JP6118075B2 - 磁気記憶装置及び情報再生方法 - Google Patents

Description

本発明は、磁気記憶装置及び情報再生方法に関する。

近年、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、磁気記憶装置が用いる磁気記録媒体の面記録密度（または、単位面積当たりの記録容量）を向上する様々な方法も提案されている。特に、ＭＲ（Magneto Resistive）ヘッド及びＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood）技術が導入されてから、磁気記録媒体の面記録密度は著しく向上されている。更に、ＧＭＲ（Giant Magneto Resistive）ヘッド、ＴＭＲ(Tunneling Magneto Resistive）ヘッドなどが導入され、磁気記録媒体の面記録密度は例えば１年に約５０％といったペースで増加を続けており、面記録密度の更なる向上が求められている。線記録密度の増加と同時にトラック密度を増加することで磁気記録媒体の面記録密度を向上する方法も提案されている。

このように、磁気ディスクなどの磁気記録媒体では、記録密度の更なる向上が求められており、磁気記録媒体からのヘッドの浮上量、即ち、磁気記録媒体の表面とヘッドの間の距離を減少させることが望ましい。しかし、記録密度向上のためにヘッドの浮上量を減少させると、ヘッドが磁気記録媒体の表面と接触する可能性が増加するため、接触によりヘッドが磁気記録媒体に記録されているサーボ情報を正常に再生できなくなったり、ヘッド及び磁気記録媒体の少なくとも一方が接触により破損したりして、磁気記憶装置の信頼性が低下する場合がある。

特開２００３−２２８８０１号公報

従来、磁気記録媒体の記録密度を向上し、且つ、磁気記録媒体を用いる磁気記憶装置の信頼性を向上することは難しい。そこで、本発明は、磁気記録媒体の記録密度の向上と、磁気記録媒体を用いる磁気記憶装置の信頼性の向上を実現可能な磁気記憶装置及び情報再生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、磁気記録媒体の磁性層に対する信号の記録及び再生を行う機能を有する磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドからの再生信号を処理する第１の信号処理系と、前記磁気ヘッドへの記録信号を処理する第２の信号処理系を備え、前記磁性層は、前記磁気ヘッドによりデータが記録再生される上層記録層と、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おりサーボ情報が記録されている下層記録層を有し、前記サーボ情報と前記データは互いに異なる記録周波数で前記下層記録層及び前記上層記録層に記録されており、前記第１の信号処理系は、前記再生信号を並行して処理し、前記再生信号中のサーボ情報を増幅する第１のヘッドアンプ及び前記再生信号中のデータを増幅する第２のヘッドアンプを有し、前記第１のヘッドアンプ及び前記第２のヘッドアンプは、処理を施す周波数帯域が互いに異なる磁気記憶装置が提供される。

磁気記憶装置及び情報再生方法によれば、磁気記録媒体の記録密度の向上と、磁気記録媒体を用いる磁気記憶装置の信頼性の向上を実現することができる。

本発明の一実施形態における磁気記録媒体の一例の一部を示す断面図である。 下層記録層を示す平面図である。 上層記録層を示す平面図である。 サーボ情報の一例を示す図である。 サーボ情報が断続的に記録されている磁気記録媒体の比較例を示す平面図である。 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。 磁気記憶装置の一部を示すブロック図である。

磁気記録媒体の記録密度向上のためにヘッドの磁気記録媒体からの浮上量を減少させると、ヘッドが磁気記録媒体の表面と接触する可能性が増加するため、接触によりヘッドが磁気記録媒体に記録されているサーボ情報を正常に再生できなくなったり、ヘッド及び磁気記録媒体の少なくとも一方が接触により破損したりして、磁気記憶装置の信頼性が低下する場合がある。

一方、耐タンパ性及び耐衝撃性向上のため、上層記録層と下層記録層を有する磁性層のうち、保磁力の高い方の下層記録層のサーボ信号領域にサーボ信号を記録する方法が提案されている（例えば、特許文献１）。しかし、磁性層の上層記録層にデータを記録し、下層記録層にサーボ信号を記録した場合、磁気記録媒体から同時に再生された信号からデータ及びサーボ信号を分離する信号処理系についての提案はされていない。

そこで、本発明の一実施形態における磁気記憶装置及び情報再生方法では、磁気記録媒体の異なる記録層に記録された信号を磁気ヘッドで同時に再生し、再生信号を並行して第１のヘッドアンプ及び第２のヘッドアンプで処理することで、再生信号から分離されたサーボ情報を第１のヘッドアンプから出力し、再生信号から分離されたデータを第２のヘッドアンプから出力する。

以下に、本発明の各実施形態における磁気記憶装置及び情報再生方法を図面と共に説明する。

（磁気記録媒体）
図１は、本発明の一実施形態における磁気記録媒体の一例の一部を示す断面図である。図１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。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１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が垂直磁性層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、後述する磁気記憶装置の磁気ヘッド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磁性層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と垂直磁性層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。この場合、第１の配向制御層１３の直上にある垂直磁性層１５の初期部には、結晶成長の乱れが生じ易く、この結晶成長の乱れがノイズの原因となり得る。この垂直磁性層１５の初期部の結晶成長が乱れた部分を第２の配向制御層１４で補償することで、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。

垂直磁性層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。

垂直磁性層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。垂直磁性層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、垂直磁性層１５の厚さが上記範囲の上限を超えると、垂直磁性層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、垂直磁性層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、垂直磁性層１５の腐食を防ぐと共に、磁気ヘッドが磁気ディスク１と接触したときに媒体表面の損傷または磁気ヘッド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２は、下層記録層１５−１を示す平面図であり、図３は、上層記録層１５−２を示す平面図である。図２に示すように、下層記録層１５−１には、サーボ情報が、情報（サーボ情報以外のデータ）が記録される上層記録層１５−２に形成されるトラック方向に沿ったサーボ情報領域４０に連続的に記録されていても良い。磁気ディスク１の場合、トラック方向は、同心円状トラックが延在する円周方向であっても、螺旋状トラックが延在する螺旋方向であっても良い。図２に示す例では、便宜上トラックが磁気ディスク１の中心、即ち、開口１Ａの中心と同心円状形成されるものとする。一方、図３に示すように、情報（以下、データとも言う）は、開口１Ａを除く上層記録層１５−２の略全領域で形成されたデータ領域４１に対して記録再生が可能である。図２及び図３における開口１Ａと磁気ディスク１全体の大きさは、実際の寸法に比例した縮尺で図示したものではない。上層記録層１５−２にはサーボ情報が記録されないので、上層記録層１５−２の大部分を情報が記録再生されるデータ領域４１として使用でき、磁気ディスク１の記録密度を向上することができる。

磁気ヘッドは、下層記録層１５−１に記録されたサーボ情報を再生するので、サーボ情報が下層記録層１５−１にトラック方向に沿って連続的に記録されている場合、連続的に再生できる。サーボ情報が下層記録層１５−１にトラック方向に沿って連続的に記録されている場合、サーボ情報が記録層に断続的に設けられたサーボ情報領域のみに記録されている場合と比較すると、磁気ヘッドはサーボ情報を連続的に再生できるので、再生されたサーボ情報に基づく磁気ヘッドの目標アドレスへのシークやトラッキングなどをより高精度に行うことができ、サーボ情報の再生時にエラー（例えば、リードエラー）が発生した場合でもシーク動作やトラッキング動作をより高速に収束させることができる。

図４は、サーボ情報の一例を示す図である。図４に示すように、サーボ情報領域４０は、サーボ情報部４０−１，４０−２，４０−３，...，４０−Ｎ（Ｎは２以上の自然数）を有する。なお、磁気ヘッドは、図４における左右方向に浮上走行し、サーボ情報を再生する（即ち、読み込む）。各サーボ情報部４０−ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）は、バースト情報領域４３、アドレス情報領域４４、及びプリアンブル情報領域４５を含む。バースト情報領域４３には、磁気ヘッドをトラックの中央に位置付けさせるトラッキングのためのバースト情報の一例であるバーストパターン４３ａが形成されている。バーストパターン４３ａは、例えば隣接するトラック間に設けられた細かなドット状の形状とされている。アドレス情報領域４４には、上層記録層１５−２のデータ領域４１の番地を示すトラック情報及びセクタ情報を含むアドレス情報の一例であるアドレスパターン４４ａが形成されている。アドレスパターン４４ａは、上層記録層１５−２に形成されるトラックと直交する方向に延在する例えば不規則な線状の形状を有する。プリアンブル情報領域４５には、個々のサーボ情報部４０−１〜４０−Ｎの識別に用いられるプリアンブル情報の一例であるプリアンブルパターン４５ａが形成されている。プリアンブルパターン４５ａは、磁気記録されるプリアンブル情報領域４５を形成し、トラックと直交する方向に延在する例えば長さの揃った線状の形状を有する。

後述するように、磁気ディスク１の外周と内周間で移動する磁気ヘッドが、下層記録層１５−１のプリアンブル情報領域４５のプリアンブル情報を再生しアドレス情報を再生する準備をし、下層記録層１５−１のサーボ情報領域４０において、上層記録層１５−２のデータ領域４１のアドレス情報を再生し、同一円周上（即ち、同一トラック方向上）に設けられた下層記録層１５−１のバースト情報領域４３のバースト情報を再生してトラック位置の微調整を行い、その後、上層記録層１５−２のデータ領域４１に対してデータの記録再生を行う。

磁気ディスク１の垂直磁性層１５は、上層記録層１５−２及び下層記録層１５−１を有する２層構造を有し、保磁力が高い方の下層記録層１５−１にサーボ情報を記録し、保磁力が低い方の上層記録層１５−２はデータを記録する。サーボ情報が記録される下層記録層１５−１のサーボ情報領域４０と、データが記録される上層記録層１５−２のデータ領域４１は、磁気ディスク１の平面図上で重なる。これにより、データを記録する上層記録層１５−２のデータ領域４１が磁気ディスク１の略全面に広がり、磁気ディスク１の面記録密度（または、単位面積当たりの記録容量）を高めることが可能となる。また、磁気ディスク１の保磁力の高い方の下層記録層１５−２へのサーボ情報の記録は、例えば専用のサーボトラックライタ（ＳＴＷ：Servo Track Writer）で行われるため、サーボ情報の記録信号強度は安定なものとなる。

図５は、サーボ情報が断続的に記録されている磁気記録媒体の比較例を示す平面図である。図５に示す磁気ディスク１０１では、同一の記録面内に、サーボ情報が記録されたサーボ情報領域１１０と、データの記録再生が行われるデータ領域１１１とが別々の領域に設けられている。サーボ情報領域１１０は、磁気ディスク１０１の中心から略放射状に延び、データ領域１１１は隣接するサーボ情報領域１１０間に設けられている。例えば図５中、磁気ヘッドの浮上走行方向（即ち、トラック方向）で見ると、□で囲んだ１つのトラックに沿った領域が、データ領域１１１、サーボ情報領域１１０、及びデータ領域１１１を有する。サーボ情報領域１１０に記録されるサーボ情報は、図４に示す１つのサーボ情報部と同様であるが、図５の場合はプリアンブル情報領域にトラック内でデータ領域１１１からサーボ情報領域１１０に移る箇所の識別に用いられるプリアンブル情報の一例であるプリアンブルパターンが形成されている。

磁気ディスク１０１のサーボ情報領域１１０及びデータ領域１１１は、同一磁気記録層に設けられていても、サーボ情報領域１１０が２層構造の垂直磁性層の下層記録層に設けられ、データ領域１１１が２層構造の垂直磁性層の上層記録層に設けられていても良い。いずれにしても、図５を図２及び図３の組合せと比較することでもわかるように、磁気ディスク１０１のデータ領域１１１は断続的に設けられるので、磁気ディスク１と比べると面記録密度が低い。また、図５のサーボ情報は、トラック方向に沿って連続的に記録されていないので、このサーボ情報に基づいて磁気ヘッドの目標アドレスへのシークやトラッキングなどを制御した場合は断続的な制御となり、上記実施形態のように磁気ヘッドの目標アドレスへのシークやトラッキングなどを連続的に制御することはできない。従って、比較例の場合、上記実施形態のように磁気ヘッドのシークやトラッキングなどを高精度に行うことは難しく、サーボ情報の再生時にエラー（例えば、リードエラー）が発生した場合にシーク動作やトラッキング動作を高速に収束させることも難しい。

（磁気記憶装置）
図６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６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にデータを記録再生可能な構成を有するが、データを記録する構成を有しても、データを再生する構成を有しても良い。また、磁気ディスク１は、ＨＤＤ５１の一部を形成しても良い。

図６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、磁気ディスク１を回転駆動させる媒体駆動部８１、磁気ディスク１に記録されたサーボ情報及びデータを再生すると共にデータを磁気ディスク１に記録する機能を有する磁気ヘッド８２、磁気ヘッド８２を磁気ディスク１に対して相対移動させるヘッド駆動部８３、及び信号処理部８４を有する。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。

磁気ヘッド８２には、再生素子としてトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）効果を利用したＴＭＲ素子などを有し、高記録密度に適した磁気ヘッドを用いることができる。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）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。

信号処理部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７は、磁気記憶装置の一部を示すブロック図である。図７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、及び制御回路１８７を有する。磁気ヘッド８２は、磁気ディスク１に記録されたサーボ情報及びデータを再生する再生ヘッド８２−１と、データを磁気ディスク１に記録する記録ヘッド８２−２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記録再生情報用ヘッドアンプ１８３−２を有する。図６に示すヘッド駆動部８３は、ヘッド駆動用ＶＣＭ１８４を含む。図６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。ヘッドアンプ部１８３、再生信号処理回路１８５、及び制御回路１８７は、磁気ヘッド８２の再生ヘッド８２−１からの信号を処理する第１の信号処理系の一例を形成する。一方、記録信号処理回路１８６は、磁気ヘッド８２の記録ヘッド８２−２への信号を処理する第２の信号処理系の一例を形成する。

ＨＤＤなどに用いられる磁気ディスクでは、サーボ情報の記録は１回限りであり、例えばＨＤＤの製造者が専用のＳＴＷを用いて行うのが一般的である。このようなＳＴＷ自体は周知である。この例では、このようなＳＴＷを用いて磁気ディスク１の保磁力の高い方の下層記録層１５−１にサーボ情報が記録されているものとする。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に対して記録され、再生されるものとする。データの上層記録層１５−２への記録は、ＨＤＤの製造者に加え、ＨＤＤのユーザで行える。上層記録層１５−２へのデータの記録には、書き込み力が比較的低く、下層記録層１５−１にデータを記録することがなく、上層記録層１５−２のみにデータを記録可能な記録ヘッド８２−２を使用する。このような記録ヘッド８２−２は、一般的なＨＤＤに内蔵されている磁気ヘッドと同様である。

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の平面図上で重なるので、再生ヘッド８２−１は、サーボ情報とデータの両方を同時に再生する。サーボ情報とデータとで記録周波数が互いに異なるように記録を行うことで、再生ヘッド８２−１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７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、再生ヘッド８２−１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、再生ヘッド８２−１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。しかし、分離手段として単一のヘッドアンプで形成されたヘッドアンプ部を用いた場合、図７のように再生ヘッド８２−１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で処理する場合と比較すると、再生信号から分離されたサーボ情報とデータを出力するのに要する時間が長くなり、再生信号の高速処理を行うことは難しい。従って、再生信号の高速処理を考慮すると、ヘッドアンプ部は、ヘッドアンプ部１８３のように再生ヘッド８２−１が磁気ディスク１から再生した信号を並行して処理す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を有する構成とすることが好ましい。

図７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、外部からの指示と、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のトラッキング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。ヘッド駆動用ＶＣＭ１８４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部の一例である。なお、ヘッド駆動部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。

なお、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、例えば外部のホスト装置（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の記録ヘッド８２−２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。

（磁気記録媒体の製造方法）
本発明者らは、外径６５ｍｍ、中央孔２０ｍｍ、厚さ０．８０ｍｍの円盤状ガラス基板を用いて磁気ディスクを製造した。

具体的には、先ず、円盤状ガラス基板を、ＤＣマグネトロンスパッタ装置（アネルバ社製Ｃ−３０４０）の成膜チャンバ内に収容して、到達真空度１×１０^−５Ｐａとなるまで成膜チャンバ内を排気した後、この円盤状ガラス基板の上に、Ｃｒターゲットを用いて層厚１０ｎｍの密着層を成膜した。また、この密着層の上に、Ｃｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａ｛Ｆｅ含有量２０原子％、Ｚｒ含有量５原子％、Ｔａ含有量５原子％、残部Ｃｏ｝のターゲットを用いて１００℃以下の基板温度で、層厚２５ｎｍの軟磁性層を成膜し、この上に層厚０．７ｎｍのＲｕ層を成膜した後、更にその上に層厚２５ｎｍのＣｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａ軟磁性層を軟磁性下地層として成膜した。

次に、軟磁性下地層の上に、Ｎｉ−６Ｗ｛Ｗ含有量６原子％、残部Ｎｉ｝ターゲットを用いて、層厚５ｎｍのシード層を成膜した後、このシード層の上に、スパッタ圧力を０．８Ｐａとして層厚１０ｎｍのＲｕ層を第１の配向制御層として成膜した。

次に、スパッタ圧力を１．５Ｐａとして層厚１０ｎｍのＲｕ層を第２の配向制御層として成膜した。そして、この第２の配向制御層の上に、９１（Ｃｏ１５Ｃｒ１６Ｐｔ）−６（ＳｉＯ_２）−３（ＴｉＯ_２）｛Ｃｒ含有量１５原子％、Ｐｔ含有量１６原子％、残部Ｃｏの合金を９１ｍｏｌ％、ＳｉＯ_２酸化物を６ｍｏｌ％、ＴｉＯ_２酸化物を３ｍｏｌ％｝磁性層を下層記録層として、スパッタ圧力を２Ｐａとして層厚９ｎｍに成膜した。下層記録層の保磁力は、７０００Ｏｅとした。

次に、下層記録層の上に、８８（Ｃｏ３０Ｃｒ）−１２（ＴｉＯ_２）｛Ｃｒ含有量３０原子％、残部Ｃｏの合金を８８ｍｏｌ％、ＴｉＯ_２酸化物を１２ｍｏｌ％｝非磁性層を、層厚２０ｎｍに成膜した。その後、この非磁性層の上に、９２（Ｃｏ１１Ｃｒ１８Ｐｔ）−５（ＳｉＯ_２）−３（ＴｉＯ_２）｛Ｃｒ含有量１１原子％、Ｐｔ含有量１８原子％、残部Ｃｏの合金を９２ｍｏｌ％、ＳｉＯ_２酸化物を５ｍｏｌ％、ＴｉＯ_２酸化物を３ｍｏｌ％｝磁性層を上層記録層として、スパッタ圧力を２Ｐａとして層厚６ｎｍに成膜した。上層記録層の保磁力は、５０００Ｏｅとした。

次に、ＣＶＤ法により層厚３ｎｍの保護層を成膜し、最後に、ディッピング法によりパーフルオロポリエーテルからなる潤滑膜を成膜することにより、磁気ディスクを作製した。

（サーボ情報の記録方法）
次に、作製した磁気ディスクに、ＳＴＷを用いてサーボ情報を記録した。サーボ情報の記録は、磁気ディスクの回転数を７２００回転／分、記録周波数は３０ＭＨｚとした。サーボ情報の記録は、下層記録層、上層記録層の両層に同時に行い、その後、外部磁場を印加して上層記録層の記録情報を消去した。これにより、サーボ情報は、下層記録層には記録され、上層記録層には記録されていない磁気ディスクが作製された。

（磁気記憶装置の評価）
本発明者らは、上記の如く作製された磁気ディスクの評価を行った。具体的には、熱式浮上量可変素子がヘッドのスライダに形成された磁気ヘッドを用いて、磁気ディスクへのリードライト評価を行った。評価条件ｃ１〜ｃ４は以下の通りである。
ｃ１：磁気ディスクの回転数：７２００回転／分
ｃ２：評価ヘッド：熱式浮上量可変素子内蔵型ＭＲヘッド
ｃ３：ヘッド浮上量の可変量：１ｎｍ／１０ｍＷ
ｃ４：記録周波数：７０MHｚ
磁気ディスクへの信号の記録、及び磁気ディスクからの信号の再生は、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を含む第１の信号処理系を用いて、下層記録層に記録されたサーボ情報に基づいて磁気ヘッドの位置付けを行いながら、データセクタにおいて磁気ヘッドの磁気ディスクからの浮上量を±３ｎｍの範囲内に制御して行った。

この磁気ディスクについて、データを記録して再生した場合のビットエラーレート（ＢＥＲ：Bit Error Rate）を測定した。なお、ＢＥＲは、「−ｌｏｇ（エラービット数／総ビット数）」で算出した。この測定の結果、ＢＥＲは４．２１であった。このように算出したＢＥＲの値が大きい程、磁気記憶装置の信頼性が高いことになる。

（比較例の評価）
上記の如く作製された磁気ディスクを用いてＢＥＲを測定する際に、単一のヘッドアンプを有する第１の信号処理系を用いた比較例についてもリードライト評価を行った。即ち、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を単一のヘッドアンプとし、磁気ヘッドからの再生信号をこのヘッドアンプで増幅し、その後、この再生信号からサーボ情報とデータをフィルタによって分離した。この再生データのＢＥＲは４．０１であった。

つまり、再生信号のサーボ情報及びデータ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、比較例と比べて再生データの信頼性が向上することが確認された。

なお、上記の如き磁気記録媒体の製造方法で用いる材料、膜厚、プロセスなどは、一例にすぎない。また、磁気記憶装置の評価方法も、上記評価方法に限定されない。

以上、磁気記憶装置及び情報再生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 垂直磁性層
１５−１ 下層記録層
１５−２ 上層記録層
４０ サーボ情報領域
４１ データ領域
５１ 磁気記憶装置
８２ 磁気ヘッド
８２−１ 再生ヘッド
８２−２ 記録ヘッド
１８３ ヘッドアンプ部
１８７ 制御回路

Claims (7)

1. 磁気記録媒体の磁性層に対する信号の記録及び再生を行う機能を有する磁気ヘッドと、
   前記磁気ヘッドからの再生信号を処理する第１の信号処理系と、
   前記磁気ヘッドへの記録信号を処理する第２の信号処理系を備え、
   前記磁性層は、前記磁気ヘッドによりデータが記録再生される上層記録層と、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おりサーボ情報が記録されている下層記録層を有し、
   前記サーボ情報と前記データは互いに異なる記録周波数で前記下層記録層及び前記上層記録層に記録されており、
   前記第１の信号処理系は、前記再生信号を並行して処理し、前記再生信号中のサーボ情報を増幅する第１のヘッドアンプ及び前記再生信号中のデータを増幅する第２のヘッドアンプを有し、
   前記第１のヘッドアンプ及び前記第２のヘッドアンプは、処理を施す周波数帯域が互いに異なる
   ことを特徴とする磁気記憶装置。
2. 前記サーボ情報は、前記下層記録層にトラック方向に沿って連続的に記録されており、
   前記磁気ヘッドは、前記下層記録層に記録されたサーボ情報と前記上層記録層に記録されたデータを同時に再生する再生ヘッドと、前記上層記録層にデータを記録する記録ヘッドを有する
   ことを特徴とする請求項１記載の磁気記憶装置。
3. 前記第１の信号処理系は、前記第２のヘッドアンプから出力されるデータに処理を施して外部へ出力する再生信号処理回路と、前記外部からの指示と前記第１のヘッドアンプから出力されるサーボ情報とに基づいて、前記磁気ヘッドの目標アドレスへのシークまたは前記磁気ヘッドのトラッキングを行わせるための制御信号を生成する制御回路を更に有する
   ことを特徴とする請求項１または２記載の磁気記憶装置。
4. 前記磁気記録媒体を更に備え、
   前記磁気記録媒体は磁気ディスクであること
   を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の磁気記憶装置。
5. 磁気ヘッドにより、データが記録再生される上層記録層と、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おりサーボ情報が記録されている下層記録層を有する磁気記録媒体から信号を再生し、
   前記サーボ情報と前記データは互いに異なる記録周波数で前記下層記録層及び前記上層記録層に記録されており、
   第１のヘッドアンプ及び第２のヘッドアンプにより、前記磁気ヘッドからの再生信号を並行して処理し、前記第１のヘッドアンプで前記再生信号中のサーボ情報を増幅すると共に前記第２のヘッドアンプで前記再生信号中のデータを増幅し、
   前記第１のヘッドアンプ及び前記第２のヘッドアンプとでは、処理を施す周波数帯域が互いに異なる
   ことを特徴とする情報再生方法。
6. 前記サーボ情報は、前記下層記録層にトラック方向に沿って連続的に記録されており、
   前記磁気ヘッドにより、前記下層記録層に記録されたサーボ情報と前記上層記録層に記録されたデータを同時に再生する
   ことを特徴とする請求項５記載の情報再生方法。
7. 再生信号処理回路により、前記第２のヘッドアンプから出力されるデータに処理を施して外部へ出力し、
   制御回路により、前記外部からの指示と前記第１のヘッドアンプから出力されるサーボ情報とに基づいて、前記磁気ヘッドの目標アドレスへのシークまたは前記磁気ヘッドのトラッキングを行わせるための制御信号を生成する
   ことを特徴とする請求項５または６記載の情報再生方法。

Images