JP7170583B2 - 磁気記録装置及びその磁気ヘッド制御方法 - Google Patents

磁気記録装置及びその磁気ヘッド制御方法 Download PDF

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Description

本発明の実施形態は、垂直記録方式を採用した磁気記録装置及びその磁気ヘッド制御方法に関する。
近年、磁気記録装置（例えば、ハードディスク装置（Hard Disk Drive：ＨＤＤ）にあっては、高記録容量化を実現するために、瓦記録方式（Shingled write Magnetic Recording（ＳＭＲ）、またはShingled Write Recording（ＳＷＲ））と称される記録技術が開発されている。この瓦記録方式では、磁気ディスクにデータをライト（書き込み）する際に、次の記録トラックを隣接するトラックの一部に重ねて記録する。これによって、トラック密度（Track Per Inch：ＴＰＩ）が向上し、高記録容量化が可能となる。
また、磁気記録装置にあっては、高記録密度化を実現するために、熱アシスト磁気記録（Thermally Assisted Magnetic Recording : ＴＡＭＲ）方式と称される記録技術が開発されている。この熱アシスト磁気記録方式では、近接場光照射素子を備えた磁気ヘッドにおいて、高い垂直磁気異方性を有する媒体記録層に対して、データの書き込み時に近接場光素子の先端から近接場光を照射して局所的に加熱する。これにより、加熱された記録層部分の保磁力が記録時に十分に低下するため、高記録密度化が可能となる。
ただし、近接場光を発生させる際に近接場光照射素子の内部で発熱が生じる。この発熱の温度によっては、近接場光照射素子を構成する材料の原子のマイグレーションにより素子の形状が崩れてしまう。このため、経時変化によって初期に設定された線記録密度（ＢＰＩ）、トラック密度（ＴＰＩ）で記録される信号品質を維持することが困難になるおそれがあり、長期に亘る信頼性の確保が難しくなる。
特開２０１６－１９４９６７号公報 米国特許第８７９７６７号明細書
本発明の実施形態が解決しようとする課題は、近接場光素子が経時変化したとしても、設定された線記録密度（ＢＰＩ）、トラック密度（ＴＰＩ）で記録される信号品質を維持することができ、長期信頼性を保つことが可能な磁気記録装置及びその磁気ヘッド制御方法を提供することである。
本実施形態に係る磁気記録装置は、記録層を備え、バンド内に第１トラックおよび前記第１トラックと部分的に重なる第２トラックとを含むトラック群を有するディスクと、前記ディスクの記録層を加熱する加熱器と、前記ディスクの前記加熱器で加熱した範囲にデータを書き込むライトヘッドと、前記ディスクの前記トラック群内のトラックからデータを読み込むリードヘッドとを備える磁気ヘッドと、前記ライトヘッド及び前記リードヘッドの位置を制御するコントローラとを具備する。前記コントローラは、初期過程で測定される前記ディスクの記録信号品質を保存する保存処理と、前記データの書き込み前に前記ディスクの記録信号品質を検査する検査処理と、前記検査処理で得られた記録信号品質が前記保存処理で保存された初期過程での記録信号品質と比較して基準を満たしているか判定する判定処理と、前記判定処理の判定結果に基づいて、前記基準を満たすように前記加熱器の加熱量を調整する調整処理と、前記調整処理の調整結果に基づいてライトオフセット量を決定し、決定されたライトオフセット量に基づいて前記ライトヘッドの位置をシフトするように制御する位置制御処理を実行する。
図１は、実施形態に係る磁気記録装置の構成を示すブロック図である。 図２は、実施形態に係る磁気記録装置の磁気ヘッドおよび磁気ディスクを拡大して示す側面図である。 図３は、実施形態に係る磁気記録装置の磁気ヘッドの構成を示す断面図である。 図４は、実施形態に係る磁気記録装置の磁気ヘッドの記録ヘッド部分及び磁気ディスクの構成を示す断面図である。 図５は、実施形態に係る磁気記録装置の実施例１の初期情報保存処理の流れを示すフローチャートである。 図６は、実施形態に係る磁気記録装置の実施例１の検査処理の流れを示すフローチャートである。 図７は、実施形態に係る磁気記録装置の実施例１、比較例１、比較例２のレーザーパワーと磁気ライト幅との関係を示す図である。 図８は、実施形態に係る磁気記録装置の実施例１、比較例１、比較例２のレーザーパワーとビットエラーレートとの関係を示す図である。 図９は、実施形態に係る磁気記録装置の実施例１、比較例１、比較例２のトラックとライトヘッドの位置との関係を示す模式図である。 図１０は、実施形態に係る磁気記録装置の実施例１、比較例１、比較例２のトラックとリードヘッドの位置との関係を示す模式図である。 図１１は、実施形態の説明に用いる比較例３のレーザーパワーと磁気ライト幅との関係を示す図である。 図１２は、実施形態の説明に用いる比較例３のレーザーパワーとビットエラーレートとの関係を示す図である。 図１３は、実施形態の説明に用いる比較例３のトラックとライトヘッド、リードヘッドとの位置関係を示す模式図である。 図１４は、実施形態に係る磁気記録装置の実施例２の検査処理の流れを示すフローチャートである。 図１５は、実施形態に係る磁気記録装置の実施例３の検査処理の流れを示すフローチャートである。 図１６は、実施形態に係る磁気記録装置の実施例３、比較例４、比較例５のレーザーパワーと磁気ライト幅との関係を示す図である。 図１７は、実施形態に係る磁気記録装置の実施例３、比較例４、比較例５のレーザーパワーとビットエラーレートとの関係を示す図である。 図１８は、実施形態に係る磁気記録装置の実施例３、比較例４、比較例５のトラックとライトヘッドとの位置関係を示す模式図である。 図１９は、実施形態に係る磁気記録装置の実施例３、比較例４、比較例５のトラックとリードヘッドとの位置関係を示す模式図である。 図２０は、実施形態に係る磁気記録装置の実施例４の検査処理の流れを示すフローチャートである。 図２１は、実施形態に係る磁気記録装置の実施例５のトラックとリードヘッドとの位置関係を示す模式図である。
以下、実施の形態につき図面を参照して説明する。
（実施形態）
図１は、本実施形態に係る磁気記録装置１の構成を示すブロック図である。
磁気記録装置１は、後述するヘッドディスクアセンブリ（head-disk assembly：ＨＤＡ）と、ドライバＩＣ２０と、ヘッドアンプ集積回路（以下、ヘッドアンプＩＣ）３０と、揮発性メモリ７０と、不揮発性メモリ８０と、バッファメモリ（バッファ）９０と、１チップの集積回路からなるシステムコントローラ１３０とを備える。また、磁気記録装置１は、ホストシステム（ホスト）１００と接続され得る。
ＨＤＡは、磁気ディスク（以下、ディスク）１０と、スピンドルモータ（ＳＰＭ）１２と、磁気ヘッド（以下、ヘッド）１５を搭載しているアーム１３と、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１４とを有する。ディスク１０は、スピンドルモータ１２により回転する。アーム１３及びＶＣＭ１４は、アクチュエータを構成している。アクチュエータは、ＶＣＭ１４の駆動により、アーム１３に搭載されているヘッド１５をディスク１０上の所定の位置まで移動制御する。ディスク１０およびヘッド１５は、２つ以上の数が設けられてもよい。
ディスク１０は、データ領域に、瓦記録領域（ＳＭＲ領域）１１ａと、メディアキャッシュ（media cache）領域１１ｂと、が割り当てられている。瓦記録領域１１ａは、ホスト１００からライト要求されたユーザデータ等が記録される。メディアキャッシュ領域１１ｂは、瓦記録領域１１ａのキャッシュとして利用され得る。
瓦記録領域１１ａは、隣接するトラック（以下、単に、隣接トラック）の一部に重なるように次のトラックのデータがライトされ、メディアキャッシュ領域１１ｂよりトラック密度の高い記録領域である。瓦記録領域１１ａは、隣接トラックに一部分が重ね書きされる少なくとも１つのトラック（第１トラック）と、最後に重ね書きするトラック（第２トラック）とをそれぞれ含む複数のトラック群（以下、バンド領域ＢＡｎと称す）を備えている。第２トラックは、第１トラックよりもトラック幅が広い。バンド領域ＢＡｎは、ディスク１０の１周分のトラック群で構成されている。以下で、データの書き込み時のヘッド１５の軌跡（トラック）をライトトラックと称し、瓦記録により、隣接ライトトラックが重ね書きされた領域を除いた残りのライトトラックの領域をリードトラックと称する。瓦記録方式の第１トラックにおいて、ライトトラックの幅の中心位置（以下、トラックセンタ）と、リードトラックのトラックセンタとは、通常、一致しない。なお、ライトトラック及びリードトラックを単にトラックと称する場合もある。
図２及び図３を参照して、ヘッド１５について説明する。
図２は、本実施形態に係る磁気記録装置のヘッド１５および磁気ディスク１０を拡大して示す側面図であり、図３は、本実施形態に係るヘッド１５の断面図である。図２には、ディスク１０の回転方向Ａを示している。
ヘッド１５は、スライダ２５１を備える。スライダ２５１は、アーム１３に取付けられたジンバル２０１に固定されている。
ヘッド１５は、それぞれスライダ２５１に設けられたライトヘッド１５Ｗ、リードヘッド１５Ｒ、光発生素子（例えば、レーザダイオード）２５０、導波路２５５、及び近接場光照射素子（プラズモン・ジェネレータ、ニアフィールド・トランデューサ）２５６を備えている。
リードヘッド１５Ｒは、ディスク１０上のデータトラックに記録されているデータをリードする。ライトヘッド１５Ｗは、ディスク１０上にデータをライトする。ライトヘッド１５Ｗは、ディスク１０の表面に対して垂直方向の磁界を発生させる。
光発生素子２５０は、（レーザ）光源であり、スライダ２５１の上部、あるいは、ジンバル２０１に設けられている。光発生素子２５０は、導波路２５５に光を供給する。なお、光発生素子２５０は、スライダ２５１、又はジンバル２０１以外の場所に設けられていてもよい。例えば、光発生素子２５０は、アーム１３及びヘッド１５の外部に設けられていてもよい。導波路２５５は、光発生素子２５０が発生する光を近接場光照射素子２５６に伝播する。
近接場光照射素子２５６は、ディスク１０に対向するスライダ２５１の下端部に設けられている。近接場光照射素子２５６は、データの書き込みを実行する際に、導波路２５５を介して伝播されたレーザ光から近接場光を発生し、ディスク１０に近接場光を照射する。照射された近接場光は、ディスク１０の記録層を加熱し、ディスク１０の記録層の保磁力を低下させる。近接場光照射素子２５６は、金属部材を含む。なお、近接場光照射素子２５６の代わりに、光発生素子２５０から伝播する光を、ディスク１０に集光するレンズが、備えられていてもよい。
このように、近接場光照射素子２５６から発生する近接場光をディスク１０に照射することにより、磁気記録装置１は、高保磁力媒体であるディスク１０に高密度な磁気記録をすることができる。
また、近接場光照射素子２５６は、近接場光の照射範囲（又は、スポット範囲や、熱分布幅と称する場合もある）により、ライトヘッド１５Ｗにより書き込まれる記録幅（あるいはトラック幅）を規定する。すなわち、記録幅は、近接場光の照射範囲の幅に対応する。例えば、近接場光照射素子２５６は、近接場光の照射範囲をライトヘッド１５Ｗの幅よりも小さい幅で照射することで、ライトトラックのトラック幅（以下、単に、ライトトラック幅）を規定する。
例えば、近接場光を照射する際に生じる熱等の要因により、近接場光照射素子の形状が変化した場合、近接場光の照射範囲が変動し、これに伴って、ライトヘッド１５Ｗによるライトトラックのトラック幅が変化する。更に、ライトヘッド１５Ｗによるライトトラックのトラック幅が変化することで、所定のバンド領域の幅（以下、単に、バンド幅）が変化する。
図４は、上記ヘッド１５のライトヘッド部分と垂直記録媒体である磁気ディスク１０の横断面図である。
磁気ディスク１０は、基板１０１上にディスク面に対して垂直方向に大きな異方性をもつ垂直記録層１０２と、その垂直記録層１０２の配向性を向上させるために垂直記録層１０２の下層部に配置された結晶配向層１０３と、加熱領域の広がりを抑制するために結晶配向層１０３の下層部に配置されたヒートシンク層１０４と、垂直記録層１０２の上部に配置された保護膜１０５を有する記録媒体である。
ヘッド１５は、記録用のライトヘッド１５Ｗと再生用のリードヘッド１５Ｒが分離された分離型磁気ヘッドである。ライトヘッド１５Ｗは、ディスク面に対して垂直方向磁界を発生させる高透磁率材料からなる主磁極１５１と、主磁極１５１と磁気的に接合され、主磁極１５１に磁束を流すトレーリングヨーク１５２と、主磁極１５１のリーディング側に配置され、主磁極１５１の直下の磁路を効率的に閉じるために設けられたリターンシールド磁極１５３と、主磁極１５１に磁束を流すためにトレーリングヨーク１５２及びリターンシールド磁極１５３を含む磁路に巻きつくように配置されたコイル１５４と、主磁極１５１のリーディング側に配置され、磁気ディスク１０の記録層１０２を加熱する近接場光を発生させる近接場光照射素子２５６と、近接場光発生用の光を伝播させるための導波路２５５とを備える。
上記近接場光照射素子２５６は、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ若しくはＩｒ、若しくはこれらのうちのいくつかの組合せからなる合金からなることが好ましい。主磁極１５１と近接場光照射素子２５６は絶縁層（図示せず）を介して接合される。この絶縁層は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等からなる酸化物であることが好ましい。
（実施例１）
上記構成による瓦記録方式の磁気記録装置１において、実施例１の処理内容を説明する。
図５は実施例１の初期情報保存処理の流れを示すフローチャート、実施例１の検査処理の流れを示すフローチャートである。
磁気記録装置１は、製造過程で、最適なレーザーパワー、線記録密度、トラック密度に設定される。その際に、検査エリアにおいて、図５に示す初期情報保存処理に従い、初期磁気ライト幅と初期ビットエラーレートを測定してそれぞれの記憶部（例えば不揮発性メモリ８０に用意する）に保存する。検査エリアは磁気ディスク１０のユーザデータエリアとは別のエリアまたはユーザデータエリアのバンドの一部でも良い。バンドは複数のトラック群からなる。瓦記録方式はこのバンドと呼ばれる単位で書き換えが行われる。
図５において、磁気記録装置１はレーザーパワーを初期値に設定し（ステップＳ１１）、検査エリアのトラック１に磁気ライト幅測定用の検査パターンを記録する（ステップＳ１２）。レーザーパワーの初期値は製造過程で設定される。次に、記録トラックから磁気ライト幅を測定し（ステップＳ１３）、測定値を初期磁気ライト幅として磁気ライト幅記憶部に保存する（ステップＳ１４）。検査エリアのトラック１にビットエラーレート測定用の検査パターンを記録した後、隣接するトラック２に別のパターンを記録する（ステップＳ１５）。瓦記録方式のためにトラック２はトラック１に部分的に重なるように重ね書きされる。重ね書きされたトラック１のビットエラーレートを測定し（ステップＳ１６）、測定値を初期ビットエラーレートとしてビットエラーレート記憶部に保存する（ステップＳ１７）。
次に、磁気記録装置１は、保存データをユーザデータエリアへ記録する前に、図６に示す検査処理を行う。図６において、磁気記録装置１は、レーザーパワーを検査用の設定値（通常は初期値）に設定し（ステップＳ２１）、検査エリアのトラック１に磁気ライト幅測定用の検査パターンを記録する（ステップＳ２２）。次に、記録トラックから磁気ライト幅を測定し（ステップＳ２３）、測定値を検査磁気ライト幅として、磁気ライト幅記憶部に保存した初期磁気ライト幅との差分の半分の値をΔライトオフセット値として決定する（ステップＳ２４）。次に、ライトヘッドの位置を、検査エリアのトラック１にステップＳ２４で決定されたΔライトオフセット値の分だけシフトするように制御し、ビットエラーレート測定用の検査パターンを記録した後、隣接するトラック２も同様にΔライトオフセット値の分だけライトヘッドの位置をシフトするように制御し、別の検査パターンを記録する（ステップＳ２４）。瓦記録方式のために、トラック２はトラック１に部分的に重なるように重ね書きされる。重ね書きされたトラック１のビットエラーレートを測定し（ステップＳ２６）、測定値を検査ビットエラーレートとし、この検査ビットエラーレートが所定のビットエラーレート（エラーレート記憶部に保存した初期ビットエラーレートでもよい）以下か判定を行う（ステップＳ２７）。判定でＮＯの場合は、レーザーパワーを変更（設定値Ｎ＋１：Ｎは自然数）して（２０８）、ステップＳ２７でＹＥＳと判定されるまでステップＳ２２～Ｓ２８の処理を繰り返す。判定でＹＥＳの場合は、保存データを記録するユーザデータエリアに対して、ライトヘッドの位置をΔライトオフセット値の分だけシフトするように制御して、データの記録を行う（ステップＳ２９）。
実施例１の効果を確認するにあたり、図５に示した初期値保存処理フローに従って初期磁気ライト幅、初期ビットエラーレートを保存したのち、近接場光照射素子の経時変化を再現するため、加速条件として、高温環境下１００℃、レーザーパワー３０ｍＷで１０００時間印加し続けた。この経時変化は、具体的には近接場光照射素子を構成する材料の原子のマイグレーションによる素子の収縮である。
その後、実施例１において、図６に示した検査処理フローに従って検査パターンの記録を行った。ここで、比較例１として、図６の検査処理フローにおいて、ステップＳ２７の判定を行わず、ステップＳ２９の動作を行う、つまり、レーザーパワーの設定は設定値１（初期レーザーパワー）から変更されないものとする。また、比較例２として、図６の検査処理フローにおいて、ステップＳ２９の動作時に、ライトヘッドの位置をΔライトオフセット値の分だけシフトする制御を行わない、つまりライトヘッドの位置を変更しないで記録するものとする。
図７は、レーザーパワーに対する磁気ライト幅の測定値である。図７は、図５のステップＳ１３および図６のステップＳ２３で測定され、ステップＳ１３で測定された結果を初期状態として黒丸プロットで示し、ステップＳ２３で測定された結果を白丸プロットで示す。
図８は、レーザーパワーに対するビットエラーレートの測定値である。図８は、図５のステップＳ１６および図６のステップＳ２６で測定され、ステップＳ１６で測定された結果を初期状態として黒丸プロットで示し、ステップＳ２６で測定された結果を白丸プロットで示す。
図７、図８で示されるように、近接場光照射素子の経時変化が起きる前後では、レーザーパワーに対する磁気ライト幅とビットエラーレートとの関係が変わってしまい、ビットエラーレートを所定のビットエラーレート以下になるまでレーザーパワーを増強した場合、磁気ライト幅は初期磁気ライト幅よりも広がってしまう。
例えば、初期レーザーパワーを２２．８ｍＷとした場合、実施例１、比較例１、比較例２のレーザーパワーはそれぞれ２６．８ｍＷ、２２．８ｍＷ、２６．８ｍＷであった。図８で示されるように、実施例１と比較例２の検査ビットエラーレートは初期ビットエラーレートと同等なのに対し、比較例１では検査ビットエラーレートが初期ビットエラーレートに対して大きく劣化している。このレーザーパワー設定値のまま保存エリアに記録を行うと、比較例１は正常にデータを記録できない問題が生じる。正常にデータを記録するためには、ＢＰＩを下げる必要があり、製造過程のＢＰＩと変わってしまう。
図９は保存エリアに記録されたトラックの状態とライトヘッドとの位置関係を示す模式図であり、（ａ）はトラックＮ－１、（ｂ）はトラックＮ、（ｃ）はトラックＮ＋１で重ね書きを行った様子を示している。破線は記録時のライトヘッドの位置である。図９において、実施例１と比較例１は、Δライトオフセット値の分だけライトヘッドの位置をシフトするように制御してデータの記録を行い、比較例２は初期状態と同じライトヘッドの位置でデータの記録を行った場合である。
図１０は保存エリアに記録されたトラックの状態とリードヘッドとの位置関係を示す模式図であり、（ａ）はトラックＮ－１、（ｂ）はトラックＮ、（ｃ）はトラックＮ＋１で重ね書きを行った様子を示している。破線は再生時のリードヘッドの位置である。リードヘッドの位置の変更は行わないため、実施例１と比較例１はリードセンター位置に重ね書きで残ったトラックのセンターにおおよそ位置する。一方で、図７に示すように、比較例２の磁気ライト幅は初期磁気ライト幅よりも広がっているため、ライトヘッドの位置の変更を行わない比較例２では、リードヘッドの位置と重ね書きで残ったトラックのセンターが大きくずれてしまい、正常にデータを再生できない問題が生じる。
比較例３として、通常記録方式で図５の初期情報保存処理と図６の検査処理を行った場合を示す。通常記録方式のため、図５のステップＳ１５と図６のステップＳ２５の動作はトラック１のみで良く、トラック２には記録しない。また、ステップＳ２４のΔライトオフセット値の決定と、ステップＳ２９の動作時のΔライトオフセット値の分のシフト制御は行わない。
図１１は、レーザーパワーに対する磁気ライト幅の測定値である。図１１では、図５のステップＳ１３および図６のステップＳ２３で測定され、ステップＳ１３で測定された結果を初期状態として黒丸プロットで示し、ステップＳ２３で測定された結果を白丸プロットで示す。
図１２は、レーザーパワーに対するビットエラーレートの測定値である。図１２では、図５のステップＳ１６および図６のステップＳ２６で測定され、ステップＳ１６で測定された結果を初期状態として黒丸プロットで示し、ステップＳ２６で測定された結果を白丸プロットで示す。
図１１、図１２で示されるように、近接場光発行素子の経時変化が起きる前後では、レーザーパワーに対する磁気ライト幅とビットエラーレートとの関係が変わってしまい、ビットエラーレートを初期ビットエラーレート以下になるまでレーザーパワーを増強した場合、磁気ライト幅は初期磁気ライト幅によりも広がってしまう。
図１３は保存エリアに記録されたトラックの状態とライトヘッド、リードヘッドとの位置関係を示す模式図であり、通常記録方式のため、トラックＮを記録後、トラックＮ－１、トラックＮ＋１の順に記録された状態を示す。破線は記録時のライトヘッドと再生時のリードヘッドの位置である。図１３で示されるように、磁気ライト幅が広がってしまうため、トラックＮに記録されたデータはトラックＮ－１、トラックＮ＋１からの影響を受けて、劣化あるいは消去され、再生できなくなるリスクがある。通常記録方式ではトラックに複数回記録されるため、この劣化・消去のリスクはさらに大きくなる。これを避けるためには、磁気ライト幅の広がりに応じてトラックピッチを広げて記録する必要があるが、製造過程で設定されたＴＰＩと変わってしまう。磁気ライト幅を狭くするため、レーザーパワーを下げると、トラックＮのビットエラーレートが悪化するため、正常にデータを記録できない問題が生じる。正常にデータを記録する場合は、ＢＰＩを下げる必要があり、製造過程のＢＰＩと変わってしまう。
以上のことから瓦記録方式において、データ記録前に検査エリアにて信号品質の確認を行い、レーザーパワーとライトオフセット値を調整した上でデータの記録を行うようにしているので、実施例１の動作を行うことで、設定されたＢＰＩ/ＴＰＩフォーマットを変えることなく長期信頼性が保つことが可能となる。
（実施例２）
図１４は、本実施形態の実施例２であり、保存データをユーザデータエリアへ記録する前に行う検査処理のフローチャートである。磁気記録装置１は、検査エリアにおいて、検査レーザーパワーを設定値１（初期レーザーパワー）に設定し（ステップＳ３１）、Δライトオフセット値をstart値に設定する（ステップＳ３２）。ここで、Δライトオフセット値がend値以下か判定を行う（ステップＳ３３）。この判定でＮＯの場合は、検査レーザーパワーを変更して（ステップＳ３４）、ステップＳ３２に戻り、Δライトオフセット値がend値以下になるまで検査レーザーパワー変更する処理を繰り返す。
ステップＳ３３の判定でＹＥＳとなった場合は、その時点でΔライトオフセット値として決定する（ステップＳ３５）。続いて、検査エリアのトラック１にΔライトオフセット分だけライトヘッドの位置をシフトするように制御し、ビットエラーレート測定用の検査パターンを記録した後、隣接するトラック２も同様にΔライトオフセット分だけライトヘッドの位置をシフトするように制御し、別の検査パターンを記録する（ステップＳ３６）。瓦書き記録方式のために、トラック２はトラック１に部分的に重なるように重ね書きされる。重ね書きされたトラック１のビットエラーレートを測定し（ステップＳ３７）、検査ビットエラーレートとして、エラーレート記憶部に保存した所定（初期ビットエラーレート）以下か判定を行う（ステップＳ３７）。この判定でＮＯの場合は、Δライトオフセット値を＋step値分加えて（ステップＳ３９）ステップＳ３３に戻り、ステップＳ３８でＹＥＳと判定されるまでステップＳ３３～Ｓ３７を繰り返す。ステップＳ３８の判定でＹＥＳの場合は、Δライトオフセット分のライトヘッドの位置をシフトするように制御し、保存データを記録するユーザデータエリアに取得した記録を行う（ステップＳ３１０）。
上記実施例２の検査処理によっても、実施例１と同様に、瓦記録方式において、データ記録前に検査エリアにて信号品質の確認を行い、レーザーパワーとライトオフセット値を調整した上でデータの記録を行うようにしているので、近接場光照射素子の経時変化が起きた場合でも、設定されたＢＰＩ/ＴＰＩフォーマットを変えることなく長期信頼性が保つことが可能となる。
（実施例３）
図１５は、本実施形態の第３の実施例であり、保存データをユーザデータエリアへ記録する前に行う検査処理のフローチャートである。磁気記録装置１は、検査エリアにおいて、検査レーザーパワーを設定値１（初期レーザーパワー）に設定し（ステップＳ４１）、検査エリアのトラック１に磁気ライト幅測定用の検査パターンを記録する（ステップＳ４２）。次に磁気ライト幅を測定し（ステップＳ４３）、その測定結果を検査磁気ライト幅とし、検査磁気ライト幅と磁気ライト幅記憶部に保存した初期磁気ライト幅との差分の半分の値をΔリードオフセット値として決定する（ステップＳ４４）。検査エリアのトラック１に、ビットエラーレート測定用の検査パターンを記録した後、隣接するトラック２に別の検査パターンを記録する（ステップＳ４５）。このとき、瓦記録方式のために、トラック２はトラック１に部分的に重なるように重ね書きされる。Δリードオフセット分だけリードヘッドの位置をシフトするように制御し、重ね書きされたトラック１のビットエラーレートを測定し（ステップＳ４６）、その測定結果を検査ビットエラーレートとする。検査ビットエラーレートが、エラーレート記憶部に保存した初期ビットエラーレート以下か判定を行う（ステップＳ４７）。この判定でＮＯの場合は、検査レーザーパワーを変更して（ステップＳ４８）、ステップＳ４７でＹＥＳと判定されるまでステップＳ４２～Ｓ４７の処理を繰り返す。ステップＳ４７の判定でＹＥＳの場合は、保存データを記録するユーザデータエリアに取得したデータの記録を行う（ステップＳ４９）。再生時にはΔリードオフセット分のリードヘッドの位置をシフトするように制御し、ユーザデータエリアから記録データを再生する。
実施例３の効果を確認するにあたり、図５に示したフローに従って初期磁気ライト幅、初期ビットエラーレートを保存したのち、近接場光照射素子の経時変化を再現するため、加速条件として高温環境下１００℃、レーザーパワー３０ｍＷで１０００時間印加し続けた。この経時変化は具体的には近接場光素子を構成する材料の原子のマイグレーションによる素子の収縮である。その後、実施例３では、図１５のフローに従って再生を行った。ここで、比較例４として、図１２のフローにおいて、ステップＳ４７の判定を行わずにステップＳ４９の記録動作後、再生動作を行う。つまり、レーザーパワーの設定は初期レーザーパワーから変更されない。また、比較例５では、図１５において、ステップＳ４９で記録したデータを再生する際に、Δリードオフセット値を制御しない場合とした。
図１６はレーザーパワーに対する磁気ライト幅の測定値である。図１６は、図５のステップＳ１３および図１５のステップＳ４３で測定され、ステップＳ１３で測定された結果を初期状態として黒丸プロットで示し、ステップＳ４３で測定された結果を白丸プロットで示す。
図１７はレーザーパワーに対するビットエラーレートの測定値である。図１７は、図５のステップＳ１０６および図１５のステップＳ４６で測定され、ステップＳ１６で測定された結果を初期状態として黒丸プロットで示し、ステップＳ４６で測定された結果を白丸プロットで示す。
図１６、図１７で示されるように、近接場光照射素子の経時変化が起きる前後では、レーザーパワーに対するビットエラーレートと磁気ライト幅の関係が変わってしまい、ビットエラーレートを所定（通常は初期）ビットエラーレート以下になるまでレーザーパワーを印加した場合、磁気ライト幅は所定の磁気ライト幅よりも広がってしまう。
ここで、初期レーザーパワーを２２．８ｍＷとした場合、実施例３、比較例４、比較例５のレーザーパワーはそれぞれ２６．８ｍＷ、２２．８ｍＷ、２６．８ｍＷであった。図１７で示されるように、実施例３と比較例５の検査ビットエラーレートは初期ビットエラーレートと同等なのに対し、比較例４では検査ビットエラーレートが初期ビットエラーレートに対して大きく劣化している。このレーザーパワー設定値のまま保存エリアに記録を行うと、比較例４は正常にデータを記録できない問題が生じる。正常にデータを記録する場合は、ＢＰＩを下げる必要があり、製造過程のＢＰＩと変わってしまう。
図１８は、保存エリアに記録されたトラックの状態の模式図であり、（ａ）は実施例３、（ｂ）は比較例４、（ｃ）は比較例５で、それぞれトラックＮ－１、トラックＮ、トラックＮ＋１と重ね書きを行った様子を示している。破線は記録時のライトヘッドの位置である。図１９は、保存エリアに記録されたトラックの状態の模式図であり、（ａ）は実施例３、（ｂ）は比較例４、（ｃ）は比較例５で、それぞれトラックＮ－１、トラックＮ、トラックＮ＋１と重ね書きを行った様子を示している。破線は再生時のリードヘッドの位置である。リードヘッドの位置の変更を行うため、実施例３と比較例４はリードセンター位置に重ね書きで残ったトラックのセンターにおおよそ位置する。一方で、図１９に示すように、比較例５の磁気ライト幅は初期磁気ライト幅よりも広がっているため、リードヘッドの位置の変更を行わない比較例５では、リードヘッドの位置と重ね書きで残ったトラックのセンターが大きくずれてしまい、正常にデータを再生できない問題が生じる。
これに対して、上記実施例３によれば、瓦記録方式において、データ再生前に検査エリアにて信号品質の確認を行い、レーザーパワーとライトオフセット値を調整した上でデータの再生を行うようにしているので、近接場光照射素子の経時変化が起きた場合でも、設定されたＢＰＩ/ＴＰＩフォーマットを変えることなく長期信頼性が保つことが可能となる。
（実施例４）
図２０は、本実施形態の第４の実施例であり、ユーザデータエリアへの記録前に行う検査処理のフローチャートを示している。磁気記録装置１は、検査エリアにおいて検査レーザーパワーを設定値１（初期レーザーパワー）に設定し（ステップＳ５１）、Δリードオフセット値をStart値に設定する（ステップＳ５２）。ここで、Δリードオフセット値がend値以下か判定を行う（ステップＳ５３）。ステップＳ５３の判定でＮＯの場合は、ＹＥＳと判定されるまで検査レーザーパワーを変更する（ステップＳ５４）。ステップＳ５３の判定でＹＥＳの場合は、Δリードオフセット値として決定し（ステップＳ５５）、検査エリアのトラック１にビットエラーレート測定用の検査パターンを記録した後、隣接するトラック２に別の検査パターンを記録する（ステップＳ５６）。瓦記録方式のためにトラック２はトラック１に部分的に重なるように重ね書きされる。
次に、Δリードオフセット分リードヘッドの位置を制御し、重ね書きされたトラック１のビットエラーレートを測定し（ステップＳ５７）、検査ビットエラーレートとする。検査ビットエラーレートが所定エラーレート（例えばエラーレート記憶部に保存した初期ビットエラーレート）以下か判定を行う（ステップＳ５８）。この判定でＮＯの場合はΔリードオフセット値を＋step値分加えて（ステップＳ５９）、ステップＳ５８でＹＥＳと判定されるまでステップＳ５３からステップＳ５８の処理を繰り返す。ステップＳ５８でＹＥＳの場合は、保存データを記録するユーザデータエリアに取得したデータの記録を行う（ステップＳ５１０）。再生時にはΔリードオフセット分のリードヘッドの位置をシフトするように制御し、ユーザデータエリアから記録データを再生する。
上記実施例４によっても、瓦記録方式において、データ再生前に検査エリアにて信号品質の確認を行い、レーザーパワーとライトオフセット値を調整した上でデータの再生を行うようにしているので、近接場光照射素子の経時変化が起きた場合でも、設定されたＢＰＩ/ＴＰＩフォーマットを変えることなく長期信頼性が保つことが可能となる。
（実施例５）
図２１は、本実施形態の第５の実施例であり、（ａ）は複数のトラック群からなるバンドとバンドの間に設けたマージン幅であるガードバンド幅を初期状態のガードバンド幅をＡとした場合を示しており、（ｂ）はレーザーパワーを変更した実施例５のガードバンド幅をＢとして示している。バンド内で最後に記録されるトラックは重ね書きされない。このため、レーザーパワーを変更した実施例５のバンド内の最後に記録されるトラックの磁気ライト幅が、初期状態のバンド内の最後に記録されるトラックの初期磁気ライト幅よりも大きい場合は、レーザーパワーを変更した実施例５のガードバンド幅Ｂは初期ガードバンド幅Ａよりも小さい関係にある。
実施例５では、上記のように、ガードバンド幅Ｂが所定ガードバンド幅よりも大きい場合は記録を許可し、小さい場合はバンド内の最後のトラックは記録を禁止するとよい。この所定ガードバンド幅は、装置の温度や振動環境等に基づいて設定されるとよい。
なお、上記実施形態において、リードヘッドの位置制御を、ビットエラーレートに代わって、初期再生出力値と検査時の再生出力値との比較判定によって行うようにしてもよい。
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。
１…磁気記録装置、１０…磁気ディスク、１０１…基板、１０２…垂直記録層、１０３…結晶配向層、１０４…ヒートシンク層、１０５…保護膜、１１ａ…瓦記録領域、１１ｂ…メディアキャッシュ領域、１２…スピンドルモータ（ＳＰＭ）、１３…アーム、１４…ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）、１５…ヘッド、１５Ｗ…ライトヘッド（記録ヘッド）、１５Ｒ…リードヘッド（再生ヘッド）、１５１…主磁極、１５２…トレーリングヨーク、１５３…リターンシールド磁極、１５４…コイル、２５０…光発生素子、２５６…近接場光照射素子、２５５…導波路、２０…ドライバＩＣ、３０…ヘッドアンプＩＣ、４０…Ｒ／Ｗチャネル、５０…ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）、６０…マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）、７０…揮発性メモリ、８０…不揮発性メモリ、９０…バッファメモリ、１００…ホストシステム、１３０…システムコントローラ。

Claims (10)

  1. 記録層を備え、バンド内に第１トラックおよび前記第１トラックと部分的に重なる第２トラックとを含むトラック群を有するディスクと、
    前記ディスクの記録層を加熱する加熱器と、前記ディスクの前記加熱器で加熱した範囲にデータを書き込むライトヘッドと、前記ディスクの前記トラック群内のトラックからデータを読み込むリードヘッドとを備える磁気ヘッドと、
    前記ライトヘッド及び前記リードヘッドの位置を制御するコントローラとを具備し、
    前記コントローラは、
    初期過程で測定される前記ディスクの記録信号品質を保存する保存処理と、
    前記データの書き込み前に前記ディスクの記録信号品質を検査する検査処理と、
    前記検査処理で得られた記録信号品質が前記保存処理で保存された初期過程での記録信号品質と比較して基準を満たしているか判定する判定処理と、
    前記判定処理の判定結果に基づいて、前記基準を満たすように前記加熱器の加熱量を調整する調整処理と、
    前記調整処理の調整結果に基づいてライトオフセット量を決定し、決定されたライトオフセット量に基づいて前記ライトヘッドの位置をシフトするように制御する位置制御処理とを備える磁気記録装置。
  2. 記録層を備え、バンド内に第１トラックおよび前記第１トラックと部分的に重なる第２トラックとを含むトラック群を有するディスクと、
    前記ディスクの記録層を加熱する加熱器と、前記ディスクの前記加熱器で加熱した範囲にデータを書き込むライトヘッドと、前記ディスクの前記トラック群内のトラックからデータを読み込むリードヘッドとを備える磁気ヘッドと、
    前記ライトヘッド及び前記リードヘッドの位置を制御するコントローラとを具備し、
    前記コントローラは、
    前記第１トラックから得られる第１の記録信号の品質を測定する第１測定処理と、
    前記第２トラックから得られる第２の記録信号の品質を測定する第２測定処理と、
    前記第１測定処理で得られた前記第１の記録信号の品質と前記第２測定処理で得られた第２の記録信号の品質とを比較する比較処理と、
    前記比較処理の比較結果に基づいて前記加熱器の加熱量を調整する調整処理と、
    前記調整処理の調整結果に基づいてライトオフセット量を決定し、決定されたライトオフセット量に基づいて前記ライトヘッドの位置をシフトするように前記バンド単位で制御する位置制御処理とを備える磁気記録装置。
  3. 記録層を備え、バンド内に第１トラックおよび前記第１トラックと部分的に重なる第２トラックとを含むトラック群を有するディスクと、
    前記ディスクの記録層を加熱する加熱器と、前記ディスクの前記加熱器で加熱した範囲にデータを書き込むライトヘッドと、前記ディスクの前記トラック群内のトラックからデータを読み込むリードヘッドとを備える磁気ヘッドと、
    前記ライトヘッド及び前記リードヘッドの位置を制御するコントローラとを具備し、
    前記コントローラは、
    初期過程で測定される前記ディスクの記録信号品質を保存する保存処理と、
    前記データの書き込み前に前記ディスクの記録信号品質を検査する検査処理と、
    前記検査処理で得られた記録信号品質が前記保存処理で保存された初期過程での記録信号品質と比較して基準を満たしているか判定する判定処理と、
    前記判定処理の判定結果に基づいて、前記基準を満たすように前記加熱器の加熱量を調整する調整処理と、
    前記調整処理の調整結果に基づいて前記リードヘッドの位置を制御する位置制御処理とを備える磁気記録装置。
  4. 記録層を備え、バンド内に第１トラックおよび前記第１トラックと部分的に重なる第２トラックとを含むトラック群を有するディスクと、
    前記ディスクの記録層を加熱する加熱器と、前記ディスクの前記加熱器で加熱した範囲にデータを書き込むライトヘッドと、前記ディスクの前記トラック群内のトラックからデータを読み込むリードヘッドとを備える磁気ヘッドと、
    前記ライトヘッド及び前記リードヘッドの位置を制御するコントローラとを具備し、
    前記コントローラは、
    前記第１トラックから得られる第１の記録信号の品質を測定する第１測定処理と、
    前記第２トラックから得られる第２の記録信号の品質を測定する第２測定処理と、
    前記第１測定処理で得られた前記第１の記録信号の品質と前記第２測定処理で得られた第２の記録信号の品質とを比較する比較処理と、
    前記比較処理の比較結果に基づいて前記加熱器の加熱量を調整する調整処理と、
    前記調整処理の調整結果に基づいて前記リードヘッドの位置を制御する位置制御処理とを備える磁気記録装置。
  5. 前記加熱器は、前記ディスクに前記記録層を加熱する光を照射する光照射素子であり、
    前記調整処理は、前記光照射素子の光照射パワーを調整する請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の磁気記録装置。
  6. 記録層を備え、バンド内に第１トラックおよび前記第１トラックと部分的に重なる第２トラックとを含むトラック群を有するディスクと、
    前記ディスクに前記記録層を加熱する加熱器と、前記ディスクの前記加熱器で加熱した範囲にデータを書き込むライトヘッドと、前記ディスクの前記トラック群内のトラックからデータを読み込むリードヘッドとを備える磁気ヘッドとを具備する磁気記録装置の磁気ヘッド制御方法であって、
    初期過程で前記ディスクの記録信号品質を測定して保存し、
    前記データの書き込み前に前記ディスクの記録信号品質を検査し、
    前記検査で得られた記録信号品質が前記保存された初期過程での記録信号品質と比較して基準を満たしているか判定し、
    前記判定の結果に基づいて、前記基準を満たすように前記加熱器の加熱量を調整し、
    前記調整の結果からライトオフセット量を決定し、
    前記決定されたライトオフセット量に基づいて前記ライトヘッドの位置をシフトするように制御する磁気記録装置の磁気ヘッド制御方法。
  7. 記録層を備え、バンド内に第１トラックおよび前記第１トラックと部分的に重なる第２トラックとを含むトラック群を有するディスクと、
    前記ディスクの記録層を加熱する加熱器と、前記ディスクの前記加熱器で加熱した範囲にデータを書き込むライトヘッドと、前記ディスクの前記トラック群内のトラックからデータを読み込むリードヘッドとを備える磁気ヘッドとを具備する磁気記録装置の磁気ヘッド制御方法であって、
    前記第１トラックから得られる第１の記録信号の品質を測定し、
    前記第２トラックから得られる第２の記録信号の品質を測定し、
    前記第１の記録信号の品質と前記第２の記録信号の品質とを比較し、
    前記第１の記録信号の品質と前記第２の記録信号の品質との比較結果に基づいて前記加熱器の加熱量を調整し、
    前記調整の結果に基づいてライトオフセット量を決定し、決定されたライトオフセット量に基づいて前記ライトヘッドの位置をシフトするように前記バンド単位で制御する磁気記録装置の磁気ヘッド制御方法。
  8. 記録層を備え、バンド内に第１トラックおよび前記第１トラックと部分的に重なる第２トラックとを含むトラック群を有するディスクと、
    前記ディスクに前記記録層を加熱する加熱器と、前記ディスクの前記加熱器で加熱した範囲にデータを書き込むライトヘッドと、前記ディスクの前記トラック群内のトラックからデータを読み込むリードヘッドとを備える磁気ヘッドとを具備する磁気記録装置の磁気ヘッド制御方法であって、
    初期過程で測定される前記ディスクの記録信号品質を保存し、
    前記データの書き込み前に前記ディスクの記録信号品質を検査し、
    前記検査で得られた記録信号品質が前記保存された初期過程での記録信号品質と比較して基準を満たしているか判定し、
    前記判定の結果に基づいて、前記基準を満たすように前記加熱器の加熱量を調整し、
    前記調整の結果に基づいて前記リードヘッドの位置を制御する磁気記録装置の磁気ヘッド制御方法。
  9. 記録層を備え、バンド内に第１トラックおよび前記第１トラックと部分的に重なる第２トラックとを含むトラック群を有するディスクと、
    前記ディスクの記録層を加熱する加熱器と、前記ディスクの前記加熱器で加熱した範囲にデータを書き込むライトヘッドと、前記ディスクの前記トラック群内のトラックからデータを読み込むリードヘッドとを備える磁気ヘッドとを具備する磁気記録装置の磁気ヘッド制御方法であって、
    前記第１トラックから得られる第１の記録信号の品質を測定し、
    前記第２トラックから得られる第２の記録信号の品質を測定し、
    前記第１の記録信号の品質と前記第２の記録信号の品質とを比較し、
    前記比較の結果に基づいて前記加熱器の加熱量を調整し、
    前記調整の結果に基づいて前記リードヘッドの位置を制御する磁気記録装置の磁気ヘッド制御方法。
  10. 前記加熱器が、前記ディスクに前記記録層を加熱する光を照射する光照射素子であるとき、
    前記調整は、前記光照射素子の光照射パワーを調整する請求項６乃至請求項９のいずれか１項記載の磁気記録装置の磁気ヘッド制御方法。
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