ６５は、スピン注入層６５ａ、中間層（非磁性導電層）６５ｂ、発振層６５ｃを有し、これらの層を主磁極６０側からトレーリングシールド６２側に順に積層して、すなわち、磁気ヘッド１６のダウントラック方向ＤＴに沿って順に積層して、構成されている。スピン注入層６５ａは、非磁性導電層（下地層）６７ａを介して主磁極６０のトレーリング側端面６０ｂに接合されている。発振層６５ｃは、非磁性導電層（キャップ層）６７ｂを介してトレーリングシールド６２のリーディング側端面６２ｂに接合されている。なお、スピン注入層６５ａ、中間層６５ｂ、発振層６５ｃの積層順は、上記と逆でもよく、すなわち、トレーリングシールド６２側から主磁極６０側に順に積層してもよい。

スピン注入層６５ａ、中間層６５ｂ、発振層６５ｃは、ＡＢＳ４３と交差する方向、例えば、直交する方向に延びる積層面あるいは膜面をそれぞれ有している。少なくとも発振層６５ｃの下端面、本実施形態においては、スピン注入層６５ａ、中間層６５ｂ、発振層６５ｃを含むＳＴＯ６５の全体の下端面は、ＡＢＳ４３に露出し、ＡＢＳ４３と面一に延在している。あるいは、ＳＴＯ６５の全体の下端面は、ＡＢＳ４３から離間する方向、例えばＡＢＳ４３に対して垂直な方向に、かつ、奥側に後退して、つまり、離間して位置していてもよい。また、ＳＴＯ６５の下端面は、平面状に限らず、上方に向かって凸となる円弧状に形成してもよい。

図６に示すように、ＡＢＳ４３において、ＳＴＯ６５のクロストラック方向ＣＴの幅ＷＳは、主磁極６０のトレーリング側端面６０ｂの幅ＷＰよりも大きく（ＷＳ＞ＷＰ）形成されている。一例では、ＳＴＯ６５の幅ＷＳは、主磁極６０の幅ＷＰの１．１〜１．６倍程度としている。また、ＳＴＯ６５は、トレーリング側端面６０ｂの少なくとも一方の端縁（クロストラック方向の端）ＥＥ１、ＥＥ２を覆うように、すなわち、端縁を超えて主磁極６０の外側まで延在するように、配置されている。本実施形態では、ＳＴＯ６５は、中心軸線Ｃに対して、左右対称に配置され、トレーリング側端面６０ｂのクロストラック方向ＣＴの両端縁ＥＥ１，ＥＥ２を覆っている。すなわち、ＳＴＯ６５のクロストラック方向ＣＴの両端部は、それぞれトレーリング側端面６０ｂの端縁ＥＥ１、ＥＥ２を超えて主磁極６０の外側まで延在している。

図４および図５に示すように、主磁極６０とトレーリングシールド６２は、それぞれ配線を介して接続端子４５に接続され、更に、フレキシャ２８を介してヘッドアンプＩＣ３０およびメインコントローラ９０に接続される。ヘッドアンプＩＣ３０から主磁極６０、ＳＴＯ６５、トレーリングシールド６２を通してＳＴＯ駆動電流（バイアス電圧）を直列に通電する電流回路が構成されている。

第１記録コイル７０および第２記録コイル７２は、それぞれ配線を介して接続端子４５に接続され、更に、フレキシャ２８を介してヘッドアンプＩＣ３０に接続される。第２記録コイル７２は、第１記録コイル７０と反対向きに巻かれている。磁気ディスク１２に信号を書き込む際、ヘッドアンプＩＣ３０の記録電流供給回路９１から第１記録コイル７０および第２記録コイル７２に記録電流を流すことにより、主磁極６０を励起して主磁極６０に磁束を流す。第１記録コイル７０および第２記録コイル７２に供給する記録電流は、メインコントローラ９０によって制御される。なお、第２記録コイル７２は、第１記録コイル７０と直列に接続されてもよい。また、第１記録コイル７０および第２記録コイル７２は、別々に電流供給制御してもよい。

図４に示すように、磁気ヘッド１６は、第１ヒータ７６ａおよび第２ヒータ７６ｂを更に備えていてもよい。第１ヒータ７６ａは、ライトヘッド５８の近傍、例えば第１記録コイル７０および第２記録コイル７２の間で、主磁極６０の近傍に設けられている。第２ヒータ７６ｂはリードヘッド５４の近傍に設けられている。第１ヒータ７６ａおよび第２ヒータ７６ｂは、それぞれ配線を介して接続端子４５に接続され、更に、フレキシャ２８を介してヘッドアンプＩＣ３０に接続されている。

以上のように構成されたＨＤＤ１０の動作時において、メインコントローラ９０は、ＭＰＵ９７の制御の下、ドライバＩＣ９２によりスピンドルモータ２１を駆動し、磁気ディスク１２を所定の速度で回転する。また、メインコントローラ９０は、ドライバＩＣ９２によりＶＣＭ２２を駆動し、磁気ヘッド１６を磁気ディスク１２の所望のトラック上に移動および位置決めする。磁気ヘッド１６のＡＢＳ４３は、ディスク表面に対し隙間を保って対向する。この状態で、磁気ディスク１２に対して、リードヘッド５４により記録情報の読み出しを行うとともに、ライトヘッド５８により情報の書き込みを行う。

情報の書き込み時、ヘッドアンプＩＣ３０のバイアス電圧供給回路９３は、ＭＰＵ９７の制御の下、主磁極６０およびトレーリングシールド６２にバイアス電圧を印加することにより、接続端子４５、配線、主磁極６０、ＳＴＯ６５、トレーリングシールド６２を通して駆動電流を直列に通電する。ＳＴＯ６５の積層面に垂直な方向に駆動電流が流れる。ＳＴＯ６５はスピントルクを発振し、高周波磁界を発生させ、この高周波磁界を磁気ディスク１２の磁気記録層１０３に印加する。

同時に、ヘッドアンプＩＣ３０の記録電流供給回路９１は、Ｒ／Ｗチャネル９４から発生する記録信号、記録パターンに応じて記録電流を第１、第２記録コイル７０、７２に通電する。第１、第２記録コイル７０、７２は主磁極６０を励磁して記録磁界を発生させ、主磁極６０から直下の磁気ディスク１２の磁気記録層１０３に垂直方向の記録磁界を印加する。これにより、磁気記録層１０３に所望のトラック幅で情報を記録する。記録磁界にＳＴＯ６５の高周波磁界を重畳することにより、磁気記録層１０３の磁化反転が促進し、高磁気異方性エネルギーの磁気記録を行うことができる。

また、ＳＴＯ６５から発振するスピントルクは、主磁極６０とトレーリングシールドとの間に生じるギャップ磁界の向きと反対方向に向けられる。そのため、スピントルクは、主磁極６０からトレーリングシールド６２に直接流れる漏れ磁束を低減するように作用する。その結果、主磁極６０から磁気ディスク１２の磁気記録層１０３に向かう磁束量が増大し、所望のデータを磁気記録層１０３に書き込むことができる。

本実施形態において、磁気ヘッド１６の磁極、具体的にはヘッド部４４のライトヘッド５８の主磁極６６は、磁気ヘッド１６（ライトヘッド５８）の位置に応じて、磁極幅を異ならせている。ここでの磁気ヘッド１６の位置は、複数の磁気ディスク１２が同軸上に、互いに所定の間隔を置いて並んだ方向、つまりこれらの磁気ディスク１２に対応してそれぞれ所定間隔を置いて複数の磁気ヘッド１６が並ぶ方向（並列方向）における相対的な位置である。以下、磁気ディスク１２および磁気ヘッド１６がこのように並んだ状態を積層状態といい、これらが同軸上に並ぶ方向を積層方向という。すなわち、磁気ディスク１２および磁気ヘッド１６は、積層方向に沿って積層状態で配置されている。磁極幅は、磁気ディスク１２の磁気記録層（記録層）１０３に形成された記録トラックの幅方向であるクロストラック方向ＷＴにおける主磁極６０の幅であり、先端部６０ａの幅ＷＰである。

磁気ヘッド１６の数は、磁気ディスク１２の数に対応している。図７には、９枚の磁気ディスク１２が同軸上に積層状態で配置され、各磁気ディスク１２の両面に対応して１つずつ、１８個の磁気ヘッド１６がそれぞれ積層状態で配置された形態を一例として模式的に示す。

これらの磁気ディスク１２は、筐体１１のベース側（図７における下側）に位置する磁気ディスク１２ａから順に、カバー側（図７における上側）に位置する磁気ディスク１２ｉまで積層状態で配置されている。また、これに対応して、磁気ヘッド１６は、筐体１１のベース側に位置する磁気ヘッド１６ａから順に、カバー側に位置する磁気ヘッド１６ｒまで積層状態で配置されている。

主磁極６０の幅ＷＰは、積層方向の中央付近からより離れた外層に位置する磁気ヘッド１６ほど広い。すなわち、幅ＷＰが広い磁気ヘッド１６ほど、積層方向の中央付近からより離れた外層（並列方向の中央付近からより離れた外寄り）に配置される。積層方向の中央は、積層状態で配置された複数の磁気ヘッド１６により規定される積層方向（並列方向）の中間位置である。別の捉え方をすれば、積層方向の中央は、キャリッジアッセンブリ２０の軸受部２４が回動自在に支持する軸に生じるねじれの中心（節）の位置に相当する。

図７に示す例では、積層状態で配置された１８個の磁気ヘッド１６ａ〜１６ｒのうち、磁気ヘッド１６ｉと磁気ヘッド１６ｊとの間の位置が積層方向の中央にあたる。したがって、これらの磁気ヘッド１６ｉ，１６ｊが積層方向の中央付近の磁気ヘッド１６に該当する。以下適宜、これらの磁気ヘッド１６ｉ，１６ｊを、中央ヘッドと称して他の磁気ヘッド１６と区別する。なお、磁気ヘッド１６の数が奇数であれば、積層方向の中央に配置された磁気ヘッド１６が中央ヘッドに該当する。また、磁気ヘッド１６ａは、積層方向においてベース側の最外層に位置する磁気ヘッド１６であり、磁気ヘッド１６ｒは、積層方向においてカバー側の最外層に位置する磁気ヘッド１６である。以下適宜、これらの最外層に位置する磁気ヘッド１６ａ，１６ｒを、外ヘッドと称して他の磁気ヘッド１６と区別する。

１８個の磁気ヘッド１６において、ライトヘッド５８の主磁極６０の幅ＷＰは、積層方向の中央付近からより離れた外層の磁気ヘッド１６ほど広い。図８は、１８個の磁気ヘッド１６ａ〜１６ｒにおけるライトヘッド５８の主磁極６０の幅ＷＰ（ライトコア幅）の値の一例を示す図である。図８において、Ｈｅａｄ Ｎｏの１が磁気ヘッド１６ａに該当し、以降昇順に、Ｈｅａｄ Ｎｏの１８が磁気ヘッド１６ｒに該当する。

図８に示すように、主磁極６０の幅ＷＰは、中央ヘッドである磁気ヘッド１６ｉ，１６ｊが最も狭く（小さく）、積層方向において中央ヘッドに対して外層側に位置する磁気ヘッド１６ほど徐々に広くなっており、外ヘッドである磁気ヘッド１６ａ，１６ｒが最も広い（大きい）。図８に示す例では、幅ＷＰ（ライトコア幅）の変化量を１ｎｍ単位としているが、変化量はこれに限定されない。また、変化量は一律でなくともよく、中央ヘッドから外ヘッドまで幅ＷＰの変化量を変動させてもよい。

ここで、例えば主磁極６０の幅ＷＰが広いほど、磁気ディスク１２に対する複数回の繰り返し記録（ライト）による隣接トラックへの書き滲みが増しやすい。このため、例えばトラック幅を大きく設定するなどの調整が必要となる。また、筐体１１のベース側およびカバー側、つまり積層方向の両側（最外層側）に位置するほど、磁気ヘッド１６の位置決め精度が悪くなりやすい。この場合、相対的に位置決め精度の低い積層方向の外層側の磁気ディスク１２ほど、一回の記録（ライト）動作で隣接トラックにはみ出して記録されやすくなるため、相対的に位置決め精度の高い内層側の磁気ディスク１２よりもトラックピッチを広く設定する必要が生じる。

これに対し、本実施形態では、トラックピッチを調整する代わりに、主磁極６０の幅ＷＰを中央ヘッドほど狭く、外ヘッドほど広くしている。このため、中央ヘッドと比べて外ヘッドほど位置決め精度が悪くなるような場合であっても、磁気ディスク１２の記録容量を増大させることが可能となる。また、主磁極６０の幅ＷＰの異なる磁気ヘッド１６を一つのＨＤＤ１０に混在させられるため、磁気ヘッド１６の歩留まりの向上を図ることが可能となる。

このように、主磁極６０の幅ＷＰを中央ヘッドほど狭く、外ヘッドほど広くすることに代えて、例えば主磁極６０の磁気特性の幅を中央ヘッドほど狭く、外ヘッドほど広くしても、同様に磁気ディスク１２の記録容量の増大を図ることが可能である。すなわち、この場合、主磁極６０の磁気特性の幅が広い磁気ヘッド１６ほど、積層方向の中央付近からより離れた外層（並列方向の中央付近からより離れた外寄り）に配置される。例えば、主磁極６０の磁気特性の幅は、中央ヘッドである磁気ヘッド１６ｉ，１６ｊが最も狭く（小さく）、積層方向において中央ヘッドに対して外層側に位置する磁気ヘッド１６ほど徐々に広くなっており、外ヘッドである磁気ヘッド１６ａ，１６ｒが最も広い（大きい）。かかる磁気特性の幅の変化量は一律でなくともよく、中央ヘッドから外ヘッドまで変化量を変動させてもよい。

主磁極６０の磁気特性の幅は、記録トラックに磁気ヘッド１６、具体的にはライトヘッド５８で磁気記録した場合、その記録領域の磁気特性をリードヘッド５４で適切に読み出すことが可能なクロストラック方向ＷＴの記録領域の幅である。かかる幅は、図９に示すように、例えばＳＴＯ６５のバイアス電圧をオフにした際の記録信号出力のオフトラックプロファイルを測定した上で、その半値幅（５０％の位置）などとして規定される。なお、図９に示すクロストラック位置および信号出力のそれぞれの値は一例であり、これに限定されない。

次に、他の実施形態に係るＨＤＤについて説明する。なお、以下に説明する他の実施形態において、その基本的な構成は、上述した第１の実施形態と同等である。したがって、以下では、第１の実施形態と異なる他の実施形態に特徴的な構成について説明し、同一の構成部分については、第１の実施形態において対応する図面を参照して説明を省略する。

（第２の実施形態）
第２の実施形態において、磁気ヘッド１６は、ＨＤＤ１０への組み込み前にその動作性能がテストされ、そのテスト結果に応じて複数のグループに分類されている。本実施形態では、磁気ヘッド１６のエラーレートが検出されている。エラーレートは、磁気ディスク１２の記録トラックに対するライトヘッド５８での一回の記録（ライト）動作において、該記録トラックと隣接する記録トラック（以下、隣接記録トラックという）にはみ出して記録される記録パターンの割合である。

図１０は、隣接記録トラックに対する記録回数（Write count）とエラーレート（Error Rate）との関係を模式的に示す図である。図１０には、磁気ヘッド１６を３つのグループＡ，Ｂ，Ｃに分類し、各グループにおける隣接記録トラックに対する記録回数と当該記録回数後におけるエラーレートとの関係を模式的に示す。図１０に示す例において、グループＡ、グループＢ、グループＣの順にエラーレートは悪くなる。具体的には、記録回数が増加するに従って、例えば記録回数Ｎを超えると、グループＡに比べてグループＢのエラーレートの悪化が顕著となり、さらにグループＢと比べてグループＣのエラーレートの悪化が顕著となる。

本実施形態では、このようにエラーレートに応じて磁気ヘッド１６を分類した複数のグループのうち、エラーレートの高い磁気ヘッド１６が属するグループほど、積層方向の中央付近からより離れた外層（並列方向の中央付近からより離れた外寄り）に配置される。

ここでは、図７に示すように、１８個の磁気ヘッド１６ａ〜１６ｒが配置されている形態を想定する。この場合、これらの磁気ヘッド１６ａ〜１６ｒは、所定数ずつ、エラーレートに応じて複数のグループに分類されている。一例として、１８個の磁気ヘッド１６ａ〜１６ｒは、６個ずつ、図１０に対応する３つのグループＡ，Ｂ，Ｃに分類されている。具体的には、磁気ヘッド１６ｇ，１６ｈ，１６ｉ，１６ｊ，１６ｋ，１６ｌは、グループＡに属する。磁気ヘッド１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ，１６ｍ，１６ｎ，１６ｏは、グループＢに属する。磁気ヘッド１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｐ，１６ｑ，１６ｒは、グループＣに属する。

したがって、図７に示す形態例では、最もエラーレートの低いグループＡに属する６個の磁気ヘッド１６ｇ〜１６ｌが積層方向の中央付近に配置されている。これらの磁気ヘッド１６のベース側（磁気ヘッド１６ｄ，１６ｅ，１６ｆの位置）およびカバー側（磁気ヘッド１６ｍ，１６ｎ，１６ｏの位置）に、グループＡに次いでエラーレートの低いグループＢに属する磁気ヘッド１６がそれぞれ３個ずつ配置されている。さらに、これらの磁気ヘッド１６のベース側（磁気ヘッド１６ａ，１６ｂ，１６ｃの位置）およびカバー側（磁気ヘッド１６ｐ，１６ｑ，１６ｒの位置）に、グループＣに属する磁気ヘッド１６がそれぞれ３個ずつ配置されている。

これにより、磁気ヘッド１６のエラーレートは、積層方向において中央ヘッドから外ヘッドまでグループごとに高くなる。なお、磁気ヘッド１６を分類するグループの数は、３つに限定されず、２つであっても４つ以上であってもよい。ここで、積層方向に並んで配置された磁気ヘッド１６は、外ヘッドほど位置決め精度が悪くなりやすく、記録トラックのピッチ（トラックピッチ）を広げることが好ましい。その一方で、トラックピッチを広げる必要がある分、外ヘッドほどフリンジ特性（隣接記録トラックに磁気記録したときにエラーレートが劣化すること）を緩和可能となる。また、このようにエラーレートの高い磁気ヘッド１６は、線記録密度を上げて、トラックピッチ密度を下げることも可能である。したがって、本実施形態では、トラックピッチを調整する代わりに、エラーレートの高い磁気ヘッド１６のグループほど、積層方向の中央付近からより離れた外層に配置されている。このため、磁気ディスク１２の記録容量を増大させることが可能となる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態において、磁気ディスク１２は、ＨＤＤ１０への組み込み前にその動作性能がテストされ、そのテスト結果に応じて複数のグループに分類されている。本実施形態では、磁気ディスク１２のオーバーライト特性（ＯＷ）を示す指標値が検出されている。オーバーライト特性は、ある周波数の記録パターンの上にこの記録パターンとは異なる周波数の記録パターンをオーバーライトした時のオーバーライト前後での記録パターンの振幅差で指標化され、その値によって優劣（書き難さ）が判定される。例えば、垂直磁気記録の場合には、高周波信号よりも低周波信号の方が書き難いため、高周波信号を書いた後に低周波信号を書いた際の消え残り信号をｄＢで表示した値をオーバーライト特性の指標とすればよい。

図１１は、このようなオーバーライト特性（ＯＷ）に基づいて磁気ディスク１２を分類した場合の一例を示す図である。図１１に示す例では、オーバーライト特性の値の範囲、つまり書き難さの度合に応じて磁気ディスク１２を５つのグループに分類している。この場合、Ｇｒ１が最もオーバーライトされ難い磁気ディスク１２が属するグループであり、以下昇順に、Ｇｒ５が最もオーバーライトされ易い磁気ディスク１２が属するグループである。なお、図１１に示すグループ間の閾値は、一例であり図示した値に限定されず、任意に設定可能である。

本実施形態では、このようにオーバーライト特性（ＯＷ）に応じて磁気ディスク１２を分類した複数のグループのうち、オーバーライト特性の高い磁気ディスク１２が属するグループほど、積層方向の中央付近からより離れた外層（並列方向の中央付近からより離れた外寄り）に配置される。

ここでは、図７に示すように、９枚の磁気ディスク１２ａ〜１２ｉが配置されている形態を想定する。この場合、これらの磁気ディスク１２ａ〜１２ｉは所定枚数ずつ、オーバーライト特性に応じて複数のグループに分類されている。一例として、９枚の磁気ディスク１２ａ〜１２ｉは、図１１に対応する５つのグループ（Ｇｒ１〜Ｇｒ５）に分類されている。具体的には、磁気ディスク１２ｅは、Ｇｒ１（２０≦ＯＷ＜２３）に属する。同様に、磁気ディスク１２ｄ，１２ｆはＧｒ２（２３≦ＯＷ＜２６）、磁気ディスク１２ｃ，１２ｇはＧｒ３（２６≦ＯＷ＜２９）、磁気ディスク１２ｂ，１２ｈはＧｒ４（２９≦ＯＷ＜３２）、磁気ディスク１２ａ，１２ｉはＧｒ５（３２≦ＯＷ＜３５）にそれぞれ属する。

したがって、図７に示す形態例では、最もオーバーライト特性の低いＧｒ１に属する磁気ディスク１２ｅが積層方向の中央付近に配置されている。磁気ディスク１２ｅのベース側およびカバー側に、Ｇｒ１よりもオーバーライト特性の高いＧｒ２，Ｇｒ３，Ｇｒ４に属する磁気ディスク１２がそれぞれ配置されている。そして、最もオーバーライト特性の高いＧｒ５に属する磁気ディスク１２ａ，１２ｉが積層方向の最外層にそれぞれ配置されている。

これにより、磁気ディスク１２のオーバーライト特性は、積層方向において中央付近から最外層までグループごとに高くなる。したがって、例えば上述した第１の実施形態および第２の実施形態と異なり、磁気ヘッド１６の主磁極６０の幅ＷＰがほぼ一律である場合、あるいはエラーレートがほぼ一律である場合であっても、磁気ディスク１２の記録容量を増大させることが可能となる。

（第４の実施形態）
第４の実施形態において、ヘッドアンプＩＣ３０は、磁気ヘッド１６（ライトヘッド５８）の積層方向における位置に応じて、主磁極６０を励起させるための記録電流を異ならせている。具体的には、磁気ディスク１２に磁気記録する（データを書き込む）際、記録電流供給回路（記録電流供給部）９１から第１記録コイル７０および第２記録コイル７２に供給する記録電流がメインコントローラ９０によって制御される。

図１２は、このようなメインコントローラ９０による記録電流の制御（記録電流制御処理）の一例を示すフローチャートである。図１２に示すように、磁気ディスク１２に対するデータの書き込み時、メインコントローラ９０は、磁気ディスク１２に対するデータの書き込みを指示するライトコマンドをホスト９５から受信する（ＳＴ１）。

ライトコマンドを受信すると、メインコントローラ９０は、データの書き込み先を選択し、サーボ情報などに基づいてデータが書き込まれる磁気ディスク１２の記録トラックを特定する。これにより、メインコントローラ９０は、特定された記録トラックにデータを書き込む（磁気記録する）磁気ヘッド１６の積層方向（並列方向）における位置を特定する（ＳＴ２）。

次いで、メインコントローラ９０は、データの書き込み先として特定した磁気ディスク１２に対してデータを書き込む。具体的には、ＨＤＣ９６がＲ／Ｗチャネル９４を介してヘッドアンプＩＣ３０に対してデータの信号処理を実行させる。その際、ヘッドアンプＩＣ３０は、記録電流供給回路９１から第１記録コイル７０および第２記録コイル７２に供給する記録電流の大きさを、磁気ヘッド１６（ライトヘッド５８）の積層方向における位置に応じて変化させる。これにより、主磁極６０が励起され、主磁極６０に流れる磁束量が変化する。メインコントローラ９０のメモリ８０には、例えば磁気ヘッド１６（ライトヘッド５８）の積層方向における位置と、該位置における最適な記録電流の値との関係を対応づけた所定のテーブルが格納されている。記録電流の制御時、ＭＰＵ９７は、磁気ヘッド１６（ライトヘッド５８）の積層方向における位置における最適な記録電流の値をテーブルに応じて設定し、パラメータとしてヘッドアンプＩＣ３０に引き渡す。

本実施形態において、記録電流供給回路９１は、積層方向の外層側（並列方向の外寄り）に配置された磁気ヘッド１６（外ヘッド）ほど、積層方向（並列方向）の中央付近に配置された磁気ヘッド１６（中央ヘッド）よりも、主磁極６０を励起する記録電流を高くする（増加させる）（ＳＴ３）。主磁極６０を励起する記録電流を高くすることは、主磁極６０の幅ＷＰを広げることと同等の効果を奏する。したがって、外ヘッドほど中央ヘッドよりも主磁極６０を励起する記録電流を大きくすることで、外ヘッドほど中央ヘッドに対して主磁極６０の幅ＷＰを広げることと同等の効果を得ることが可能となる。

これにより、例えば上述した第１の実施形態および第２の実施形態と異なり、磁気ヘッド１６の主磁極６０の幅ＷＰがほぼ一律である場合、あるいはエラーレートがほぼ一律である場合であっても、磁気ディスク１２の記録容量を増大させることが可能となる。また、例えば上述した第３の実施形態と異なり、磁気ディスク１２のオーバーライト特性（ＯＷ）がほぼ一律である場合であっても、磁気ディスク１２の記録容量を増大させることが可能となる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…磁気ディスク装置、１１…筐体、１２，１２ａ〜１２ｉ…磁気ディスク、１６，１６ａ〜１６ｒ…磁気ヘッド、３０…ヘッドアンプＩＣ、６０…主磁極、６２…トレーリングシールド（ライトシールド）、６３…サイドシールド、６４…リーディングシールド、６５…スピントルク発振子（高周波発振素子）、９０…メインコントローラ、９１…記録電流供給回路（記録電流供給部）、９３…バイアス電圧供給回路、ＷＧ…ライトギャップ、ＷＰ…主磁極の先端部の幅（磁極幅）。

Claims (6)

1. 記録層を有し、同軸上に間隔を置いて並んで配置された複数の磁気ディスクと、
   前記記録層に対して垂直方向の記録磁界を発生する磁極を有し、前記磁気ディスクの並列方向に沿って間隔を置いて並んで配置された複数の磁気ヘッドと、を備え、
   複数の前記磁気ヘッドのうち、前記記録層に形成された記録トラックの幅方向における前記磁極の磁極幅が広い前記磁気ヘッドほど、あるいは前記記録層に前記磁気ヘッドで磁気記録した領域の磁気特性を読み出し可能な前記幅方向の領域幅が広い前記磁気ヘッドほど、前記並列方向の中央付近からより離れた外寄りに配置される
   磁気ディスク装置。
2. 前記磁気ヘッドは、前記磁極と、前記磁極とライトギャップを置いて対向するライトシールドを有し、
   前記磁極は、前記ライトギャップを置いて前記ライトシールドに対向するシールド側端面を有し、
   前記磁極幅は、前記シールド側端面の前記幅方向の幅である
   請求項１に記載の磁気ディスク装置。
3. 前記領域幅は、前記磁気記録した領域における記録信号出力のオフトラックプロファイルに基づいて規定される
   請求項１に記載の磁気ディスク装置。
4. 記録層を有し、同軸上に間隔を置いて並んで配置された複数の磁気ディスクと、
   前記記録層に対して垂直方向の記録磁界を発生する磁極を有し、前記磁気ディスクの並列方向に沿って間隔を置いて並んで配置された複数の磁気ヘッドと、を備え、
   前記磁気ヘッドで前記記録層の記録トラックに磁気記録した際に、前記記録トラックに隣接する隣接記録トラックにはみ出して磁気記録される割合に応じて前記磁気ヘッドを分類した複数のグループのうち、前記割合の高い前記磁気ヘッドが属するグループほど、前記並列方向の中央付近からより離れた外寄りに配置される
   磁気ディスク装置。
5. 記録層を有し、同軸上に間隔を置いて並んで配置された複数の磁気ディスクと、
   前記記録層に対して垂直方向の記録磁界を発生する磁極を有し、前記磁気ディスクの並列方向に沿って間隔を置いて並んで配置された複数の磁気ヘッドと、を備え、
   前記磁気ディスクのオーバーライト特性を示す指標値に応じて前記磁気ディスクを分類した複数のグループのうち、前記指標値の高い前記磁気ディスクが属するグループほど、前記並列方向の中央付近からより離れた外寄りに配置される
   磁気ディスク装置。
6. 記録層を有し、同軸上に間隔を置いて並んで配置された複数の磁気ディスクと、
   前記記録層に対して垂直方向の記録磁界を発生する磁極を有し、前記磁気ディスクの並列方向に沿って間隔を置いて並んで配置された複数の磁気ヘッドと、
   前記磁極を励起して磁束を流すための記録電流を供給する記録電流供給部と、を備え、
   前記記録電流供給部は、前記並列方向の外寄りに配置された前記磁気ヘッドほど、前記並列方向の中央付近に配置された前記磁気ヘッドよりも前記記録電流を高くする
   磁気ディスク装置。

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