(57)【要約】【課題】周方向に特性分布のある垂直磁気記録媒体に対しても、その平均的な特性から期待される５００ｋＴＰＩ以上の高いトラック密度を有する大容量磁気記憶装置を、信頼性を維持しつつ高い製造歩留りで提供する。【解決手段】記録磁極と高周波磁界発振素子とを備えるマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドによる少なくとも２種の記録条件の組を磁気記憶装置に格納されたパラメータテーブルからセクタ毎に選択し、セクタ毎に該条件によって情報を記録する。【選択図】図１６
2014002812.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特性分布のある垂直磁気記録媒体の前記特性分布に依存するセクタ毎の記録条件を取得する工程と、
記録磁極と高周波磁界発振素子部を有するマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドの前記記録磁極を励磁する記録電流及び／又は前記高周波磁界発振素子部に流す駆動電流を前記記録条件に応じてセクタ毎に設定する工程と、
前記設定された記録電流及び駆動電流に従って記録動作を行う工程と、
を有することを特徴とする磁気記録方法。
【請求項２】
請求項１記載の磁気記録方法において、
前記記録条件に応じて、第１の記録電流及び第１の駆動電流で記録するセクタと、前記第１の記録電流より大きな第２の記録電流及び前記第１の駆動電流より大きな第２の駆動電流で記録するセクタを設けることを特徴とする磁気記録方法。
【請求項３】
請求項１記載の磁気記録方法において、
前記記録条件に応じて、第１の記録電流及び第１の駆動電流で記録するセクタと、前記第１の記録電流と同じ大きさの記録電流及び前記第１の駆動電流より大きな第２の駆動電流で記録するセクタを設けることを特徴とする磁気記録方法。
【請求項４】
請求項１記載の磁気記録方法において、
前記記録条件に応じて、第１の記録電流及び第１の駆動電流で記録するセクタと、前記第１の記録電流より大きな第２の記録電流及び前記第１の駆動電流と同じ大きさの駆動電流で記録するセクタを設けることを特徴とする磁気記録方法。
【請求項５】
請求項１記載の磁気記録方法において、
前記記録条件に応じて、第１の記録電流で記録するセクタと、前記第１の記録電流と第１の駆動電流とを併用して記録するセクタを設けることを特徴とする磁気記録方法。
【請求項６】
請求項１記載の磁気記録方法において、
前記垂直磁気記録媒体のゾーン毎にクリアランス制御用の熱膨張素子部への投入電力を設定することを特徴とする磁気記録方法。
【請求項７】
請求項１記載の磁気記録方法において、
環境温度を検出する工程と、
前記記録電流及び前記駆動電流を前記環境温度によって補正する工程と、
を有することを特徴とする磁気記録方法。
【請求項８】
特性分布のある垂直磁気記録媒体と、
前記垂直磁気記録媒体に書き込むための記録磁界を発生する記録磁極と高周波磁界を発生する高周波磁界発振素子とを備える記録ヘッド部、前記垂直磁気記録媒体から情報を読み取る再生センサ素子を備える再生ヘッド部並びに前記記録ヘッド部及び前記再生ヘッド部と前記垂直磁気記録媒体とのクリアランスを制御する熱膨張素子部とを有するマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドと、
前記記録ヘッド部の記録動作及び前記再生ヘッド部の再生動作を制御する駆動制御部と、
前記垂直磁気記録媒体のセクタ毎に少なくとも２種類の記録条件の組を格納したパラメータテーブルとを有し、
前記駆動制御部は、セクタ毎に前記パラメータテーブルに格納された記録条件に従って前記記録ヘッド部を制御して前記垂直磁気記録媒体に情報を記録することを特徴とする磁気記憶装置。
【請求項９】
請求項８記載の磁気記憶装置において、
セクタ毎にサーボ位置情報の変動情報を格納した不揮発性メモリ部を備え、
装置起動時に前記不揮発性メモリに格納された情報を装置メモリ部に記憶して記録再生を行うことを特徴とする磁気記憶装置。
【請求項１０】
請求項８記載の磁気記憶装置において、
前記セクタがデータセクタであることを特徴とする磁気記憶装置。
【請求項１１】
請求項８記載の磁気記憶装置において、
データトラックがサーボトラックとは偏心して形成されていることを特徴とする磁気記憶装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の磁気記憶装置において、
前記垂直磁気記録媒体の回転中心に対して偏心した前記サーボトラックの位置情報を用いてデータトラックに位置決めするための偏心情報及び高次の変動情報を格納した不揮発性メモリ部を備え、
装置起動時に前記不揮発性メモリ部に格納された情報を装置メモリ部に記憶して用いることを特徴とする磁気記憶装置。
【請求項１３】
請求項８記載の磁気記憶装置において、
セクタ毎の制御用パラメータテーブルを格納した不揮発性メモリ部を備え、
装置起動時に前記不揮発性メモリ部に格納された情報を装置メモリ部に記憶し、さらに前記駆動制御部のレジスタに格納して用いることを特徴とする磁気記憶装置。
【請求項１４】
請求項８記載の磁気記憶装置において、
前記垂直磁気記録媒体製造工程で記録された記録再生制御情報をメモリ部に記憶し、当該情報を記録再生制御に用いることを特徴とする磁気記憶装置。
【請求項１５】
請求項８記載の磁気記憶装置において、
前記垂直磁気記録媒体の周方向の特性分布が０．１％以上、５％以下であることを特徴とする磁気記憶装置。
【請求項１６】
請求項８記載の磁気記憶装置において、
前記記録磁極は前記高周波磁界発振素子と同じ幅の突起部を有し、前記突起部上に前記高周波磁界発振素子が形成されていることを特徴とする磁気記憶装置。
【請求項１７】
請求項８記載の磁気記憶装置において、
環境温度に応じて前記セクタへの記録条件を補正することを特徴とする磁気記憶装置。
【請求項１８】
請求項８記載の磁気記憶装置において、
前記高周波発振素子が、前記垂直磁気記録媒体のデータトラックピッチよりも広いトラック幅を有することを特徴とする磁気記憶装置。
【請求項１９】
データが書き込まれるユーザデータ領域と管理領域とを有し、
前記管理領域には、セクタ毎の記録条件として、マイクロ波アシスト磁気記録ヘッドの記録磁極を励磁する記録電流及び高周波磁界発振素子部に流す駆動電流に関する情報が少なくとも格納されていることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２０】
請求項１９記載の垂直磁気記録媒体において、
光学的に回転基準位置を検出できるマーカ部を少なくとも有することを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２１】
記録磁界を発生する記録磁極、前記記録磁極の記録ギャップ内に設けられ高周波磁界を発生する高周波発振素子、垂直磁気記録媒体から情報を読み取る磁気再生素子、及び前記記録磁極及び前記高周波発振素子と垂直磁気記録媒体とのクリアランスを調整する熱膨張素子を備える磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッド毎に前記記録磁極及び前記高周波発振素子による記録動作、並びに前記磁気再生素子による再生動作を制御するサーボ情報記録再生制御部と、
前記磁気ヘッド毎に前記熱膨張素子の動作を制御する熱膨張素子制御部と、
サーボ情報記録時に前記磁気ヘッド、垂直磁気記録媒体、及び機構部を含む環境にＨｅを充填する機構と、を有し、
垂直磁気記録媒体に、前記制御のための制御パラメータを学習してセクタ単位の特性を評価し、そのセクタの特性に応じて、セクタ毎に少なくとも２種の記録条件から記録条件を選定してそのセクタに適した記録条件でサーボパターンを形成する機能を有することを特徴とするサーボトラックライタ。
【請求項２２】
請求項２１記載のサーボトラックライタにおいて、
前記サーボ情報記録再生制御部が、前記熱膨張素子に投入する電力の値、前記高周波発振素子を駆動する信号の値、前記記録磁界を発生する信号の値、及びこれらの動作タイミングの値を少なくとも２組保持するレジスタを、磁気ヘッドの数に対応する組だけ備えることを特徴とするサーボトラックライタ。
【請求項２３】
記録磁界を発生する記録磁極、前記記録磁極の記録ギャップ内に設けられ高周波磁界を発生する高周波発振素子、垂直磁気記録媒体から情報を読み取る磁気再生素子、及び前記高周波発振素子と垂直磁気記録媒体とのクリアランスを調整する熱膨張素子を備えるマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドによって、周方向に特性分布のある垂直磁気記録媒体への記録条件を設定する方法であって、
前記記録磁界を発生させるために前記記録磁界を励磁する第１の電流の値と前記高周波磁界を発生させるための第２の電流の値の組合せを変えて前記垂直磁気記録媒体に情報の記録再生を行なって前記垂直磁気記録媒体の磁気ヘッド走行方向の特性分布を評価し、さらにその特性分布に応じて適切な記録再生特性が得られる前記第１の電流の値と前記第２の電流の値の組み合わせを決定する第１のステップと、
前記第１のステップで決定した前記第１の電流の値と前記第２の電流の値によって前記垂直磁気記録媒体に記録再生を行ない、その磁気ヘッド走行方向の特性分布に適した記録条件を、少なくとも２種選定する第２のステップと、
前記熱膨張素子への投入電力を制御する手段によって前記クリアランスが所定の値になるまでゾーン単位で前記投入電力を変えながら、前記第２のステップで選定した前記第１の電流の値を可変して前記垂直磁気記録媒体に記録再生を行ない、ゾーン毎に最も高い記録再生特性が得られる前記第１の電流の値と前記第２の電流の値の組合せを、少なくとも上記の２種の記録条件から決定する第３のステップと、
を有することを特徴とする垂直磁気記録媒体への記録条件設定方法。
【請求項２４】
請求項２３記載の垂直磁気記録媒体への記録条件設定方法において、
前記マイクロ波アシスト磁気記録ヘッドを、その記録トラック幅もしくはＳＴＯ素子幅のうちの狭い方の幅よりも小さなピッチで移動し、サーボ情報を記録するセクタの特性に応じて、セクタ毎に少なくとも２種の記録条件から記録条件を選定し、そのセクタに適した記録条件でサーボ情報を形成することを特徴とする垂直磁気記録媒体への記録条件設定方法。
【請求項２５】
請求項２３記載の垂直磁気記録媒体への記録条件設定方法において、
前記第２のステップにおいて、前記記録条件の選定を記録が不十分である条件で行なうことを特徴とする垂直磁気記録媒体への記録条件設定方法。
【請求項２６】
請求項２３記載の垂直磁気記録媒体への記録条件設定方法において、
前記第２のステップにおいて、前記記録条件の選定を少なくとも片側の隣接トラックに情報を記録する特性を評価することにより行うことを特徴とする垂直磁気記録媒体への記録条件設定方法。
【請求項２７】
記録磁界を発生する記録磁極、前記記録磁極の記録ギャップ内に設けられ高周波磁界を発生する高周波発振素子、垂直磁気記録媒体から情報を読み取る磁気再生素子、及び前記記録磁極及び前記高周波発振素子と垂直磁気記録媒体とのクリアランスを調整する熱膨張素子を備える磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッド毎に前記記録磁極及び前記高周波発振素子による記録動作、並びに前記磁気再生素子による再生動作を制御するサーボ情報記録再生制御部と、
前記磁気ヘッド毎に前記熱膨張素子の動作を制御する熱膨張素子制御部と、
前記磁気ヘッド、垂直磁気記録媒体、及び機構部を含む環境を密閉カバーで囲ってＨｅを充填する機構と、
Ｈｅを含む環境下で、垂直磁気記録媒体に対し、前記制御のための制御パラメータを学習してセクタ単位の特性を評価し、そのセクタの特性に応じて、セクタ毎に少なくとも２種の記録条件から記録条件を選定してそのセクタに適した記録条件でサーボパターンを形成する機能と、
前記マイクロ波アシスト磁気記録ヘッドによって、上記サーボパターンに基づいて垂直磁気記録媒体に少なくともセクタ毎に記録を行ない、ＬＤＰＣ符号を用いた非ＲＳチャネルによってセクタ毎に再生・復号処理を行なう記録再生制御部と、
を有することを特徴とする磁気記録再生特性評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波磁界を印加して垂直磁気記録媒体の磁化反転をアシストする機能を有する磁気記憶装置及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インターネット環境の進化、クラウドコンピューティングの浸透などによるデータセンタの増設などにより、生成される情報量が近年急増している。記録密度が最も高く、ビットコストに優れた磁気ディスク装置（ＨＤＤ）などの磁気記憶装置が“ビッグデータ時代のストレージの主役であることは間違いない。このためには、磁気記憶装置の大容量化、及びそれを支える高記録密度化が必須である。
【０００３】
高記録密度化を図る磁気記録技術として、マイクロ波帯の高周波磁界を垂直磁気記録媒体に印加して媒体磁化の歳差運動を励起し、スウィッチング磁界を下げながら磁気異方性の大きな垂直磁気記録媒体に磁気記録を行うマイクロ波アシスト磁気記録方式（ＭＡＭＲ：Microwave Assisted Magnetic Recording）が提案されている。近年、スピントルクによってスピンを高速回転して高周波磁界を発生する、高周波磁界発生層（ＦＧＬ：Field Generation Layer）を利用した微小構造の実用的なスピントルク型高周波発振素子（ＳＴＯ：Spin Torque Oscillator）が特許文献１などで提案された。さらに、特許文献２では、高周波磁界発振素子から、磁化反転させたい垂直磁気記録媒体の磁化の歳差運動方向と同じ方向に回転する高周波磁界（円偏光（円偏波）磁界）を、記録磁界極性に応じて発生せしめることで磁化反転をさらに効率よく誘起する方法も開示され、マイクロ波アシスト磁気記録方式を実用化すべく研究開発が活発になっている。
【０００４】
これらにより、マイクロ波アシスト記録方法の実用化に向けた研究開発が近年急速に加速されるようになり、特許文献３では、本方法の実用化に向け、マイクロ波アシスト記録に必要な高周波発振素子の信頼性を確保すると共にその発振を確実に維持するために、ライトゲートの入力に応じて、記録磁界が印加されている状態で一定有効時間だけ定常レベルより高レベルの高周波発振素子駆動信号を供給するヘッド駆動制御装置も開示されている。
【０００５】
垂直磁気記録媒体技術としては、例えば特許文献４や特許文献５のように、スパッタリング製膜時の材料ガスの排気方向やターゲット材のエロージョン（スパッタリングされる侵食領域）の位置を工夫し、生産性低下やコストアップを生じることなく、基板面内分布を改善して良好な磁気特性、電磁気特性が得られる垂直磁気記録媒体の製造方法が提案されている。
【０００６】
また磁気記録装置技術として、特許文献６には、磁気記録媒体の保磁力分布を測定し、周辺温度が常温より高ければ、保磁力が相対的に高い記録領域を優先的に選択してデータを記録し、周辺温度が常温より低ければ、保磁力が相対的に低い記録領域を優先的に選択してデータを記録することで、磁気ヘッドの記録磁界は変化させず、かつ温度の変化にもかかわらず、データ記録の信頼性を維持することが可能なデータ記録方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許７６１６４１２Ｂ２
【特許文献２】特許第４２５５８６９号公報
【特許文献３】特開２０１１−１１３６２１号公報
【特許文献４】特開２０１０−２３１８６６号公報
【特許文献５】特開２００６−７３１７６号公報
【特許文献６】特開２００８−４７２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
現状の垂直磁気記録方式においては、トラック密度５００ｋＴＰＩ、記録密度１Ｔｂ／ｉｎ2の位置決め及び熱揺らぎ関連の実用限界に近づきつつあり、垂直磁気記録媒体の一層の高異方性エネルギー化、高保磁力化が進んでいる。そのため、現状の垂直磁気記録ヘッドでは記録が益々困難となっている。特に垂直磁気記録媒体においては、特許文献４、５に記載されているように磁気特性に周方向の分布があり、磁気記憶装置の量産時において、記録能力の低い磁気ヘッドとの組み合わせによっては、充分な記録ができない（ウィークライト）垂直磁気記録媒体の領域が存在すると問題が大きくなる。すなわちこの領域では、サーボ品質の低下やエラーレートの劣化などの問題が生じ、逆にこの領域に無理に記録を行なおうとすると、記録しやすい領域では過剰な磁界強度での記録が行なわれることになり、記録にじみや消しにじみによる隣接トラック記録（ＡＴＷ：Adjacent Track Write）や隣接トラック消去（ＡＴＥ：Adjacent Track Erase）のために記録トラック間の距離を縮めて高ＴＰＩ化することができない。磁気ヘッドの選別を厳しくして常温で上記問題をクリアしても、装置環境が低温である場合には磁気ヘッドの記録能力を超える領域で前記ウィークライトの問題、高温では前記隣接消去や隣接記録の問題があり、磁気ヘッド、磁気記憶装置の設計マージンが極めて少なく、磁気ヘッド、磁気記憶装置の製造歩留りが低下するという問題があった。これに対し、特許文献６のように環境温度に応じて記録領域を使い分ける提案もなされていたが、記録再生時の適正領域へのアクセスに常に余分の時間がかかり、パフォーマンスが低下するという問題があった。
【０００９】
そこで、記録電流強度を各領域で適正化してこの問題の解決を試みたが、記録電流強度とともに磁気コアの発熱量が増大し、磁極部が突出して垂直磁気記録媒体と接触する頻度が高く、信頼性の問題が発生した。熱膨張を利用したクリアランス制御素子（ＴＦＣ：Thermal Fly Height Controller）による対策を試みたが、クリアランス応答の時定数が異なり、クリアランスの不規則な変動が誘起されるためにこの制御は極めて困難で、かえって耐摺動信頼性の低下を助長するという問題があった。平均的なクリアランスを高くすれば、この問題は軽減できるが、エラーレートが劣化し好ましくなかった。
【００１０】
磁気記憶装置においては、その記録密度を決定するエラーレートは、垂直磁気記録媒体の平均的な特性ではなく、最も記録性能が悪くエラー数の多い領域によって決定される。従って、垂直磁気記録媒体の特性分布のためにエラーが集中して存在する領域、すなわちエラーレートが悪いセクタがあることは、歩留りを確保する上で大きな課題であった。
【００１１】
本発明の目的は、特性に分布のある垂直磁気記録媒体に対しても、信頼性に問題のないクリアランスを確保しつつ、その平均的な特性から期待される高い記録密度を有する大容量磁気記憶装置を、高い製造歩留りで提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による磁気記録方法は、特性分布のある垂直磁気記録媒体の特性分布に依存するセクタ毎の記録条件を取得する工程と、記録磁極と高周波磁界発振素子部を有するマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドの記録磁極を励磁する記録電流及び／又は高周波磁界発振素子部に流す駆動電流を取得した記録条件に応じてセクタ毎に設定する工程と、設定された記録電流及び駆動電流に従って記録動作を行う工程とを有する。
【００１３】
また、本発明の磁気記憶装置は、特性分布のある垂直磁気記録媒体と、垂直磁気記録媒体に書き込むための記録磁界を発生する記録磁極と高周波磁界を発生する高周波磁界発振素子とを備える記録ヘッド部、垂直磁気記録媒体から情報を読み取る再生センサ素子を備える再生ヘッド部並びに記録ヘッド部及び再生ヘッド部と垂直磁気記録媒体とのクリアランスを制御する熱膨張素子（クリアランス制御素子）部とを有するマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドと、記録ヘッド部の記録動作及び再生ヘッド部の再生動作を制御する駆動制御部と、垂直磁気記録媒体のセクタ毎に少なくとも２種類の記録条件の組を格納したパラメータテーブルとを有し、駆動制御部は、セクタ毎にパラメータテーブルに格納された記録条件に従って記録ヘッド部を制御して垂直磁気記録媒体に情報を記録するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、適切なクリアランスを確保しつつ、それぞれのセクタに実用上最も適したマイクロ波アシスト磁気記録を行なうことができ、各セクタのサーボ情報品質やエラーレートを最も良好なものとすることにより、高い信頼性、製造歩留り、トラック密度を有する大容量・高信頼性の磁気記憶装置を提供することができる。
上記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】マイクロ波アシスト磁気記録ヘッドと垂直磁気記録媒体の例を示す概念図。
【図２】垂直磁気記録媒体の保磁力の分布の一例を示す図。
【図３】垂直磁気記録媒体のオーバライト特性の分布の一例を示す図。
【図４】磁気記憶装置の構成例を示す概念図。
【図５】ＭＷＷの評価結果の一例を示す図。
【図６】ＭＲＷの評価結果の一例を示す図。
【図７】オフトラック特性（ＯＴＣ）の評価結果の一例を示す図。
【図８】ＭＣＷ（７４７曲線）の評価結果の一例を示す図。
【図９】磁気記憶装置におけるサーボ領域、ゾーン、セクタの概念図。
【図１０】サーボトラック、サーボセクタ、データトラック及びデータセクタの概念図。
【図１１】パラメータ設定のためのフローチャートの例を示す図。
【図１２】IIWB、IISTO最適化のためのパラメータテーブル（表１）を示す図。
【図１３】ＩWB、ＩSTOの組をセクタ毎に調整してデータを記録するパラメータテーブル（表２）の一例を示す図。
【図１４】特性分布のある垂直磁気記録媒体に最適条件で記録した時のセクタ毎の特性合格率の変化の一例を示す図。
【図１５】図１４と同じ垂直磁気記録媒体に片側隣接攻め込み（片側スクウィーズ）記録した時にセクタ毎の特性合格率の変化の一例を示す図。
【図１６】ＩSTO、ＩWBの組をセクタ毎に調整してデータを記録する工程のタイミングチャートの一例を示す図。
【図１７】マイクロ波アシスト磁気記録ヘッドの記録ギャップ近傍の構造例を示す図。
【図１８】マイクロ波アシスト磁気記録ヘッドの記録ギャップ近傍の構造例を示す図。
【図１９】マイクロ波アシスト磁気記録ヘッドの記録ギャップ近傍の構造例を示す図。
【図２０】ＩSTOをセクタ毎に調整してデータを記録する工程のタイミングチャートの一例を示す図。
【図２１】ＩSTOをセクタ毎に調整してデータを記録するパラメータテーブル（表３）の例を示す図。
【図２２】マイクロ波アシスト磁気記録ヘッドと垂直磁気記録媒体の例を示す概念図。
【図２３】図２２のマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドをＡＢＳ面から見た磁極部の構造を示す図。
【図２４】ＩSTOをセクタ毎に調整してデータを記録する制御法において、ＰTFC、ＩWB、ＩSTOの温度依存性の一例を示す図。
【図２５】ＩWBをセクタ毎に調整してデータを記録する工程のタイミングチャートの一例を示す図。
【図２６】ＩWBをセクタ毎に調整してデータを記録するパラメータテーブル（表４）の例を示す図。
【図２７】ＩWBをセクタ毎に調整してデータを記録する制御法において、ＰTFC、ＩWB、ＩSTOの温度依存性の一例を示す図。
【図２８】反強磁性結合構造のＳＴＯを示す断面模式図。
【図２９】ＩSTOをセクタ毎に調整してデータを記録する工程のタイミングチャートの一例を示す図。
【図３０】ＩSTOをセクタ毎に調整してデータを記録するパラメータテーブル（表５）の例を示す図。
【図３１】ＩSTOをセクタ毎に調整してデータを記録する制御法において、ＰTFC、ＩWB、ＩSTOの温度依存性の一例を示す図。
【図３２】ＰTFC、ＩSTO、ＩWBの組をセクタ毎に調整してデータを記録する工程のタイミングチャートの一例を示す図。
【図３３】ＰTFC、ＩSTO、ＩWBの組をセクタ毎に調整してデータを記録する制御法において、ＰTFC、ＩWB、ＩSTOの温度依存性の一例を示す図。
【図３４】ＰTFC、ＩSTO、ＩWBの組をセクタ毎に調整してデータを記録する制御法において、ＰTFC、ＩWB、ＩSTOの温度依存性の一例を示す図。
【図３５】サーボトラックライタの一例を示す概略図。
【図３６】正常、異常セクタを分離するパラメータ、及び両セクタにおいて最適な記録パラメータ（表６）を纏めたテーブルの例を示す図。
【図３７】メディアサーボライタの一例を示す概略図。
【図３８】メディアサーボライタのスピンドルに磁気ディスクを固定する様子を示す概略図。
【図３９】メディアサーボライタで垂直磁気記録媒体にサーボ情報を書き込み、それを磁気記憶装置に組み込む場合のパラメータ設定フローチャートの例を示す図。
【図４０】垂直磁気記録媒体の管理情報及び管理情報内の情報構造を示す一例の模式図。
【図４１】メディアサーボライタでサーボ情報を書き込んだ垂直磁気記録媒体を組み込む磁気記憶装置の概念図。
【図４２】偏心した状態で磁気記憶装置に組み込まれた垂直磁気記録媒体において、回転中心に沿って情報を記録するためのサーボ補正情報を提供するパラメータテーブル（表７）の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００１７】
〔実施例１〕
以下、本発明のマイクロ波アシスト磁気記録ヘッド及び磁気記憶装置の実施例について図面を用いて説明する。
（マイクロ波アシスト磁気記録ヘッド）
図１は、マイクロ波アシスト磁気記録ヘッドと垂直磁気記録媒体の例を示す概念図である。磁気ヘッドは、垂直磁気記録媒体３０上をクリアランス０１で矢印１００方向に走行するスライダ５０上に形成された、再生ヘッド部１０、記録ヘッド部２０、及びクリアランス制御用の熱膨張素子部（ＴＦＣ）０２などから構成される。ここでＴＦＣ０２は、ＮｉＣｒ、Ｗなどの高比抵抗、高熱膨張材料からなり、アルミナ膜などで絶縁した５０〜１５０Ω程度の発熱抵抗体薄膜で構成され、記録ヘッド部２０、再生ヘッド部１０と垂直磁気記録媒体３０とのクリアランスを０．５〜２ｎｍ程度に調整するものである。ＴＦＣは２ヶ所以上に設けてもよく、この場合、それぞれのＴＦＣの配線接続は独立でも直列でもよい。なお、投入電力入力用の配線は省略した。ヘッド保護層５１はＣＶＤＣ（Chemical Vapor Deposition Carbon）、ＦＣＡＣ（Filtered Cathodic Arc Carbon）などからなり、底面５２は磁気ヘッドの浮上面（ＡＢＳ：Air Bearing Surface）である。
【００１８】
スライダ５０は、Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣセラミックスなどからなり、磁気ヘッド磁極部の浮上量が垂直磁気記録媒体全周に亘って５〜１０ｎｍ程度になるように、そのＡＢＳ面に負圧が発生するようにエッチング加工したもので、素子駆動用配線を有するサスペンションに搭載され、ＨＧＡ（Head Gimbal Assembly）として磁気記憶装置に組み込まれる。なお、本実施例では、スライダを０．８５ｍｍ×０．７ｍｍ×０．２３ｍｍ程度のフェムト型としたが、用途に応じてその高さを０．２ｍｍ程度とした薄型フェムト型や、その長さを１ｍｍ程度としたロングフェムト型などとしてもよい。本実施例では、磁気記録再生ヘッドは再生ヘッド部１０が先頭で記録ヘッド部２０が後方になる向きに垂直磁気記録媒体３０が相対的に移動する構成としているが、逆構成であってもよく、またヘッド保護層はなくてもよい。
【００１９】
再生ヘッド部１０は、記録ヘッド部２０との間を磁気シールド層１１によってシールドされ、再生センサ素子１２、再生分解能を高めるための上部磁気シールド１３及び下部磁気シールド１４を備える。再生センサ素子１２は媒体からの信号を再生する役割を担うもので、その構成としては、ＴＭＲ（Tunneling Magneto-Resistive）効果、ＣＰＰ（Current Perpendicular to Plane）−ＧＭＲ（Giant Magneto-Resistance）効果、ないしはＥＭＲ（Extraordinary Magneto-Resistive）効果を有するもの、さらにはＳＴＯ（Spin Torque Oscillator）効果を応用したセンサや、ホイスラー合金膜を積層したＣｏ2Ｆｅ（Ａｌ0.5Ｓｉ0.5）／Ａｇ／Ｃｏ2Ｆｅ（Ａｌ0.5Ｓｉ0.5）もしくはＣｏ2Ｍｎ（Ｇｅ0.75Ｇａ0.25）／Ａｇ／Ｃｏ2Ｍｎ（Ｇｅ0.75Ｇａ0.25）などのシザーズ型や、差動型でもよい。その素子幅、素子高さやシールド間隔（再生ギャップ長）は、目標とする記録トラック密度や記録密度に応じて設計及び加工され、例えば素子幅は５０ｎｍ〜５ｎｍ程度である。なお、再生出力の取り出し端子は図示を省略した。
【００２０】
記録ヘッド部２０は、記録ギャップ部２５で記録磁界２１及び強く均一なＳＴＯ発振制御磁界２６を発生するための第１の記録磁極２２及び第２の記録磁極２４、記録ギャップ２５内に設けられた高周波磁界発振素子部（ＳＴＯ）４０、記録磁極を励磁するためのコイル２３などから構成される。ＳＴＯ４０によって発生される高周波磁界４５の回転方向、発振周波数などは、ＳＴＯ発振制御磁界２６で制御される。ここで第１の記録磁極２２及び第２の記録磁極２４は、記録ギャップ部２５近傍で体積が大きく、磁気的に略対称なリング型構造とした。コイル２３は、Ｃｕ薄膜などを用いて第２の記録磁極２４を巻くように形成した例を示したが、記録磁極の後端部２７や第１の記録磁極２２などを周回するように形成してもよく、またさらに多層巻き線としてもよい。記録ギャップ２５は、スパッタリング法やＣＶＤ法で製膜されるＡｌ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2膜などの非磁性薄膜で形成される。
【００２１】
均一で強い記録ギャップ内磁界などを確保するため、ギャップ部近傍での各磁極の磁性層膜厚を４０ｎｍ〜３μｍとした。記録ギャップ長ＧLは、ＳＴＯ４０の厚さ、記録ギャップ内のＳＴＯ発振制御磁界２６の均一性、強度、記録磁界２１の強度及び記録磁界勾配、トラック幅、ギャップデプスＧdなどを考慮して決めた。ギャップデプスは記録磁極のトラック幅やギャップ長以上にすることが磁界の均一性の観点で好ましく、第２の記録磁極２４のトラック幅を４０〜２５０ｎｍ、ギャップデプスを４０〜７００ｎｍ、ギャップ長を２０〜２００ｎｍとした。また、周波数応答を高めるために、ヨーク長ＹＬ、コイル巻き線数は小さいことが好ましく、ヨーク長を０．５〜１０μｍ、コイル巻き線数を２〜８とした。特に、サーバやエンタプライズ用途などの高速転送対応磁気記憶装置の磁気ヘッドにおいては、ヨーク長を４μｍ以下とし、さらに必要に応じて比抵抗の高い磁性中間層もしくは非磁性中間層を介して高飽和磁束磁性薄膜を積層する多層構造とするのが好ましい。
【００２２】
第１の記録磁極２２は、ＦｅＣｏＮｉ、ＣｏＦｅ、ＮｉＦｅ合金などの高飽和磁束軟磁性膜を、メッキ法、スパッタ法、イオンビームデポジション法などの薄膜形成プロセスで単層もしくは多層製膜して製造される。第１の記録磁極２２の幅Ｔwwは、目標とする記録磁界や記録密度に応じて設計し半導体プロセスで加工され、その大きさは２００ｎｍ〜３０ｎｍ程度である。記録ギャップ部近傍の磁極形状は、記録ギャップ面に対して平行かつ平坦な膜構造でも、ＳＴＯの周囲を囲った構造でもよい。なお、記録磁界強度を高めるために記録ギャップ部近傍には高飽和磁束材料を用い、その形状を記録ギャップ部に向かって絞り込むような構造とすることが特に好ましい。第２の記録磁極２４も第１の記録磁極２２と同様に、ＣｏＮｉＦｅ合金やＮｉＦｅ合金などの軟磁性合金薄膜で形成し、形状を制御した。
【００２３】
ＳＴＯ４０は、高周波磁界発生層（ＦＧＬ）４１、中間層４２、ＦＧＬにスピントルクを与えるためのスピン注入層４３などから構成される。ＦＧＬ４１は、ＦｅＣｏ、ＮｉＦｅなどの軟磁性合金、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒなどの硬磁性合金、Ｆｅ0.4Ｃｏ0.6、Ｆｅ0.01Ｃｏ0.99、Ｃｏ0.8Ｉｒ0.2などの負の垂直磁気異方性を有する磁性合金、ＣｏＦｅＡｌＳｉ、ＣｏＦｅＧｅ、ＣｏＭｎＧｅ、ＣｏＦｅＡｌ、ＣｏＦｅＳｉ、ＣｏＭｎＳｉなどのホイスラー合金、ＴｂＦｅＣｏなどのＲｅ−ＴＭ系アルモファス系合金、あるいはＣｏ／Ｆｅ、Ｃｏ／Ｉｒ、Ｃｏ／Ｎｉ、ＣｏＦｅＧｅ／ＣｏＭｎＧｅなどの磁性人工格子などからなる。中間層４２は、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｉｒ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗなどの非磁性導電性材料などからなる。
【００２４】
各磁性層の材料、構成や磁気異方性については、スピン注入効率、高周波磁界強度、発振周波数や反磁界も含めた実効磁気異方性などが、マイクロ波アシスト記録に最も適するように決めた。例えば、ＦＧＬの飽和磁化に比例して高い高周波磁界が得られるため、ＦＧＬ層の飽和磁化Ｍｓは高い方が好ましい。またＦＧＬの膜厚は、厚い方が高い高周波磁界が得られるが、厚くなりすぎると磁化が乱れ易くなるので、１〜１００ｎｍとすることが好ましい。上記リング型磁極を用いて強いＳＴＯ発振制御磁界を印加すれば、軟磁性材料、硬磁性材料、又は負の垂直磁気異方性材料のいずれの材料でも安定して発振するようになることも確認された。
【００２５】
ここでＦＧＬ４１の幅ＷFGLは、目標とする記録磁界や、記録密度に応じて設計及び加工すればよく、その大きさを５０ｎｍ〜５ｎｍとした。ＷFGLが大きい場合には、ＳＴＯ発振制御磁界をより強くすることが好ましい。なお後述のように、瓦記録（ＳＭＲ：Shingled Magnetic Recording）方式と併用する場合には、ＷFGLは記録トラック幅の２〜３倍とすることが好ましかった。非磁性中間層４２の膜厚は、高いスピン注入効率を得るために０．２〜４ｎｍ程度とすることが好ましい。スピン注入層４３としては、垂直磁気異方性を持った材料を用いることによりＦＧＬの発振を安定させることが出来るので、Ｃｏ／Ｐｔ、Ｃｏ／Ｎｉ、Ｃｏ／Ｐｄ、ＣｏＣｒＴａ／Ｐｄなどの人工磁性材料を用いることが好ましい。さらに、ＦＧＬ４１の高周波磁化回転を安定化させるため、スピン注入層４３と同様の構成の回転ガイド強磁性層をＦＧＬ４１に隣接して設けてもよい。また、スピン注入層４３とＦＧＬ４１の積層順は逆にしてもよい。
【００２６】
図１では省略したが、スピン注入層や高周波磁界発生層の膜質・膜特性の制御や発振効率、信頼性を高めるために、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｎｂなどからなる単層薄膜、合金薄膜、もしくはこれらの積層薄膜による下地層やキャップ層を設けてもよい。
【００２７】
また、ＳＴＯの駆動電流源（もしくは電圧源）や電極部を模式的に符号４４で表したが、記録磁極２２、２４を、例えば記録ヘッド後端部２７で磁気的には結合、電気的には絶縁せしめ、さらにギャップ部ではそれぞれをＳＴＯ側面と電気的に接続することで、記録磁極２２、２４に電極を兼用させてもよい。特別な場合を除き、ＳＴＯには直流電源（電圧駆動もしくは電流駆動）４４により、スピン注入層側から電流を流し、ＦＧＬのマイクロ波発振を駆動する。図では電流駆動を例としたが、定電圧駆動であれば電流密度を一定とできるので信頼性を確保する上で好ましい。
【００２８】
（垂直磁気記録媒体）
図１に図示した垂直磁気記録媒体３０は、ガラス、Ｓｉ、プラスチックスやＮｉＰメッキＡｌ合金などから構成される超平滑・耐熱非磁性基板３６上に、軟磁性下地層３５、第１、第２の記録層３４、３３、保護層３２、及び潤滑層３１などを積層して構成される。軟磁性下地層３５は、ＦｅＣｏＴａＺｒなどからなる。第１、第２の記録層３４、３３は、ＣｏＣｒＰｔ、Ｌ１2−Ｃｏ3Ｐｔ基合金、Ｌ１２−（ＣｏＣｒ）3Ｐｔ基合金、Ｌ１1−Ｃｏ50Ｐｔ50基合金、ｍ−Ｄ０19型Ｃｏ80Ｐｔ20基合金、ＣｏＣｒＳｉＯ2／Ｐｔ、ＣｏＢ／Ｐｄ磁性人工格子、Ｌ１0型ＦｅＰｔなどを主な構成要素とし、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ｃ、Ｂ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｐｄなどを適宜添加物として含有する磁性膜からなる。保護層３２は、Ｃ、ＦＣＡＣなどからなる。それぞれの層は、超高真空チャンバを有するマグネトロンスパッタリング設備、保護膜形成設備や、潤滑層形成設備などを用いて形成される。垂直磁気記録層は、ターゲット材料にＴｉ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｓｉ、Ａｌなどの適切な酸化物、炭化物、窒化物、硼化物もしくはそれらの混合物などを混入し、製膜条件を調整することで、非磁性材料を結晶粒界に０．５〜２ｎｍ偏析させることにより、結晶粒間の磁気交換相互作用を制御して製膜した。矢印３７、３８は、それぞれ垂直磁気記録媒体に記録された上向き、下向きの磁化を示す。磁性膜の平均的な異方性磁界を高めて高保磁力とすることで、従来の主磁極型磁気ヘッドからの磁界では充分な記録ができないようにせしめ、特に狭トラック磁気記録に適した構造とした。
【００２９】
なお、垂直磁気記録層の構造は２層構造に限るものではなく、高い保磁力を有するものであれば、単層、組成傾斜型膜構造、もしくは３層以上の多層構造としてもよい。さらに、磁気的な結合を制御するための中間層を必要に応じて各層の間に設けてもよい。ここで、その構成や垂直磁気記録の磁気特性が単層媒体に近い場合には、その磁化の共鳴周波数とＳＴＯ４０の高周波磁界の発振周波数は大きくは違わないことが好ましい。多層構造の場合には、磁性層のダンピング定数αを相対的に大きくするによって、高周波磁界からのエネルギー吸収の自由度を調整でき、ＳＴＯの発振周波数を低くすることが出来る。
【００３０】
さらに、軟磁性下地層３５と基板３６との間に少なくとも一層の特性制御用の非磁性層を設け、また、磁性層３４、３３の結晶配向性、結晶粒径、磁気特性やその均一性などを高めるために、軟磁性下地層３５と磁性層３４との間にＲｕなどの少なくとも一層の特性制御用非磁性中間層や、更にそれに加えて非磁性もしくは磁性材からなる中間層などを設けてもよい。さらに軟磁性下地層３５は、その軟磁気特性や均一性を向上するためにＲｕなどを介した２層構造としてもよい。図１には、基板３６の片面に磁性層３３、３４などを設けた例を示したが、これらを非磁性基板３６の両面に設けてもよい。また本実施例では、垂直磁気記録媒体３０において磁性層が連続膜である例を示したが、ディスクリートトラック膜や基板上に１０ｎｍ程度の磁性パターンを設けたパターン膜などでもよい。
【００３１】
本実施例の高保磁力垂直磁気ディスクにおいては、均一性の向上を図ったが、必要性能を満たす上記条件においては、内周、中周、外周で円周方向位置に応じて特性に分布があり、０．０５％以上、２５％以下の分布があった。ここで特性Ａの分布を、その最大値ＡMAX、最小値ＡMINを用いて（ＡMAX−ＡMIN）／（ＡMAX＋ＡMIN）で定義した。典型的な例を図２に示すが、媒体１では±１．６％、媒体２では±０．６％の保磁力分布があった。一周平均した保磁力は５〜９ｋＯｅであったが、５．５ｋＯｅ以上であれば良好な記録再生特性が得られた。この分布のため、その記録再生特性にも分布が生じ、例えばオーバライト特性も、図３に示すように±０．８ｄＢ（媒体２）、±１．２ｄＢ（媒体１）の円周方向位置依存性があった。なお、記録再生特性に影響を与える分布としては、保磁力のような磁気特性のほかに、磁性膜や保護・潤滑膜、磁性下地膜などの膜厚や、基板のうねりなどもある。
【００３２】
（磁気記憶装置）
図４は、本実施例の磁気記憶装置の構成例を示す概念図である。この磁気記憶装置は、スピンドルモータ５００、垂直磁気記録媒体５０１、高剛性アーム５０２、ＨＧＡ（以下、磁気ヘッドと略称することがある）５０５、ＨＳＡ（Head Stack Assembly）５０６、ヘッド駆動制御装置（Ｒ／Ｗ−ＩＣ）５０８、Ｒ／Ｗチャネル５０９、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）５１０、ディスクコントローラ（ＨＤＣ）５１１、バッファメモリを制御するバッファメモリ制御部５１６、ホストインタフェース制御部５１７、ＲＡＭなどを用い制御プログラム及び制御データ（パラメータテーブル）を格納するメモリ部５１８、フラッシュメモリやＦＲＯＭなどを用い制御プログラムや制御データ（パラメータテーブル）を格納する不揮発性メモリ部５１９、ＶＣＭ（Voice Coil Motor）駆動制御部やＳＰＭ（Spindle Motor）駆動制御部などから構成されるコンボドライバ５２０、ＭＰＵのバス５１５などを備える。垂直磁気記録媒体５０１の特性は分布を持っている。
【００３３】
ＨＧＡ５０５は、ＳＴＯ、記録再生素子、ＴＦＣなどを有する磁気ヘッドスライダ５０３と高剛性サスペンション５０４を具備する。ヘッド駆動制御装置５０８は、ＳＴＯを駆動するための駆動信号（駆動電流信号又は駆動電圧信号）を生成するＳＴＯ駆動制御機能や記録アンプ、再生プリアンプなどを有する。Ｒ／Ｗチャネル５０９は、記録変調部、及び順方向誤り訂正符号の一種であるリードソロモン符号を用いたＲＳ（Reed Solomon）チャネル、もしくは最新のＬＤＰＣ（low density parity check）符号を用いた非ＲＳチャネル（Non Reed-Solomon）などの信号処理、再生復調部として機能する。
【００３４】
ＨＧＡ５０５は、ヘッド駆動制御装置５０８に対して信号線接続されており、上位装置となるホスト（図示せず）からの記録命令、再生命令に基づく磁気ヘッドセレクタ信号で一つの磁気ヘッドを選択して記録、再生を行う。Ｒ／Ｗチャネル５０９、ＭＰＵ５１０、ＨＤＣ５１１、バッファメモリ制御部５１６、ホストインタフェース制御部５１７、メモリ５１８は一つのＬＳＩ（ＳｏＣ：System on Chip）５２１として構成される。５１２はこれと駆動制御部、不揮発性メモリなどを搭載した制御ボードである。なお、必要に応じて高剛性サスペンションや高剛性アームには、振動吸収・抑制体などで構成され、一層の振動抑制を目的とするダンパが貼り付けられる。さらに、高剛性サスペンション５０４やスライダ５０３に、圧電素子、電磁素子、熱変形素子などによる位置微動調整機構（デュアルアクチュエータ、マイクロステージアクチュエータ）を設けると、高トラック密度時の高速、高精度位置決めが可能となるので好ましい。
【００３５】
ＭＰＵ５１０は磁気記憶装置の主制御装置であり、記録再生動作や磁気ヘッドの位置決めに必要なサーボ制御などを行う。たとえば、ＭＰＵは、ヘッド駆動制御装置５０８に含まれるレジスタ５１４にその動作に必要なパラメータを設定する。各種レジスタには、後述のように、所定の温度、垂直磁気記録媒体領域毎のクリアランス制御値（ＴＦＣ投入電力値に相当）、ＳＴＯ駆動電流値、記録電流値、それらのオーバシュート量、タイミング時間、環境変化に対する時定数などが、必要に応じて独立に設定される。
【００３６】
Ｒ／Ｗチャネル５０９は信号処理回路であり、情報記録時にはディスクコントローラ５１１から転送された記録情報を符号化した信号５１３をヘッド駆動制御装置５０８に出力し、情報再生時には磁気ヘッド５０５から出力された再生信号をヘッド駆動制御装置５０８で増幅した後に、復号化した再生情報をＨＤＣ５１１に出力する。
【００３７】
ＨＤＣ５１１は、垂直磁気記録媒体上に記録データ５１３を書き込む情報記録の開始（記録のタイミング）を指示するためのライトゲートをＲ／Ｗチャネル５０９に出力することなどにより、記録再生情報の転送制御、データ形式の変換、ＥＣＣ（Error Check and Correction）などの処理を行う。
【００３８】
ヘッド駆動制御装置５０８は、ライトゲートの入力に応じて、少なくともＲ／Ｗチャネル５０９から供給される記録データ５１３に対応する少なくとも一種の記録信号（記録電流）を生成し、通電タイミングを制御されたＳＴＯ駆動信号とともに磁気ヘッドに供給する駆動集積回路で、ヘッド駆動回路、ヘッド駆動電流供給回路、ＳＴＯ遅延回路、ＳＴＯ駆動電流供給回路、ＳＴＯ駆動回路などを含み、ＭＰＵから記録電流値、ＳＴＯ駆動電流値、ＴＦＣ投入電力値、動作タイミングなどが設定されるレジスタを有する。ここで各レジスタ値は、垂直磁気記録媒体の領域、環境温度、気圧などの条件毎に変化させることができる。ヘッド駆動制御装置５０８は、磁気記憶装置のメイン制御装置として記録再生データの転送などの記録再生動作を制御し、磁気ヘッドの位置決めサーボ制御を実行するＭＰＵからの直接の命令でバイアス記録電流を磁気ヘッドに供給し、さらにＨＤＣから出力されるライトゲートのタイミングにあわせて記録動作を開始する機能も持たせることが好ましい。
【００３９】
本実施例のヘッド駆動制御装置は、これらにより、磁気記憶装置の動作を指示するＭＰＵや情報記録を指示するライトゲートの入力に応じてバイアス記録電流や記録信号を供給する手段とＳＴＯ駆動制御手段の動作タイミング、それらの電流波形と電流値、クリアランス制御電力、記録電流などを自由に設定できる。また、温度センサはＨＤＡ内などに設けられる。
【００４０】
図４には垂直磁気記録媒体が２個、磁気ヘッドスライダが４個の場合を示したが、垂直磁気記録媒体１個に対し磁気ヘッドスライダが１個でもよく、また垂直磁気記録媒体、磁気ヘッドを目的に応じて複数個に適宜増やしてもよい。
【００４１】
（磁気記憶装置の調整方法）
まず、磁気記録再生特性評価設備を用いてマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドの選別を行なった。本実施例の磁気記録再生特性評価設備は、磁気ヘッド毎に記録磁極及び高周波発振素子による記録動作、並びに磁気再生素子による再生動作を制御するサーボ情報記録再生制御部と、磁気ヘッド毎に熱膨張素子の動作を制御する熱膨張素子制御部と、後で詳細に説明する図３５もしくは図３７のように、サーボ情報記録時に磁気ヘッド、垂直磁気記録媒体、及び機構部を密閉カバーで囲ってＨｅを充填する機構と、Ｈｅを含む環境中で垂直磁気記録媒体に対し、前記制御のための制御パラメータを学習してセクタ単位の特性を評価し、そのセクタの特性に応じて、セクタ毎に少なくとも２種の記録条件から記録条件を選定してそのセクタに適した記録条件でサーボパターンを形成する機能と、更に磁気ヘッドによって、上記サーボパターンに基づいて垂直磁気記録媒体に少なくともセクタ毎に記録を行ない、ＬＤＰＣ符号を用いた非ＲＳチャネルによってセクタ毎に再生・復号処理を行なう記録再生制御部と、を有することを特徴とする。
【００４２】
磁気ヘッドスライダのＡＢＳ面は、空気、Ｈｅ環境下でほぼ同程度に浮上するように設計し、本実施例の磁気記録再生特性評価設備においてまずＨｅを０．５〜１気圧程度充填した。次いで、後述の実施例８〜１０の方法で、クリアランスを１．５ｎｍとしてマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドにより、磁気記憶装置と同じサーボ情報をＨｅ環境下で、垂直磁気記録媒体に所定の領域に記録した。なおサーボ情報の記録においては、記録時の熱膨張によりサーボ情報の記録位置が緩やかに変位するので、後で詳細に説明する実施例１０、１２と同様に、少なくとも低周波変位成分などを学習して記録した。
【００４３】
このサーボ情報を用いることで磁気記憶装置と同等以上の高い位置決め精度を確保し、記録、再生時のクリアランスをそれぞれ１．５ｎｍ、１ｎｍとして、以下のように磁気ヘッドの記録再生特性を評価し、その選別を行なった。また記録再生にあたっては、記録、再生毎にそれぞれの適正ＴＦＣプロファイルを求め、これらをパラメータテーブルに保管しておき適宜用いた。なお記録再生特性の評価も、Ｈｅ環境下の方が好ましかった。
【００４４】
まず、磁気ヘッドＨ0、ゾーンＺ1における、ＴＦＣ投入電力、バイアス記録電流、及びＳＴＯ駆動電流のそれぞれの最適値ＰTFC（０，１）、ＩWB（０，１）、及びＩSTO（０，１）をヘッド駆動装置のレジスタに保管し、そのデータを用いてマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドを駆動して、ゾーンＺ1の所定のトラックにおいて、サーボ情報を用い、所定の記録パターンを所定の周波数、所定の記録トラック環境で記録し、セクタ毎もしくはトラック一周で以下の特性評価を行なう。図５に示すように、最高周波数の１０〜２０％程度の周波数で記録トラックを記録し（フルトラック）、そのプロファイルの半値幅から記録トラック幅ＭＷＷ（０，１）（Magnetic Write Width）を求め、更に図６に示すように、上記周波数で記録した記録トラックを両側から部分的に消去し（図７、図１５参照）、その信号強度が１０〜３０％となる狭トラック（マイクロトラックと呼ぶ）を作成し、その半値幅から磁気再生トラック幅ＭＲＷ（０，１）（Magnetic Read Width）を求める。
【００４５】
ここで、本実施例の記録再生特性評価装置ではＬＤＰＣ符号を用いた非ＲＳチャネルを用いており、エラー訂正後のエラーレートしか測定できない。一般にエラー訂正後のエラーレートは発生確率が極めて小さい（１０-9程度）ので、選別試験などの短時間評価においてはエラーレートを正確に評価できない。そこで、図７に示すように、隣接トラック記録時のセクタ不良率を用いてオフトラックマージンを以下のように評価した。すなわち、中央の記録トラック（自己トラック）に対し、両方の、片側から攻め込み（スクウィーズ）量を変えながら、隣接トラックを所定の線記録密度ＢＰＩで記録し、エラー訂正後のセクタ不良率を測定し、このセクタ不良率とトラック位置の関係、いわゆるバスタブカーブを求め、セクタ不良率が５０％になるバスタブカーブ幅からオフトラック耐力（ＯＴＣ：Off-track Capability）を評価する。次いで、図８に示すように、ＯＴＣの隣接攻め込み間隔依存性を評価し（７４７曲線評価）、中央の記録トラックのオフトラック特性が変化しない限界の隣接トラック間隔を外挿して磁気コア幅ＭＣＷ（０，１）（Magnetic Core Width）を求める。
【００４６】
以上の記録再生特性評価によって、本実施例では、ＭＷＷ３９ｎｍ、ＭＣＷ４２ｎｍ、ＭＲＷ１９ｎｍで、良好なエラーレートが得られるマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドを選別した。なお特性分布の大きな垂直磁気記録媒体を用いて評価した場合には、合否境界領域の特性を有する磁気ヘッドが選別試験に合格してしまうため、磁気記憶装置の不良率が１０ポイント程度増加し、逆に不良品と判定された磁気ヘッドの中に合格品が誤判定されて２ポイント程度混在するなど、装置や磁気ヘッドの歩留り、信頼性の観点で好ましくなかった。なお評価法として、ＬＤＰＣ符号を用いた非ＲＳチャネルのエラーレート訂正能力を制限し、意図的にエラーが起こりやすい条件でエラーレートを評価してもよい。また再生に関しては、別途適正ＴＦＣプロファイルを求めておき、これらをパラメータテーブルとして保管し、ヘッド駆動制御装置のレジスタを適宜設定し再生時に適用する事で、適宜適正なクリアランス、例えば１ｎｍ、で記録特性を評価した。
【００４７】
なお上記で、特性分布を±０．５％以下とした磁気ヘッド選別試験用の高保磁力垂直磁気記録媒体を、回転製膜などの特殊な方法で作成するか、もしくは製品から選別して用いる事で、評価時間を短縮できるので特に好ましかった。
【００４８】
次いで、以上の選別試験に合格したマイクロ波アシスト磁気記録ヘッド４本及び特性に分布のある垂直磁気記録媒体２枚を、図４に示した２．５型もしくは３．５型のＨＤＡもしくは磁気記憶装置に組み込み、サーボトラックライタもしくはセルフサーボライト方式により、図９に示すような所定のサーボ情報をサーボ領域４０１に記録した。なおここで、簡易的にゾーンが内周、外周の２つの場合のデータセクタ４０２の配分の一例を示したが、本実施例では、ゾーン当りのトラック数の上限も考慮し、１．８型、２．５型、３．５型装置で、それぞれゾーン数を１５〜２０、２０〜２５、２０〜４０として検討した。
【００４９】
上記サーボ情報記録工程では、特定の磁気ヘッドのトラック幅に従い、特定のトラックピッチでサーボトラックが形成される。ところが、本実施例のように磁気記憶装置には記録トラック幅の異なる複数の磁気ヘッドが搭載されており、上記トラックピッチは、異なる記録トラック幅を有するその他の磁気ヘッドに対する最適トラックピッチとは必ずしも一致しない。そこで、磁気記憶装置の製造工程で、それぞれの磁気ヘッドのスクウィーズ特性、隣接干渉（ＡＴＩ：Adjacent Track Interference、ＡＴＷ、ＡＴＥ）特性、７４７特性などを評価し、最適のデータトラックピッチ（トラックプロファイル）を決定し、前記サーボトラックプロファイルからの変換式を求め、この変換式に従って垂直磁気記録媒体データトラックプロファイルを決定する。このデータトラックは、サーボ情報４０１とこの変換式を用いて位置決めされる磁気ヘッドにより、ユーザデータの記録再生が行われるもので、プリアンブル・サーボ部、５１２Ｂもしくは４ｋＢのデータ部、パリティ、ＥＣＣ及びＣＲＣ部、及びデータセクタギャップ部を有する複数のデータセクタＳjから構成される。
【００５０】
図１０に、サーボセクタ２０７の中に数個のデータセクタ２００がある５１２Ｂの場合を例に、サーボトラック、サーボセクタ、データトラック、及びデータセクタの関係を模式的に示す。なお４ｋＢの場合には逆の関係となる。ここで、データトラックは、例えば、プリアンブル・サーボ部２０１、５１２Ｂ（もしくは４ｋＢ）のデータ部２０２、パリティ、ＥＣＣやＣＲＣ部２０３、及びデータセクタギャップ部２０４からなる複数のデータセクタ２００及び、プリアンブル・サーボ部からなるサーボ領域で区切られる複数のサーボセクタ２０７から構成される。サーボセクタの区切りを構成するプリアンブル・サーボ部２０１には、利得基準部、プリアンブル部、ＳＡＭ（Servo Address Mark）部、グレイコード部、サーボバースト（Position Burst）部、及びサーボセクタの偏心補正量などの補正データを示すポストサーボ部、パッド部などが設けられる。また、主にデータを構成するデータセクタ２００の先頭部には、シンクロ部２０５、データアドレスマーク（ＤＡＭ：Data Address Mark）部２０６がある。なお、データトラックは、場合によってはサーボ部２０１を跨いで前半部と後半部に分割されることもある。この場合、分割された前半部、後半部のそれぞれにシンクロ部、ＤＡＭ部が設けられる。
【００５１】
最後に、所定の面記録密度を満たす範囲で、全磁気ヘッドにおいて、全ゾーンでのエラーレートが略均一となるように、磁気ヘッド、ゾーン毎にマージンを融通しあい、磁気記憶装置トータルとして最高のパフォーマンスが得られるように、それぞれのトラック密度、線記録密度プロファイルを決定（アダプティブフォーマット）し、そのパラメータを適宜メモリ部に保管し、所定の容量を有する磁気記憶装置とした。
【００５２】
なお上記で、図１１に示すように各磁気ヘッドに関して装置動作に必要なパラメータの学習を行なった。すなわち、
（１）まず予め、本実施例の垂直磁気記録媒体、マイクロ波アシスト磁気記録ヘッドにおいて、垂直磁気記録媒体のゾーンＺp（ｐ＝１，…，Ｐ）の所定のトラック、ＴＦＣ投入電力ＰTFC（ｐ）（クリアランス）、所定の線記録密度で、セクタＳj毎に最も良好な特性が得られるバイアス記録電流ＩWB（ｐ，ｊ）、ＳＴＯ駆動電流ＩSTO（ｐ，ｊ）を求め、特性ばらつきを考慮し、所定のゾーンＺp毎に、検討すべきバイアス記録電流IIWB（ｍ）、ＳＴＯ駆動電流IISTO（ｎ）の組を図１２に示すパラメータテーブル（表１）として図４の所定のメモリ部に適宜格納しておく。
【００５３】
（２）磁気記憶装置にＨＧＡを組み込んだ時に一般に磁気ヘッドの浮上姿勢が変わり、クリアランス−ＴＦＣプロファイルが変化する。そこで所定のゾーンＺp（ｐ＝１，…，Ｐ）の所定のトラックにおいて、所定のバイアス記録電流IIWB（０）、所定のＳＴＯ駆動電流IISTO（０）の条件下で、所定のクリアランスとなるＴＦＣ投入電力を評価し、その値を初期値PPTFC（０）として設定するとともに、この値を用いてクリアランス−ＴＦＣプロファイルの較正を行なった。
【００５４】
（３）所定のゾーンＺp（ｐ＝１，…，Ｐ）において表１のパラメータテーブルに従い、磁気ヘッドＨk（ｋ＝１，…，Ｋ）に関して、上記の較正済みＴＦＣ投入電力ＰTFC（ｐ）（ｐ＝１，…，Ｐ）で、表の矢印のようにIIWB（ｍ）、IISTO（ｎ）の組み合わせに従って、所定の線記録密度でセクタＳj毎にエラーレートなどの記録再生特性を評価する。本実施例では、ＬＤＰＣ符号を用いた非ＲＳチャネルを用い、セクタエラーレートを指標として評価した。
【００５５】
（４）全セクタで、欠陥部を除いてフェイルがなく、セクタ不良率が０の状態となるIIWB（ｍ）、IISTO（ｎ）の組の中から、ＳＴＯ駆動電流が小さい（すなわち指数ｎが小さい）バイアス記録電流との組を複数組選定する。
【００５６】
（５）その組合せの磁気ヘッド動作条件でクリアランスＣＬ、及びその時のＴＦＣ投入電力PPTFCを評価する。
【００５７】
（６）上記クリアランスＣＬの値が、予め求めておいた信頼性を確保できる最小クリアランスＣＬ（ｃ）以上で、かつＣＬ（ｃ）＋δ以下である組を複数選び、上記合格値の中でｍ、ｎの最も小さな（バイアス記録電流とＳＴＯ駆動電流の最も小さな）パラメータを標準値BPTFC、BIWB、BISTO、すなわちＢモードのパラメータとする。また、最大の指数ｍの組の中で最小の指数ｎの（最大のバイアス記録電流と最小のＳＴＯ駆動電流の）パラメータをアシスト強化値APTFC、AIWB、AISTO、すなわちＡモードのパラメータとする。
【００５８】
（７）磁気ヘッドＨk毎に上記のＡモード、Ｂモードでのパラメータを図１３のパラメータテーブル（表２）に格納した。
【００５９】
ここで、バイアス記録電流は５〜６０ｍＡ、ＳＴＯ駆動電流は１〜１５ｍＡの範囲で検討し、バイアス記録電流やＳＴＯ駆動電流にそれぞれオーバシュートIIWOV、IISOVを設けて立ち上がり時間を速くし、上記の諸特性を最適化すれば好ましい。また上記で記録モードを切り分ける閾値をＡ、Ｂ、Ｃ、…のように３つ以上に区分けすればさらに好ましい。
【００６０】
本実施例で用いた、ＬＤＰＣ符号を用いた非ＲＳチャネル方式においてはＥＣＣの概念がなく、エラーはリードチャネル内において繰り返し復号アルゴリズムにより訂正されるためにエラー訂正後のエラーレートしか測定できず、セクタ不良率を指標として記録性能を評価した。しかし、ＬＤＰＣ符号を用いた非ＲＳチャネルでもエラーレート訂正能力を制限して意図的にエラーが起こりやすい条件とした場合や、ＲＳチャネルを用いた場合には、通常のエラーレートを指標として評価してもよい。またゾーンＺp毎のパラメータについては、内周、中周、外周の代表的な３つのゾーンの所定のトラックでパラメータ設定を行い、その値をパラメータテーブルに格納し、それ以外のゾーンにおいては、その値を予め求めておいた変換式を用いて補正して用いてもよい。さらに記録、再生時のＴＦＣプロファイルなどに関しては、必要に応じて本補正をゾーン内の各トラックでのパラメータ補正に用いて、トラック毎にＴＦＣを調整すれば、より好ましい。
【００６１】
次いで、垂直磁気記録媒体のセクタ毎の特性バラツキ分布を以下のようにして評価した。まず所定のゾーン（例えば最内周ゾーンＺ0）の所定のトラック位置に上記の標準条件であるＢモードのパラメータを用いて記録した自己トラックに対し、予め実験的に求めておいた特性分布を評価する上で最適な所定の攻め込み量で、その片側もしくは両側に隣接トラックを所定の線記録密度ＢＰＩで記録し、エラー訂正後のセクタ不良率を評価した。図１４、１５に、自己トラックに対し片側隣接トラック攻め込み記録前後でのセクタ不良率のセクタ場所依存性を示す。すなわち図１４に示すように、上記最適条件で記録すると、オントラック状態では各セクタでエラーが発生しないが、図１５に示すように、自己トラックを隣接トラックから攻め込んで細くすると、マージンの少ない（記録が充分ではない）セクタは不良セクタとなる。ここで合格率が０．５となる不良セクタの領域（不良領域と定義）は、特性分布の小さな媒体２の方が媒体１よりも小さく、また、いずれもこの不良領域はオーバライト性能が低く記録し難い媒体領域に相当する事が図２と図１５の比較から分かる。なお、隣接トラック位置に数百ないし数千回の記録を行ない、自己トラックのエラー耐性を評価するＡＴＩ特性評価においても、影響の度合いは少なかったが同様のセクタ依存性を示した。
【００６２】
なお、上記のように自己トラックを隣接トラックから攻め込んで細くする代わりに、バイアス記録電流及び／又はＳＴＯ駆動電流を意図的に小さくして、記録が不十分な条件で行うようにしてもよい。
【００６３】
以上のようにして各ゾーンでの正常セクタ、不良セクタを区分し、各セクタ情報もしくはセクタ領域を登録し、磁気記憶装置の記録再生動作時に用いた。なお、不良セクタは垂直磁気ディスク内で略半径方向に連続的に分布しているので、内周、中周、外周の代表セクタで上記分布評価を行い、そのデータからその他のゾーンの分布を内挿して求めてもよい。
【００６４】
（磁気記憶装置の制御）
以下、上記データを用いて磁気記憶装置に記録再生を行う本実施例の制御方法について説明する。
パソコンなどのホストや上位システムからの情報の記録や再生の命令に従い、磁気記憶装置のメイン制御装置であるＭＰＵ５１０による制御で、垂直磁気記録媒体５０１が所定の回転数でスピンドルモータ５００により回転する。次いで、所定の情報の記録再生を行なう磁気ヘッドＨkが垂直磁気記録媒体上にロードされ、垂直磁気記録媒体のサーボ情報からの再生信号を用いて媒体上の位置を検出する。その位置信号を基に目標位置までの軌跡を計算し、駆動制御部５２０のＳＰＭ駆動制御部がＶＣＭ（Voice Coil Motor）５２２を制御し、高剛性ＨＳＡ５０６、磁気ヘッド５０５を、垂直磁気記録媒体の所定のゾーンＺpにおける所定記録トラック上に高速・高精度に移動（シーク動作）させ、そのトラック位置に磁気ヘッドを追従させる。そして、そのトラック上の所定のセクタＳjにおいて、ＭＰＵのファームウェアプログラムによって情報の記録再生を以下のように行なう。
【００６５】
情報記録時には、ホストからの記録命令と記録データをホストインタフェース制御部５１７で受け取ると、記録命令をＭＰＵ５１０で解読し、必要に応じて受信した記録データをバッファメモリに格納する。ＲＳチャネルの場合には、ＨＤＣ５１１でＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）付加、ＲＬＬ符号変換（Run-Length Limited coding）後にＥＣＣ符号を付加し、Ｒ／Ｗチャネル５０９の記録変調系でパリティ付加、記録補償（ライトプリコンペ）などを行い記録データとする。また非ＲＳチャネルの場合には、ＨＤＣでＣＲＣを付加、ＲＬＬ符号変換後にＲ／ＷチャネルでＬＤＰＣが付加され、記録補償などを行ない記録データとする。
【００６６】
次いで、ＨＤＣから垂直磁気記録媒体上のセクタＳjに磁気ヘッドＨk５０３により記録データ５１３を書き込むデータ記録の開始（記録のタイミング）を指示するためのライトゲートが、Ｒ／Ｗチャネル５０９に出力され、ライトゲートの入力に応じて、Ｒ／Ｗチャネル５０９から供給される記録データ５１３に対応する記録信号（記録電流）が生成され、通電タイミングを制御されたＳＴＯ駆動信号（駆動電流信号又は駆動電圧信号）とともに記録電流がＦＰＣ配線５０７を通じて磁気ヘッドＨkの記録ヘッド部に供給され、垂直磁気記録媒体上の所定のゾーンの記録トラック内のセクタＳjにマイクロ波アシスト法で記録される。ここで、上記工程で求めた、磁気ヘッドＨk、ゾーンＺpにおけるＴＦＣ投入電力、バイアス記録電流、及びＳＴＯ駆動電流のそれぞれの最適値SPTFC（ｋ，ｍ）、SIWB（ｋ，ｍ）、SISTO（ｋ，ｍ，ｎ）をメモリ部からヘッド駆動装置のレジスタに保管し、そのデータを用いてマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドを以下のように駆動した。
【００６７】
すなわち本実施例においては、不良セクタ位置で、バイアス記録電流とＳＴＯ駆動電流を表２（図１３）のＡモードのパラメータに設定し、それ以外のセクタではＢモードのパラメータとして記録を行なうように、その所定のタイミング、パラメータをメモリ部からレジストリにコピー、保管し、記録再生を行うこととした。
【００６８】
以下、図１６のタイミングチャートを用いて、ＭＰＵからの情報記録命令に従い、本実施例の方法によってデータの記録を行なう場合について説明する。ここで図１６においては、磁気ヘッドＨkを用い、ゾーンＺpの所定のデータトラックでの４ｋＢ（４０９６Ｂ）セクタサイズのデータセクタＳ1〜Ｓ6に、本実施例の方法によって６セクタ、２４ｋＢのデータを記録する場合を示した。なおセクタＳ3、Ｓ4が上記不良セクタである場合を例として説明する。
【００６９】
図１６の実施例では、バイアス記録電流及びＳＴＯ駆動電流を不良セクタ群内及びそれ以外のセクタ群内で平均化し、その平均値をＡモ−ドに対してそれぞれＩWB（Ａ）、ＩSTO（Ａ）とし、Ｂモードに対してそれぞれＩWB（Ｂ）、ＩSTO（Ｂ）とした。最初のセクタＳ1の記録開始にあたって、まずライトゲートのｔ0前に上記の所定のＴＦＣ投入電力ＰTFC（ｋ，ｐ）を投入し、磁気ヘッドと垂直磁気記録媒体とのクリアランスを調整する。ここでｔ0はクリアランスが実質的に安定するまでに要する時間で、本実施例の磁気ヘッドでは０．０５〜０．２ｍｓであった。次いで、ライトゲートのｔ1前にＳＴＯ駆動電流ＩSTO（Ｂ）を、ライトゲート開とともにバイアス記録電流ＩWB（Ｂ）をそれぞれ通電し、情報の記録を行なう。
【００７０】
ここでｔ1は、ＳＴＯの発振が安定に行なえるまでの時間で、０．３ｎｓ程度以上とすることが好ましい。本実施例ではＳＴＯ駆動電流の立ち上がり時間として１０ｎｓの回路を用いたので、ｔ1としては、これに上記安定化時間としてマージンを加味して１ｎｓを加え、１１ｎｓとした。なお必要に応じて立ち上がり時間の早いＳＴＯ駆動回路を用いてこの時間を短縮してもよい。以下本実施例では、ＴＦＣ投入電力、ＳＴＯ駆動電流は全情報を記録し終わるまでオンとし、バイアス駆動電流をライトゲートの開、閉に合せてオン、オフし、データセクタへのデータの記録を行なった。
【００７１】
最初の不良セクタＳ3にデータの記録を開始するにあたっては、まずＳ3へのライトゲートが開くｔ2前にＳＴＯ駆動電流をＡモ−ドのＩSTO（Ａ）とし、ついでライトゲート開と同期してバイアス記録電流もＡモ−ドのＩWB（Ａ）として記録を行なった。
【００７２】
次いでセクタＳ3、Ｓ4での記録を終了し、正常セクタＳ5の記録に移行するに際しては、セクタＳ5への記録を開始するためのライトゲートが開くｔ2前にＳＴＯ駆動電流をＢモ−ドのＩSTO（Ｂ）とし、さらにライトゲート開と同期してバイアス記録電流もＢモ−ドのＩWB（Ｂ）として記録を行なった。ここでｔ2は０．１〜０．３ｎｓ以上であることが好ましく、本実施例ではセクタギャップ相当の時間とした。
【００７３】
最後に、正常セクタＳ6での記録終了後、ライトゲート閉のｔ3後にＳＴＯ駆動電流のＩSTO（Ｂ）をオフし、またｔ5後にＴＦＣ投入電力ＰTFC（Ｂ）をオフとした。ここでｔ3はｔ2と同様に０．１〜０．３ｎｓ以上であればよい。またｔ5はゼロ以上であればよいが、バイアス電流と同時にオフとすると熱ショックが大きいので、ここではｔ0と同等の時間とした。
【００７４】
なお、セクタ毎に表２のパラメータを用いて記録再生を行なう方法についても検討を行った。本方法においては、記録再生演算処理に関する負荷は高いものの、前記のようにＡ、Ｂの２条件とする場合に比べ、特性の改善幅が大きく、特に好ましかった。
【００７５】
以上では、セクタＳjをデータセクタとした例について説明したが、セクタＳjをサーボセクタとしても同様の改善効果が得られた。ただし、データセクタ毎に記録特性を最適化する方が、高密度に適した非ＲＳチャネルを用いた場合などに、セクタエラーレートの評価などの各種処理が単純であるので、より好ましかった。
【００７６】
情報再生時には、ホストからの再生命令をホストインタフェース制御部５１７で受け取ると、記録時と同様に選択、位置決めされ、再生用にクリアランス制御された磁気ヘッドＨk５０３により再生信号が読み取られ、Ｒ／Ｗ−ＩＣで増幅され、リードソロモン符号を用いたＲＳチャネル、ＬＤＰＣ符号を用いた非ＲＳチャネルなどのＲ／Ｗチャネル５０９に伝送される。ここでＲＳチャネルの場合には、信号処理による復号化、パリティのデコードなどが行なわれ、次いでＨＤＣで、ＥＣＣによるエラー訂正、ＲＬＬデコード、ＣＲＣによるエラーの有無確認が行なわれる。一方、非ＲＳチャネルの場合には、エラーはＲ／Ｗチャネル内でＬＤＰＣにより訂正され、次いでＨＤＣで、ＲＬＬデコード、ＣＲＣによるエラーの有無確認が行なわれる。最後に、これらの情報はバッファメモリ５２１にバッファリングされ、ホストインタフェース制御部５１７からホストに再生データとして転送される。
【００７７】
（効果）
従来の主磁極シールド型垂直磁気記録ヘッドでは、磁気コアに高周波の磁気記録信号（記録電流）を通電すると、磁気ロスのために発熱して磁極部が突出し、クリアランスが小さくなる。このため本実施例のように記録し難い部分で記録電流を大きくしようとすると、（ａ）垂直記録方式が記録限界に近いために、電流増大による改善効果が小さい、（ｂ）相応の効果を得るためには、記録し易い部分に比べ著しく大きい記録電流を通電する必要があり、この磁気ロスによる発熱のためにクリアランスが著しく小さくなり、磁極磨耗、媒体損傷などの耐摺動信頼性問題を引き起こし、信頼性試験で２〜３％もの不良を引き起こした。
【００７８】
マイクロ波アシスト効果を利用する本実施例によれば、この飽和現象を大幅に改善することができ、上記従来技術の数分の１と小さな記録電流の追加で記録効率を大きく改善することができた。このため、セクタ毎に記録電流を変えずに一定値として記録する従来技術に比べ、セクタの特性に応じて少なくとも２種の記録条件から記録条件を選定し、セクタ毎に情報を記録する本方法、すなわち記録しやすい部分ではバイアス記録電流をトラック全体の平均値よりもやや低く設定（Ｂモード）し、逆に記録し難い部分ではその値をやや高く設定（Ａモード）することにより、それぞれのセクタに十分な記録を行ないつつ、クリアランスの変化を実用上充分な範囲に抑制できた。その結果、クリアランスのマージンとして信頼性を実用上充分に維持できる量δだけ確保でき、信頼性試験での不良率をゼロとできた。
【００７９】
さらに、記録しにくい媒体領域において、トラック一周を一定値で記録する場合よりも大きな電流のＡモードで記録することで、一定値で垂直磁気記録媒体一周（全ゾーン）を記録する場合に比べ、より強いマイクロ波アシスト効果を得る事ができ、理想的な記録を行なうことができた。このため、全セクタを一定値で記録する従来技術に比べ、合格性能ぎりぎりの磁気ヘッドのマージンがエラーレートで見て、表２のパラメータを正常セクタ内、不良セクタ内でそれぞれ平均化した場合に０．４桁、全セクタ毎に対し表２のパラメータを用いた場合に０．６桁改善できた。
【００８０】
なお、上記一定値で垂直磁気記録媒体一周（全ゾーン）を記録する場合には、記録しやすい領域においては、上記とは逆に過剰な記録が行なわれることになり、書きにじみ、消しにじみ領域が広がってしまっていた。このため、記録しやすい領域において、一定値よりも小さな電流によるＢモードで記録することにより最適な記録を行なうことができ、記録しやすい領域での、合格性能ぎりぎりの磁気ヘッドのオフトラックマージンを０．５ｎｍ（表２のパラメータを正常セクタ内、不良セクタ内で平均化した場合）、及び０．７ｎｍ（セクタ毎に表２のパラメータを用いた場合）改善する事ができた。
【００８１】
以上のように本実施例により、表２のパラメータを正常セクタ内、不良セクタ内でそれぞれ平均化してＢモード、Ａモードとした場合、もしくはセクタ毎に表２のパラメータそのものを用いた場合に、それぞれオフトラックマージンを確保したままエラーレートを０．４桁、もしくは０．６桁桁改善できた。磁気記憶装置においては、その記録密度を決定するエラーレートは、垂直磁気記録媒体の平均的な特性ではなく、最も記録性能が悪くエラー数の多い領域によって決定され、さらに複数本の磁気ヘッドを搭載する場合に最も特性の低いもので磁気記憶装置の歩留りが決定されるため、本実施例により、磁気記憶装置の歩留りを４もしくは６ポイント改善でき、量産に対して好ましい効果が得られる事が確認できた。
【００８２】
上記効果は、垂直磁気記録媒体の周方向の特性分布が０．１％以上であれば認められた。ただし周方向の特性分布が１０％を越えると電流の調整では対応しきれず、信頼性が劣化したので、垂直磁気記録媒体の周方向の特性変動は１０％以下、より望ましくは５％以下であることが好ましかった。
【００８３】
〔実施例２〕
図１７、１８、１９は、本実施例のマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドを搭載した磁気記憶装置の磁気ヘッドと垂直磁気記録媒体の断面模式図である。詳細は下記の通りである。
【００８４】
（１）図１７に示した磁気記憶装置の構成
・スライダ５０：薄型ロングフェムト型（１×０．７×０．２ｍｍ）
・ヘッド保護膜（ＦＣＡＣ）：１．８ｎｍ
・センサ素子１２：ＴＭＲ（Ｔwr＝３０ｎｍ）
・第１の記録磁極２２：ＦｅＣｏＮｉ（Ｔww＝１００ｎｍ、８０ｎｍ）
・ＳＴＯ４０：ＣｏＦｅＧｅ（１０ｎｍ）／Ｃｕ（２．５ｎｍ）／（Ｃｏ／Ｎｉ）（１０ｎｍ）
・ＦＧＬの幅：ＷFGL＝３６ｎｍ
・媒体基板：３．５インチＮｉＰメッキＡｌ合金基板
・媒体構造：潤滑膜（１ｎｍ）／Ｃ（２ｎｍ）／ＣｏＣｒＰｔ（ＳｉＴｉ）Ｏ2（２ｎｍ）／ＣｏＣｒＰｔＳｉＯ2Ｃ（１０ｎｍ）／Ｒｕ（１０ｎｍ）／ＣｏＦｅＴａＺｒ（１０ｎｍ）／Ｒｕ（０．５ｎｍ）／ＣｏＦｅＴａＺｒ（１０ｎｍ）
【００８５】
（２）図１８に示した磁気記憶装置の構成
・スライダ５０：フェムト型（０．８５×０．７×０．２３ｍｍ）
・ヘッド保護膜（ＦＣＡＣ）：１．４ｎｍ
・センサ素子１２：ＣＰＰ−ＧＭＲ（Ｔwr＝２３ｎｍ）
・第１の記録磁極２２：ＣｏＦｅ（Ｔww＝１００ｎｍ、６５ｎｍ）
・ＳＴＯ４０：（Ｃｏ/Ｆｅ）（１１ｎｍ）／Ｃｕ（３ｎｍ）／（Ｃｏ/Ｎｉ）（９ｎｍ）
・ＦＧＬの幅：ＷFGL＝２８ｎｍ
・媒体基板：２．５インチガラス基板
・媒体構造：潤滑層（０．８ｎｍ）／Ｃ（１．６ｎｍ）／ＣｏＣｒＰｔ（ＳｉＴｉＮｂ）Ｏ2Ｃ（１１ｎｍ）／Ｒｕ（１０ｎｍ）／ＣｏＦｅＴａＺｒ（１５ｎｍ）／Ｒｕ（０．５ｎｍ）／ＣｏＦｅＴａＺｒ（１５ｎｍ）
【００８６】
（３）図１９に示した磁気記憶装置の構成
・スライダ５０：薄型ロングフェムト型（１×０．７×０．２ｍｍ）
・ヘッド保護膜（ＦＣＡＣ）：１ｎｍ
・センサ素子１２：ＣＰＰ−ＧＭＲ（Ｔwr＝１６ｎｍ）
・第１の記録磁極２２：ＣｏＦｅ（Ｔww＝１００ｎｍ、５０ｎｍ）
・ＳＴＯ４０：（Ｃｏ/Ｆｅ）（１２ｎｍ）／Ｃｕ（２ｎｍ）／（Ｎｉ/Ｃｏ）（８ｎｍ）
・ＦＧＬの幅：ＷFGL＝２０ｎｍ
・媒体基板：２．５インチガラス基板
・媒体構造：潤滑層（０．６ｎｍ）／Ｃ（１．１ｎｍ）／ＣｏＣｒＰｔＦｅ（ＳｉＴｉ）Ｏ2Ｃ（３ｎｍ）／ＣｏＣｒＰｔＡｕＳｉＯ2Ｃ（７ｎｍ）／Ｒｕ（１０ｎｍ）／ＣｏＦｅＴａＺｒ（２０ｎｍ）／Ｒｕ（０．５ｎｍ）／ＣｏＦｅＴａＺｒ（２０ｎｍ）
磁気ヘッドスライダには、クリアランス制御用に、抵抗８０〜１２０ΩのＷもしくはＮｉＣｒ薄膜からなる熱膨張素子部ＴＦＣ０２ａ、０２ｂを、図１７〜１９に示すように配置した。なお、ここで各素子をそれぞれ独立に駆動してクリアランスを制御したが、抵抗値を調整して直列に繋いでクリアランスを制御してもよい。
【００８７】
本実施例のマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドからのマイクロ波はＦＧＬ膜の両側で円偏光、真下で直線偏光をしており、その典型的な発振周波数は１０〜３５ＧＨｚ、典型的なマイクロ波磁界強度は５００Ｏｅ〜３ｋＯｅであった。ここで、図１７、１８、１９に示した垂直磁気記録媒体の保磁力の周方向の分布は、それぞれ±０．５％、±１％、及び±２％であった。
【００８８】
（磁気記憶装置及びその調整方法）
本実施例では、まず所定の検査、試験に合格した上記高保磁力垂直磁気記録媒体を用い、実施例１と同様の記録特性評価装置により、記録、再生部のクリアランスをそれぞれ１．５ｎｍ、１ｎｍとして、磁気ヘッドの記録再生実験及び選別を行った。次いで、試験に合格した上記（１）、（２）、（３）のマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドを６本、４本、２本、及び垂直磁気記録媒体を３枚、２枚、１枚、それぞれ３．５型、２．５型、２．５型のＨＤＡもしくは磁気記憶装置に組み込み、サーボトラックライタもしくはセルフサーボライト方式により、図９に示すような所定のサーボ情報をサーボ領域４０１に記録した。
【００８９】
次いで、それぞれの磁気記憶装置の製造工程で磁気ヘッドのスクウィーズ特性、隣接干渉（ＡＴＩ）特性、７４７特性などを評価し、最適のデータトラックプロファイル、線記録密度プロファイルを決定し、サーボトラックプロファイルへの変換式を求めた。最後に、所定の面記録密度を満たし、全ゾーンのエラーレートが略均一となるように、ゾーン毎に最適のトラック密度、最適な線記録密度プロファイルを決定（アダプティブフォーマット）し、上記変換や記録再生動作に必要な所定のパラメータをメモリ部に保管し、所定の容量の磁気記憶装置とした。
【００９０】
さらに各磁気ヘッドに関して、図１１のフローチャートと同様の工程でパラメータの調整を行なった。すなわち、実施例１と同様にＬＤＰＣ符号を用いた非ＲＳチャネルを用い、本実施例ではエラーレート訂正能力を制限して意図的にエラーが起こりやすい条件とし、エラーレートを評価した。また本実施例では、図２０に示すように、記録し難いセクタＳ3、Ｓ4がある領域においてもバイアス記録電流を変えずＳＴＯ駆動電流のみの調整で記録アシストを行なうように、パラメータ調整を行なった。ＴＦＣ投入電力については、ＴＦＣ素子０２ｂに対するセクタ依存性を示したが、０２ａについてもそのセクタ依存性を同様とした（その絶対値は調整）。また、実施例１と同様に、ｔ0、ｔ1、ｔ2、ｔ3及びｔ5などのタイミング調整を行なった。このようにして得られたＢモード（標準条件）及びＡモード（アシスト強化条件）のパラメータを図２１に示すように纏め、パラメータテーブル（表３）としてメモリ部に格納し、磁気記憶装置を構成した。
【００９１】
（効果）
本実施例では、実施例１と同様に、記録し難い媒体領域でＡモードを活用して充分な記録を行なうため、Ｂモードのみで記録する従来技術に比べ、図１７、１８、１９に示した構成で、性能ぎりぎりの磁気ヘッドのマージンをエラーレートでそれぞれ０．５桁、０．５桁、０．６桁改善できた。さらにサーボ情報記録時にも本方法を適用した結果、サーボ信号の品質も同様に向上し、磁気ヘッドの選別歩留りを、それぞれ５ポイント、５ポイント、７ポイント向上できた。
【００９２】
なお、垂直磁気記録媒体一周（全ゾーン）をＡモードのみで記録した場合には、Ｂモードで記録できる記録し易い領域では過剰に記録されてしまうことになり、書きにじみ、消しにじみ領域が広がり、記録しやすい領域でのオフトラックマージンが上記（１）、（２）、（３）の構成で、それぞれ０．７ｎｍ、０．６ｎｍ、０．４ｎｍ狭くなった。このため本実施例によれば、オフトラックマージンを確保したままエラーレートを、それぞれ０．４桁、０．５桁、０．６桁改善でき、装置の歩留りを全ての構造で約５ポイント改善できた。
【００９３】
〔実施例３〕
更に別の構成のマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドによる実施例について、図２２、２３を用いて説明する。図２２は本実施例のマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドと垂直磁気記録媒体の断面を示す概略図、図２３はＡＢＳ面から見た記録ヘッド部の概略図である。
【００９４】
（マイクロ波アシスト磁気記録ヘッド）
記録磁極を除いて、本実施例のマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドの基本的な構成は実施例１、２（図１）と同様である。図において、例えば５０はスライダ、５１はヘッド保護層、５２は浮上面で、４０はＳＴＯ、１０は再生ヘッド部、１１はシールド層、１２は再生センサ素子、１３は上部磁気シールド、１４は下部磁気シールド、０２ａ、０２ｂはＴＦＣ素子部などである。
【００９５】
ＡＢＳ面から見た磁極部構造である図２３に示すように、磁気ヘッド部２０は、ＳＴＯ４０と略同じ幅にエッチングして高周波磁界４５と略同じ幅の垂直記録磁界１２１を発生するように整形された記録磁極（主磁極）１２２、ＳＴＯ４０の磁化回転方向などを制御するためのシールド磁極１２４、及び記録磁極を励磁するためのＣｕなどからなるコイル２３を有する。記録磁極１２２のＳＴＯ側にＳＴＯ４０と同じ幅の突起部を形成するためのエッチング深さｄは５〜４０ｎｍ程度、より好ましくは１０〜２０ｎｍとすることが磁界分布と磁界強度のバランスの面で好ましい。なお、磁気ギャップ部１２５は、記録磁極１２２とシールド磁極１２４との間に設けられ、ＳＴＯ発振制御磁界１２６はＳＴＯ４０の磁化方向及び磁化回転方向などを制御する。
【００９６】
ここで記録磁極１２２は、ＦｅＣｏＮｉ、ＣｏＦｅ合金などの高飽和磁束軟磁性膜をメッキ法もしくはスパッタ法などで製膜し、ベベル角θが１０〜２０度の台形状であって、ＡＢＳ面に近づくにつれその断面積が小さくなるように形成されている。なお台形状の記録磁極の広い側の記録素子の幅Ｔwwは、目標とする記録磁界や、記録密度に応じて設計及び加工され、その大きさは１６０ｎｍ〜１０ｎｍ程度である。また、記録磁極１２２は、シールド磁極１２４も含めてＣｏＮｉＦｅ合金や、ＮｉＦｅ合金などの軟磁性合金薄膜で形成され、非磁性層を介してその周囲を囲った、いわゆるＷＡＳ構造（Wrap Around Structure）としてもよい。
【００９７】
垂直磁気記録媒体１３０は、磁性層を１３３、１３９、１３４の３層とし、マイクロ波アシスト効果が最も強く働く最表面の異方性磁界Ｈkを大きくし、記録磁極１２２からの記録磁界では十分な記録ができず、ＳＴＯ４０を同時に動作させることで始めて充分な記録ができるように磁性膜の構成元素や膜厚などを調整した。また、本実施例の垂直磁気記録媒体は、内周、中周、外周での円周方向位置に応じた保磁力の分布は±２．５％であった。
【００９８】
以下に、本実施例のマイクロ波アシスト磁気記録ヘッド、垂直磁気記録媒体の構成、諸元を示す。
・スライダ５０：薄型ロングフェムト型（１×０．７×０．２ｍｍ）
・ＦＣＡＣ５１：１．８ｎｍ
・センサ素子１２：ＴＭＲ（Ｔwr＝３０ｎｍ）
・記録磁極１２２：ＦｅＣｏＦｅ（Ｔww＝６０ｎｍ）、ｄ＝１５ｎｍ、θ＝１５°
・シールド磁極１２４：ＦｅＣｏＮｉ
・ＳＴＯ４０：Ｔａ（４ｎｍ）／（Ｃｏ/Ｆｅ）（１２ｎｍ）／Ｃｕ（２ｎｍ）／（Ｎｉ/Ｃｏ）（８ｎｍ）／Ｃｒ（４ｎｍ）
・ＦＧＬの幅：ＷFGL＝３４ｎｍ
・媒体基板：３．５インチＮｉＰメッキＡｌ合金基板
・媒体構造：潤滑層（１ｎｍ）／Ｃ（２ｎｍ）／ＣｏＣｒＰｔＢ（ＳｉＴｉ）Ｏ２（４ｎｍ）／ＣｏＣｒＰｔ（ＳｉＴａ）Ｏ2（４ｎｍ）／ＣｏＣｒＰｔＳｉＯ2Ｃ（４ｎｍ）／Ｒｕ（１０ｎｍ）／ＣｏＦｅＴａＺｒ（１０ｎｍ）／Ｒｕ（０．５ｎｍ）／ＣｏＦｅＴａＺｒ（１０ｎｍ）
【００９９】
ここで、Ｔａ、ＲｕやＣｒなどの高融点金属とＦＧＬ、スピン注入層を積層することで、ＳＴＯ素子のエレクトロマイグレーション耐力を高め、更に磁極をＳＴＯ駆動電力供給用の電極と共用した。磁気ヘッドスライダ５０には、クリアランス制御用に、抵抗８０ΩのＮｉＣｒ薄膜による熱膨張素子部ＴＦＣ０２ａ、０２ｂを図２２のように配置した。本実施例のマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドからのマイクロ波はＦＧＬ４１の両側で円偏光、真下で直線偏光をしており、その典型的な発振周波数は２０〜３０ＧＨｚ、典型的なマイクロ波磁界強度は１〜２ｋＯｅであった。
【０１００】
（磁気記憶装置及びその調整方法）
実施例１、２と同様の磁気記録再生特性評価装置により、記録、再生部のクリアランスをそれぞれ１．５ｎｍ、１ｎｍとして記録再生特性を評価し、所定の特性検査に合格した上記マイクロ波アシスト記録ヘッド１０本と垂直磁気記録媒体５枚を３．５型磁気記憶装置に組み込み、製造工程で実施例２のように調整を行ない、磁気記憶装置を製造した。本実施例においては実施例２と同様に、図２０に示すように、記録し難いセクタＳ3、Ｓ4がある領域においてもバイアス記録電流の大きさは変えず、ＳＴＯ駆動電流のみの調整で記録アシストを行なった。なおＴＦＣ投入電力については、ＴＦＣ素子０２ｂに対するセクタ依存性を示したが、ＴＦＣ素子０２ａについてもそのセクタ依存性を同様とした（その絶対値は調整）。また実施例１と同様に、ｔ0、ｔ1、ｔ2、ｔ3及びｔ5などのタイミング調整を行なった。このようにして得られたＡモード及びＢモードのパラメータを図２１に示すように纏め、パラメータテーブル（表３）としてメモリ部に格納した。
【０１０１】
ここで上記パラメータテーブル（表３）の値は、初期値として装置内常温（３０℃）での制御値が登録される。ところが実際には、クリアランスは温度変化時の熱膨張によって変化する。さらに、垂直磁気記録の保磁力においては、その温度依存性が２０Ｏｅ／℃程度と大きく、低温では保磁力が高くなるため記録がより困難になり、逆に高温では保磁力が低下して記録しやすくなるために書きにじみ、消しにじみ量が増大し、隣接スクウィーズやＡＴＩへの耐性が劣化する。そこで本実施例では、これらの温度補正を行うようにした。すなわち、まず別途組み立てた磁気記憶装置において、予め各温度でクリアランス評価試験、記録再生特性評価試験を行い、単位温度当りの制御値への変換式を実験的に求めた。最後に、このパラメータを磁気記録装置のパラメータテーブルに組み込み、これに従って温度補正を行うようにファームウェアプログラムを組んだ。
【０１０２】
磁気記憶装置の実機動作状態で環境温度が変化した場合には、記録再生時に、装置内に設置された温度センサにより温度Ｔを読み込んで常温との温度差ΔＴを算出し、温度補正値を初期値に加えて、図２４に示すように温度補正した。すなわち、ＴＦＣ投入電力、バイアス電流は、モードを問わず同じ値としたが、ＴＦＣ投入電力においては、低温ほど大きく、高温になるほど小さくなるような温度依存性を持たせ、バイアス電流においては、略一定とした。ＳＴＯ駆動電流は、ＡモードにおいてＢモードよりも大きく設定し、さらに、いずれのモードにおいても、低温ほど大きく、高温になるほど小さくなるような温度依存性を持たせた。なお、機構系の共振も温度特性変化が大きいため、ＮＲＲＯ（Non-repeatable run-out）の影響を抑制するため、温度に応じて特性を変えるサーマルノッチフィルタを同時に導入して適宜学習を行い、より安定な磁気ヘッド位置決め制御系を構成した。
【０１０３】
（効果）
本実施例では、実施例１と異なり、クリアランスに大きな影響を与えるバイアス記録電流をＡモードとＢモードで同一とした。このため、クリアランスをゾーン全周で一定とすることができ、実施例１（図１１）で説明したマージンδを０．４ｎｍ小さくする事ができ、結果としてクリアランスの臨界値ＣＬ（ｃ）の設定値を０．２ｎｍ小さくする事ができた。これにより、平均的なエラーレートを約０．２桁、磁気記憶装置の歩留りを６ポイント程度高めることができた。
【０１０４】
なお、本実施例ではＳＴＯをＴａ、ＲｕやＣｒなどの高融点金属と積層したことにより、ＦＧＬ膜やスピン注入層膜の結晶粒界が固定され、エレクトロマイグレーション耐力をＣｕなどと積層した場合に比べ、１．５倍に高めることもできた。
【０１０５】
更に上記の温度補正を行う事により、低温での記録性能の向上が可能となり、より磁気性能の高い（保磁力の高い）磁性材料を用いる事ができ、設計の自由度を大きく改善できた。実際、垂直磁気記録媒体のＰｔ含量を増やし、５ポイント保磁力の高い磁性材料を用いる事ができ、いずれの構造でも平均的なエラーレートをさらに約０．５桁、磁気ヘッドの利用率（歩留り）を約５ポイント、磁気記憶装置の歩留まりを約５ポイント改善できた。さらに製造ばらつきを加味しても、７０℃の高温でスクウィーズやＡＴＩのマージンを確保でき、また−１０℃でも問題なく記録再生ができることが確認され、−１０℃から＋７０℃の広い温度範囲で磁気記憶装置の信頼性を確保できている事が確認できた。
【０１０６】
〔実施例４〕
本実施例では、実施例３で説明した構成のマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドと垂直磁気記録媒体を搭載した３．５型磁気記憶装置のさらに別の調整法について説明する。
【０１０７】
（磁気記憶装置及びその調整方法）
実施例３と同様に、磁気記録再生特性評価装置による所定の特性検査に合格したマイクロ波アシスト磁気記録ヘッド１０本と垂直磁気記録媒体５枚を３．５型磁気記憶装置に組み込み、製造工程で実施例３と同様に調整を行ない、本実施例の磁気記憶装置とした。
【０１０８】
本実施例においては、図２５に示すように、ＳＴＯ駆動電流は全セクタで一定とし、記録し難いセクタＳ3、Ｓ4の属する領域においてバイアス記録電流を大きくし、記録アシストを行なうパラメータ調整を行なった。なお、図２５に示したＴＦＣ投入電力については、ＴＦＣ素子０２ｂに対するセクタ依存性を示したが、ＴＦＣ素子０２ａについてもそのセクタ依存性は同様とした（その絶対値は調整）。また実施例１と同様に、ｔ0、ｔ1、ｔ3及びｔ5などのタイミング調整を行なった。このようにして得られたＡモード及びＢモードのパラメータを図２６に示すようにパラメータテーブル（表４）に纏め、不揮発性メモリに保管し、必要に応じて適宜メモリやレジスタに格納して用いた。
【０１０９】
また、実施例３と同様に、装置環境温度に応じて図２７に示すように各パラメータの温度依存性を制御した。すなわち、ＴＦＣ投入電力、バイアス電流、ＳＴＯ駆動電流のいずれも、モードを問わず、低温ほど大きく、高温になるほど小さくなるような温度依存性を持たせた。なお、両モードでのバイアス電流の差は、高温になるほど小さくした。
【０１１０】
（効果）
本実施例では、ＳＴＯ駆動電流を一定とし、バイアス記録電流をセクタ間で調整したが、マイクロ波アシスト効果により従来の垂直磁気記録方式に比べて記録能力が格段に向上するため、記録し難いセクタに対してもバイアス記録電流を僅かに大きくするだけでよい。また高温ではその差を小さくすると共に、ＳＴＯ駆動電流を全セクタで一定としたため、クリアランスをゾーン全周で略一定にでき、セクタ毎にパラメータを調整しない場合に比べ、実施例１の図１１で説明したマージンδを０．２ｎｍ小さくする事ができた。これにより実施例１に比べ、クリアランスの臨界値ＣＬ（ｃ）の設定値を０．１ｎｍ小さくでき、さらに平均的なエラーレートを約０．１桁、磁気記憶装置の歩留りを３ポイント程度高めることができた。
【０１１１】
また、本実施例の磁気記憶装置を環境温度−１５℃から＋７５℃での環境ストレス試験で信頼性の評価を行なったところ、不良は全く認められなかった。
【０１１２】
〔実施例５〕
実施例１〜４のように、マイクロ波アシスト効果や熱アシスト効果の助けを借りれば記録性能を向上できるが、マイクロ波アシスト素子は１０8Ａ／ｃｍ2程度の高電流密度での動作が必要である。ＣＥ（Consumer Electronics）用途やカーナビゲーションなど、動作保証環境温度領域の幅が大きい磁気記憶装置においては、使用環境温度が高い場合でのエレクトロマイグレーションなどによる寿命を確保し、さらに使用環境温度が低温になり、保磁力分布が増大しても充分良好な記録ができることが重要となる。
【０１１３】
本実施例では、実施例３（図２２、２３）の基本構造で、図２８に示す構成のＳＴＯ素子を用いたマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドと垂直磁気記録媒体を搭載し、さらに別のセクタ毎の記録パラメータ制御法を導入した２．５型磁気記憶装置について説明する。
【０１１４】
図２８に示したＳＴＯにおいては、Ｆｅ0.4Ｃｏ0.6、Ｆｅ0.01Ｃｏ0.99、Ｃｏ0.8Ｉｒ0.2などの負の垂直磁気異方性を有する磁性合金、ＣｏＦｅＧｅ、ＣｏＭｎＧｅ、ＣｏＦｅＡｌ、ＣｏＦｅＳｉ、ＣｏＭｎＳｉなどのホイスラー合金、あるいはＣｏ／Ｆｅ、Ｃｏ／Ｉｒ、Ｃｏ／Ｎｉ、ＣｏＦｅＧｅＧａ／ＣｏＭｎＧｅＧａなどの磁性人工格子などからなり、反磁界も加味してその磁化が実効的に面内に配向しやすいＦＧＬ１７２と、膜面の面内方向に磁化が配向するようにせしめた磁性膜からなるスピン注入層１７４を、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｉｒ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗなどの非磁性導電性材料からなりその膜厚を１〜４ｎｍとした非磁性中間層１７３を介してＦＧＬ１７２の磁化１７６とスピン注入層１７４の磁化１７７が反強磁性的に結合するように、素子を構成した。さらに実施例３や通常のＳＴＯとは逆に、ＦＧＬ１７２からスピン注入層１７４側にＳＴＯ駆動電流を流すことで、ＦＧＬ１７２だけでなくスピン注入層１７４の磁化も反強磁性結合しつつ高速で回転する構成とした。
【０１１５】
ここで、スピン注入層にはＦＧＬと類似の材料を用いてＦＧＬよりも膜厚を薄くし、またＦＧＬを材料起因の磁気異方性磁界の大きさとスピン注入層の膜面垂直方向の実効反磁界が逆方向でほぼ拮抗するように設計することで、高い周波数でもより安定に発振させることができることを確認した。スピン注入層１７４とＦＧＬ１７２の膜厚は３〜３０ｎｍとすれば安定性結合し、同時に高速回転するので好ましい。図中、１７１及び１７５はＰｔ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｚｒなどからなる単層薄膜、合金薄膜、もしくはこれらの積層薄膜による下地層及びキャップ層で、その膜厚は厚い方が好ましいが、記録ギャップ長との兼ね合いで適切な膜厚が設定され、１〜１５ｎｍとすれば充分な効果が得られた。
【０１１６】
垂直磁気記録媒体は、磁性層を１３３、１３９、１３４の３層とし、主磁極からの磁界でも記録に寄与できるように最表面１３３の異方性磁界Ｈkを小さくし、中間層のＨkをマイクロ波アシスト磁界からみて最表面に見做せるように磁性膜の構成元素、膜厚などを調整し、主磁極からの磁界のみでも記録できるようにその特性を調整した。なお、垂直磁気記録媒体の保磁力の周方向の分布は±４％であった。
【０１１７】
以下に、本実施例のマイクロ波アシスト磁気記録ヘッド、垂直磁気記録媒体の構成、諸元を示す。
・スライダ５０：薄型ロングフェムト型（１×０．７×０．２ｍｍ）
・ＦＣＡＣ５１：１．８ｎｍ
・センサ素子１２：ＴＭＲ（Ｔwr＝３８ｎｍ）
・記録磁極１２２：ＦｅＣｏＦｅ（Ｔww＝５０ｎｍ）、ｄ＝１２ｎｍ、θ＝２０°
・シールド磁極１２４：ＦｅＣｏＮｉ
・ＳＴＯ４０：Ｎｂ（４ｎｍ）／（Ｃｏ/Ｆｅ）（１２ｎｍ）／Ｃｕ（３ｎｍ）／（Ｎｉ/Ｃｏ）（９ｎｍ）／Ｐｔ（４ｎｍ）
・ＦＧＬの幅：ＷFGL＝５０ｎｍ
・媒体基板：２．５インチＮｉＰメッキＡｌ合金基板
・媒体構造：潤滑層（１ｎｍ）／Ｃ（２ｎｍ）／ＣｏＣｒＰｔＢ（３ｎｍ）／ＣｏＣｒＰｔ（ＳｉＴａ）Ｏ2（５ｎｍ）／ＣｏＣｒＰｔＳｉＯ2Ｃ（４ｎｍ）／Ｒｕ（１０ｎｍ）／ＣｏＦｅＴａＺｒ（１０ｎｍ）／Ｒｕ（０．５ｎｍ）／ＣｏＦｅＴａＺｒ（１０ｎｍ）
【０１１８】
ここで、磁気ヘッドにはクリアランス制御用に、抵抗８０Ωと１００ΩのＷ、ＮｉＣｒ薄膜による熱膨張素子部０２ａ、０２ｂを図２２のように配置し、それぞれ独立に制御した。さらにＳＴＯ素子において、Ｐｔ、Ｔａ、Ｎｂなどの高融点金属とＦＧＬ、スピン注入層を積層し、ＳＴＯ側面と電気的に接続することで、磁極１２２、１２４をＳＴＯ駆動電力供給用の電極と共用とすると共に、実施例３と同様にＳＴＯ素子のエレクトロマイグレーション耐力を高めた。なお磁極と電極とを共用するために、記録ヘッド後端部は磁気的には結合させたが電気的には絶縁せしめた。
【０１１９】
（磁気記憶装置及びその調整方法）
実施例１〜４と同様に、磁気記録再生特性評価装置による所定の特性検査に合格したマイクロ波アシスト磁気記録ヘッド２本と垂直磁気記録媒体１枚を、２．５型磁気記憶装置に組み込み、製造工程で実施例２のように調整を行ない、本実施例の磁気記憶装置とした。ただし本実施例においては、主磁極からの磁界のみでも記録できる垂直磁気記録媒体を用いたので、図２９に示すように、記録し難いセクタＳ3、Ｓ4がある領域においてのみＳＴＯ駆動電流をＳＴＯに印加して記録アシストを行なうようにパラメータ調整を行なった。また実施例１と同様に、ｔ0、ｔ2、ｔ4及びｔ5などのタイミング調整を行なった。なおｔ4は、本実施例ではＳ3へのＳＴＯ駆動電流通電時間を長くするように設定したが、ｔ2と同様に０．３ｎｓ以上であることが好ましく、本実施例ではセクタギャップ相当の時間とした。このようにして得られたＡモード及びＢモードのパラメータを図３０に示すように纏め、パラメータテーブル（表５）として所定のメモリ部に格納した。
【０１２０】
さらに実施例３と同様に、図３１に示すように各パラメータの温度調整を行ない、装置環境温度変化に対応した。ここでＢモードでも１０℃以下では４ｍＡ程度のＳＴＯ駆動電流を通電し、磁気記録をアシストした。また、熱膨張素子部０２ｂのＴＦＣ投入電力は、その温度領域で数ｍＷ投入電力を小さくした。
【０１２１】
（効果）
本実施例のマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドは、ＦＧＬだけでなくスピン注入層の磁化も高速で回転するので、直線偏光に近いがＳＴＯ直下で１０％程度高い高周波発振磁界強度、１０〜２０％程度高い磁界勾配を有しており、その典型的な発振周波数も２５〜３５ＧＨｚと高い性能を示した。
【０１２２】
本実施例のマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドによるマイクロ波アシスト記録技術により、主磁極からの記録磁界のみで記録する方式の従来型垂直磁気記録媒体の設計マージンが拡大し、垂直磁気記録媒体の組成を調整して、従来技術では困難であった範囲にまで高保磁力化することができた。さらに本実施例では、ＳＴＯ素子への駆動電流の通電時間を１／２以下にできるため、連続通電に伴う素子局所温度上昇を抑制でき、エレクトロマイグレーションを低減できた。このため、実施例１〜４の構成よりも２０％程度高いＳＴＯ駆動電流を通電してもマイクロ波アシスト素子の信頼性を確保でき、更にこのように改善されたマイクロ波アシスト効果により、磁気記憶装置の平均エラーレートを１．２桁程度改善でき、さらにオフトラックマージンも１ｎｍ程度改善できた。このため、従来型構造の垂直磁気記録媒体を用いた場合にでも、磁気記憶装置の記録密度を２０％程度高めることができた。なお、−１５℃から＋７５℃の温度領域での環境ストレス試験で、ウィークライトや磁気ヘッドの磨耗等による不良は認められず、良好な装置動作ができることを確認した。
【０１２３】
〔実施例６〕
実施例１〜５ではＴＦＣ投入電力を全セクタで一定としたが、さらにクリアランスのマージンδを小さくして、平均クリアランスを低減し、信頼性を確保しつつ記録密度を向上する方法として、本実施例ではＡモードと連携してＴＦＣ投入電力を調整する場合について図３２のタイミングチャートを用いて説明する。
【０１２４】
（磁気記憶装置及びその調整方法）
記録磁極はバイアス電流投入後、磁気ロスなどにより記録周波数に応じて発熱、熱膨張し、磁極部突出状態（クリアランス低下）になる。一般にコイルに通電して記録磁極近傍の温度が定常状態になる時間は、記録条件にもよるが、概ね０．０１〜０．１ｍｓ程度である。このため、記録再生素子の周辺温度が略定常状態になり、安定した記録ができるようになるまでの遅延時間は、装置の外部環境、周速、転送速度に応じて調整することが必要となる。本実施例の場合には、正常セクタＳ2から不良セクタＳ3に記録部が移動する際に、ＩWB（Ｂ）からＩWB（Ａ）へのバイアス記録電流の変化分は、電流ゼロから変更する場合に比べ充分小さくできるので、これに伴うクリアランス変動分はそれ程大きくはなく、ＴＦＣ投入電力は微調整でよい。
【０１２５】
すなわち本実施例においては、実施例２で説明した図１８の構造のマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドと垂直磁気記録媒体を用い、記録の基本シーケンスは実施例１、２と同様としたが、不良セクタＳ3、Ｓ4部の記録に際しては、Ｓ2部の記録終了後のＴＦＣ投入電力をｔ0と同程度の時定数ｔ6で、ＰTFC（Ｂ）からＰTFC（Ａ）に変えた。さらに磁気ヘッドが不良セクタＳ4から移動し、正常セクタＳ5に記録する際には、ｔ0と同程度の時定数ｔ7でＴＦＣ投入電力をＰTFC（Ａ）からＰTFC（Ｂ）に戻した。このシーケンスの採用により、Ｓ3、Ｓ4領域での過度の磁極部突出と、これによる磁気ヘッド接触事故を防ぐことができ、耐摺動信頼性を確保できた。なお、ｔ0、ｔ1、ｔ2、ｔ3、ｔ5、ｔ6及びｔ7などのタイミング調整は実施例１と同様に行なった。
【０１２６】
さらに実施例３などと同様に、図３３に示すように各記録パラメータを環境温度に応じて調整した。すなわち、バイアス記録電流、ＳＴＯ駆動電流においてはその値をＡモードでＢモードよりも大きく、ＴＦＣ投入電力においては、磁極及びＳＴＯ突出を抑制するためにＡモードでＢモードよりも小さくした。またいずれのパラメータも低温でより強く動作せしめた。以上のパラメータは、パラメータテーブルに纏めて不揮発性メモリに保管し、必要に応じて適宜メモリやレジスタに格納して用いた。
【０１２７】
（効果）
本実施例により、不良セクタ領域でのクリアランス調整時のマージンδ（図１１）を実施例１（図１６）に比べ、０．３ｎｍ小さくすることができた。これにより、クリアランス、磁気スペーシングを０．１５ｎｍ小さくすることができ、実施例１の磁気記憶装置に比べ、エラーレートを約０．２桁、オフトラックマージンを約０．１ｎｍ改善できた。このため、磁気記憶装置の記録密度を２ポイント程度高めることができ、さらに磁気ヘッド及び磁気記憶装置の歩留りも３ポイント改善できた。
【０１２８】
さらに本実施例の磁気記憶装置に対し、環境温度−１０℃から＋６５℃の環境ストレス試験を行なったところ、不良は全く認められず、環境温度変化に対してきわめて高い記録マージンと信頼性を有することが確認された。
【０１２９】
〔実施例７〕
本発明者らの検討によれば、マイクロ波アシスト素子の通電寿命はエレクトロマイグレーションで主に決まり、その温度加速係数は１０℃で２倍程度であった。すなわち温度が５０℃上昇するとその通電寿命は１／３０〜１／４０となる。従ってマイクロ波アシスト素子を使いこなすためには、実施例３〜４のようにＴａ、Ｎｂ、ＰｔやＣｒなどの高融点金属と積層してエレクトロマイグレーション耐力を高めるとともに、垂直磁気記録媒体に記録し易いが素子寿命が劣化し易い高温領域においてはマイクロ波アシスト素子動作を抑制し（図１６、図２０、図２９もしくは図３２の調整法など）、一方、マイクロ波アシスト素子寿命は劣化し難いが、垂直磁気記録媒体には記録し難い低温領域では、記録磁界及びアシスト効果を強化することで（図２５もしくは図３２の調整法など）、ＴＦＣ投入電力、バイアス記録電流、ＳＴＯ駆動電流の調整法を温度領域に応じて最適化し、マイクロ波アシスト素子の通電信頼性などを確保しつつ、性能を向上する事とした。
【０１３０】
本実施例では、温度パラメータ調整をより詳細に行ない、信頼性を確保しつつ性能を向上した例について説明する。
（磁気記憶装置及びその調整方法）
まず、図１９に示した構成の磁気ヘッド６本と垂直磁気記録媒体３枚を２．５型磁気記憶装置に組み込み、実施例１〜６と同様に学習を行なった。すなわち、装置内温度が４５℃よりも高温の領域では極力マイクロ波アシスト素子動作を抑制する調整法、装置内温度１０℃以下の低温領域では極力記録磁界及びアシスト効果を強化する調整法で、Ｂモード及びＡモードのＳＴＯ駆動電流を制御し、記録動作を制御した。なお実施例１と同様に、ｔ0、ｔ1、ｔ2、ｔ3、ｔ4、ｔ5、ｔ6及びｔ7などのタイミング調整を適宜行なった。
【０１３１】
図３４に、装置内温度が４５℃よりも高温の領域で図２０もしくは図２９、装置内温度１０℃以下の低温領域で図３２、それ以外の常温領域でも図１６のように、それぞれＢモード及びＡモードのＳＴＯ駆動電流を制御し、これらの記録動作を制御した実施例を示す。すなわち、記録し易いセクタでは、ＳＴＯ駆動電流は４５℃よりも高温の領域ではゼロとし、４５℃以下の温度領域では４ｍＡ程度で温度低下と共に緩やかに電流値を上げて駆動する。一方、記録し難いセクタでは、７０℃よりも高温でゼロとし、７０℃で３ｍＡ程度とし、温度低下と共に−２０℃の６ｍＡ程度まで緩やかに電流値を上げて駆動する。なお、バイアス記録電流は温度低下と共に緩やかに電流値を上げて駆動したが、４５℃以下の温度領域においては、記録し難いセクタ（Ａモード）において、記録し易いセクタ（Ｂモード）におけるよりも温度低下とともに大きな温度勾配で増大せしめた。またＴＦＣ投入電力については、温度低下と共に緩やかに投入電力を高めて駆動したが、１０℃以下の温度領域では記録し難いセクタ（Ａモード）において、記録し易いセクタ（Ｂモード）におけるよりも小さな、もしくは若干正（温度低下とともに若干減少）の温度勾配で調整した。
【０１３２】
（効果）
本実施例により、実施例１〜６と比べ、ＳＴＯ素子の通電寿命を確保しつつ、高温側では記録し易いセクタに対しても、書きにじみ、消しにじみの増大を一層抑制でき、また低温側では記録し難いセクタに対しても一層良好な記録ができた。特に低温での記録アシスト性能の微調整、及び高温でのクリアランス及びオフトラックマージン（書きにじみ、消しにじみ）の微調整が可能となり、例えば実施例１の磁気記憶装置に比べ、エラーレートを更に約０．５桁、オフトラックマージンを約０．２ｎｍ改善できた。このため、磁気記憶装置の記録密度を５％程度高めることができ、さらに磁気ヘッド及び磁気記憶装置の歩留りもそれぞれ２ポイント及び５ポイント改善できた。
【０１３３】
さらに本実施例の磁気記憶装置に対し、環境温度−１５℃から＋７５℃の環境ストレス加速試験を行なったところ不良は全く認められず、セクタ毎の記録補正を行なわない方式の不良率５％に比べ、環境温度変化に対して極めて高い記録マージンを有することが確認された。
【０１３４】
〔実施例８〕
本実施例では、図１７に示したマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドによって、図１７に関して説明した垂直磁気記録媒体に、実施例１〜７で説明した方法でサーボ情報を形成して磁気記憶装置を構成する場合について説明する。
【０１３５】
（サーボ情報の形成プロセス）
実施例１〜７で説明したマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドと垂直磁気記録媒体に対して、静磁気特性の評価と共に磁気記録再生特性評価装置による特性評価を行った。その結果、内周、中周、外周の全ゾーンでの特性分布、及び記録し易い領域（正常領域）と記録し難い領域（不良領域）は垂直磁気記録媒体の製造装置、条件に固有で、全ての磁気ディスクにおいて概ね図２、図１５に示すように分布しており、例えば内周での分布が分かれば、全周での分布を高い精度で推定できる事が分かった。なお正常領域と不良領域の境界領域では、その最適記録条件はほぼ同等で、上記近似で実用上問題はないことも確認できた。そこで、本実施例では以下のように、垂直磁気記録媒体各面の内周での不良セクタ分布、及び各磁気ヘッドのＴＦＣ投入電力−クリアランスの関係式（プロファイル）を求め、これを外挿してそれぞれの内周、中周、外周の全ゾーンでのパラメータを決定した。
【０１３６】
まず所定の検査、試験に合格した高保磁力垂直磁気記録媒体を用い、磁気ヘッド選別用の記録再生特性評価装置により、記録時及び再生時クリアランスをそれぞれ１．５ｎｍ、１ｎｍとして磁気ヘッドの記録再生特性評価と選別を行った。次いで、仕様を満たす磁気ヘッド４本及び磁気ディスク２枚を図４に示した２．５型もしくは３．５型のＨＤＡに組み込んだ。
【０１３７】
次いで、その磁気記憶装置（ＨＤＡ）１１０２を、ＨＤＡ全体を密閉可能な密閉チャンバ１１０８を具備するサーボトラックライタＳＴＷ（図３５）に設置した。ここで本実施例のサーボトラックライタは、クロックヘッドを使用する従来のＳＴＷと同様の構成としたが、クロックヘッド１１０４には本発明のマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドを用い、その駆動には本発明のサーボ情報記録再生制御部及び図４などに示した本発明の駆動手段を用いた。なお機構部については、エンコーダモータ（ロータリエンコーダ）やレーザ測長器などの外部の位置検出・ポジショナとプッシュピンを用いて位置決めを行なう方式など、従来技術の構成としてもよい。
【０１３８】
まず、磁気ディスク装置の最内周側に配置されているクラッシュストップ１１０１にＨＳＡを押し付けた状態で、実施例１で説明した図１１のシーケンスと同様に、垂直磁気記録媒体のゾーンＺp（ｐ＝１，…，Ｐ）の所定のトラックに、ＴＦＣ投入電力ＰTFC（０，ｐ）（クリアランス）及び所定の線記録密度で、バイアス記録電流及びＳＴＯ駆動電流を変えて所定の信号を記録し、各セクタのスクウィーズ特性、隣接干渉（ＡＴＩ）特性、７４７特性などを評価し、磁気ディスクの領域を記録し易い領域と記録し難い領域とに分割する。次いで、記録し難い領域において最も良好なスクウィーズ特性が得られるバイアス記録電流及びＳＴＯ駆動電流を、上記のバイアス記録電流及びＳＴＯ駆動電流の組の中から選定してAIWB（０，ｐ，ｎ）及びAISTO（０，ｐ）とする。さらに、記録し易い領域に対して最も良好なスクウィーズ特性が得られるバイアス記録電流を、同じＳＴＯ駆動電流AISTO（０，ｐ）を有する組から選定し、BIWB（０，ｐ，ｎ）とした。最後に、これらのバイアス記録電流よりも小さな電流のなかから、記録トラックでの記録再生特性評価時に、磁気ディスクの領域が上記と同じ、記録し易い領域と記録し難い領域とに分割される電流値を選定し、CIWB（０，ｐ，ｎ）とする。
【０１３９】
ここで本実施例では、ＳＴＯ駆動電流をゾーン内で一定とし、バイアス記録電流を調整する事としたが、これは、サーボ情報においては記録タイミング、位相の確保が特に重要であり、ここではタイミング調整のパラメータの単純化を図るためである。
【０１４０】
次いで垂直磁気ディスクを回転駆動、磁気ヘッド毎に所定の信号をCIWB（０，ｐ，ｎ）及びAISTO（０，ｐ）（Ｃモード）で記録し、その時の再生出力分布を求め、垂直磁気記録媒体の各面毎に、記録し易い領域（正常データセクタからなる領域）と記録し難い領域（不良データセクタからなる領域）とを決定する。また磁気記憶装置にＨＳＡを組み込んだ時には、一般に磁気ヘッド（ＨＧＡ）の浮上姿勢が変わるので、同時にこの時のクリアランスを評価し、磁気ヘッド毎にクリアランスとＴＦＣ投入電力との関係式を補正する。これらの評価結果を纏めた図３６のパラメータテーブル（表６）を図３５のＳＴＷ駆動制御部１１０３のメモリ部に格納する。
【０１４１】
上記の結果をもとに、予め実験で求めておいた関係式を用いて、垂直磁気記録媒体各面の内周、中周、外周の全ゾーンでの不良データセクタ分布、及び各磁気ヘッドのＴＦＣ投入電力−クリアランスの関係式（プロファイル）を外挿法で決定した。この分布と所定の関係式とを用いて表６のデータを変換し、各磁気ヘッドの制御パラメータとして表６に上書き保管する。次に、上記データセクタとサーボセクタとの位置関係から、正常サーボセクタ、異常サーボセクタにおいて、それぞれ図１６もしくは図２５などのように、Ｂモード、Ａモードの記録電流ＩWB（ｋ，ｐ，ｊ）、ＳＴＯ駆動電流ＩSTO（ｋ，ｊ）を求め、サーボセクタの特性に応じて、サーボセクタ毎に少なくとも２種の記録条件から記録条件を選定してサーボ情報（サーボトラック）を記録し、図３５や図９に示すような所定のサーボトラックプロファイルのサーボ領域２０１を磁気ディスク全面に形成した。さらに上記の表６の記録パラメータ、セクタ関連情報などを垂直磁気記録媒体の所定の領域に記録した。なおＨＤＡにメモリ部を設け、そこに保管してもよい。なお図３５では、簡易的にゾーンが内周、外周の２つの例を示したが、本実施例では、ゾーン当りのトラック数の上限も考慮し、例えば１．８型、２．５型、３．５型装置で、それぞれゾーン数を１５〜２０、２０〜２５、２０〜４０として検討した。
【０１４２】
（磁気記憶装置及びその調整方法）
次いで、ＨＤＤの制御ボードを上記ＨＤＡに組み込んで磁気ディスク装置とし、その製造・検査工程で上記の記録パラメータ、セクタの位置情報などを垂直磁気記録媒体の所定の領域から読み込み、磁気記憶装置の所定のメモリ部に保管し、さらにこれらのパラメータ（表６のパラメータテーブル）をヘッド駆動装置５０８のレジスタ５１４に読み込む。ここで、レジスタは磁気ヘッドの数に対応する組だけ用意されている。次いでこれらの記録パラメータを用いて、磁気ヘッドのスクウィーズ特性、隣接干渉（ＡＴＩ）特性、７４７特性などを評価し、最適のデータトラックプロファイル、線記録密度プロファイルを決定し、前記サーボトラックプロファイルからの変換式を求める。次いで、この変換式にしたがって、垂直磁気ディスクを円環状に分割するゾーン（図９参照）毎にデータセクタのトラックプロファイルを決定し、所定の面記録密度を満たす範囲で、実施例１〜７と同様の記録プロセスにより、全ゾーンのエラーレートが略均一となるように、ゾーン毎に最適のトラック密度、最適な線記録密度プロファイルを決定し（アダプティブフォーマット）、上記変換式のパラメータなどを不揮発性メモリに保管し、所定の容量の磁気記憶装置とした。ここで、温度補正も実施例３〜７と同様に行なえるようにした。なお、これらのデータを圧縮して磁気記憶装置の不揮発性メモリ部に格納し、装置起動時に解凍してメモリ部に記憶して用いることで、必要メモリ容量を削減でき、好ましかった。なお本実施例では、記録に関するパラメータテーブルとして表６のものを用いたが、上記のようにサーボ情報を記録した後、表４のように記録パラメータを設定してもよい。
【０１４３】
上記では初期特性を評価するセクタをデータセクタとした例について説明したが、初期特性を評価するセクタをサーボセクタとしても同様の改善効果が得られた。ただし、データセクタ毎に記録特性を最適化する方が、高密度に適した非ＲＳチャネルを用いた場合などに、セクタエラーレートの評価などの各種処理が単純となるため、より好ましかった。
【０１４４】
また、サーボ領域を決定するにあたり、図１４、１５で説明したように、自己トラックに隣接トラックを記録してスクウィーズすることで不良セクタを決定し、さらに図１１に示した方法でセクタエラーレートを評価し、各領域でのサーボ情報記録の最適記録条件を決めてもよい。
【０１４５】
（効果）
従来の主磁極・シールド型垂直磁気記録ヘッドによる磁気ディスク装置では、記録し易い領域では記録にじみ、消しにじみが大きく、また記録し難い領域においてはサーボ信号の品質（Ｓ／Ｎ）が悪い。その結果、従来型垂直磁気記録による磁気ディスク装置では、５００ｋＴＰＩ以上の記録密度で充分な位置決めマージンがとれず、書き損じ、読み損じによる回転待ち頻度が高く、特にスピーカバイブレーションなどの外乱振動がある場合にパフォーマンスが劣化する割合が高かった。セクタ毎にサーボ情報の記録条件を最適化しない実施例１〜７の磁気記憶装置においては、このような劣化の問題は実用的なレベルにまで改善できたが、複数の磁気記憶装置が近接して設置され、隣接する装置からの回転振動など他の振動外乱に対するマージンも確保できれば、更なる歩留りの向上が期待された。
【０１４６】
これに対し本実施例では、サーボ領域を一定条件で記録する従来技術に比べ、特に位置決めマージンがぎりぎりの磁気ヘッドに対して、記録し難い領域でのサーボ信号Ｓ／Ｎが媒体１で１．５ｄＢ、媒体２で０．７ｄＢ改善でき、更に記録し易い領域ではオフトラックマージンを媒体１で０．６ｎｍ、媒体２で０．３ｎｍ改善する事ができた。これにより、書き損じ、読み損じによる回転待ち頻度が抑制され、外部からの擾乱がある場合にでも、高いマージンでパフォーマンスの劣化を抑制でき、スピーカバイブレーション試験に加え、回転振動試験での不良率を実質的にゼロにでき、非常に好ましかった。また位置決め誤差が低減されたため、磁気ディスク装置のスクウィーズ関連の製造歩留りを５ポイント、磁気ヘッドの選別歩留りも２ポイント向上できた。なお、本実施例の磁気記憶装置は、環境温度−１０℃から＋６５℃の環境ストレス試験に対して高い信頼性を有することが確認された。
【０１４７】
〔実施例９〕
本実施例では、図１７に示したマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドによって、図１７に関して説明した垂直磁気記録媒体にメディアサーボライタによりサーボ情報を形成する方法について説明する。
【０１４８】
（メディアサーボライタ）
本実施例のメディアサーボライタは、その基本的な構成は図３５に示したサーボライタの場合と同様であり、ロータリポジショナー（エンコーダモータ）と呼ぶ外部位置決め機構あるいはレーザ測長器と、基準信号又は基準時間信号を供給するクロックヘッドなどを用いる。ただし図３７、３８に示すように、ＨＤＡ機構系１１０２（図３５）相当部を、振動の少ない独自構成とすることにより、高品位のサーボ情報を一度に多数の垂直磁気記録媒体に低コストで記録することができる。
【０１４９】
すなわち、本実施例のメディアサーボライタにおいては、図３５と同様に、ＨＳＡ５０６と直結され、全磁気ヘッドの回転角度を測定するロータリエンコーダを内蔵するロータリーポジショナー（図示せず）によりアクチュエータの位置を検出し、検出位置と目標位置との誤差をロータリーポジショナーにフィードバックしてマイクロ波アシスト磁気記録ヘッド５０３を目標位置に追従させる。この追従状態において、スピンドル１２００の最下部に予め設けておいたクロックパターンディスク（図示せず）から、図３５と同様のクロックヘッド（図示せず）を用いて読み出したクロック信号に同期しながら、サーボ情報記録再生制御部のパターン生成器が発生するサーボ情報を磁気ヘッド５０３で以下のように記録する。なおここで、スピンドル１２００、及びそれを駆動するスピンドルモータ（図示せず）に直結してエンコーダを設け、垂直磁気記録媒体の回転角を測定してもよい。
【０１５０】
本実施例のメディアサーボライタにおいては、ベース１２０５、Ｈｅ充填機構、Ｈｅ密閉カバー１２０１、Ｈｅ環境下で４ｎｍ以上１２ｎｍ以下の浮上量で安定浮上するＡＢＳ面、ＴＦＣ素子及び同程度のＭＣＷ、ＭＷＷ、ＭＲＷを有するマイクロ波アシスト磁気記録ヘッド５０３、マイクロ波アシストヘッド駆動制御装置５０８、マイクロ波アシスト磁気記録ヘッドによるサーボ情報記録再生制御部などからなるＳＴＷ駆動制御部１１０３、及び５〜５０枚の磁気ディスク３０を、ディスクフラッタ抑制板１２０３を介して固定できるスピンドル１２００を少なくとも具備する。なお、スピンドル１２００は両持ち構造とすることが望ましい。これらにより、サーボ情報記録時の磁気ヘッドのサスペンション・風乱振動、アームなどの熱変異、磁気ディスクのフラッタ振動を抑制でき、これらによる交流的な振動成分や直流的な偏差が垂直磁気記録媒体に記録されることを抑制できる。
【０１５１】
なお、マイクロ波アシスト磁気記録ヘッドでは書きにじみやフリンジが小さく、振動抑制用ダンパ付きサスペンション、デュアルステージアクチュエータ、マイクロアクチュエータなどと組み合わせることにより、上記振動要因をさらに抑制できる。さらにメディアサーボライタの場合には、予め厳密な選別によって全磁気ヘッドの再生出力Ｅ、ＭＷＷ、ＭＣＷ、ＭＲＷなどの特性を揃えることが可能であるので、ばらつきのない理想的なサーボパターンを記録できる。
【０１５２】
本実施例では、装置製造歩留りが最も高いＭＣＷ、ＭＷＷ、ＭＲＷなどのパラメータを有し、特性の揃った磁気ヘッドをメディアサーボライタ用のマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドとして選別し、サーボライタに１００本搭載した例について以下に説明する。
【０１５３】
（サーボパターンの形成方法）
５０枚の２．５”垂直磁気記録媒体を本実施例のメディアサーボライタに偏心を抑えて搭載し、マイクロ波アシスト磁気記録ヘッドを目標位置に追従させ、この追従状態において、インデックスを基準にしてサーボセクタ番号を順番に付与し、実施例８と同様に、ゾーン毎の不良データセクタ分布と記録再生特性（オーバライト特性や、低記録電流で記録した場合の再生出力）分布との相関を明確にした。なお、本実施例の垂直磁気記録媒体には垂直磁気記録媒体製膜時などにその角度位置（位相位置）が検出できるように、予め光学的マークを例えば図４０の７１０に示すように設け、この位置とインデック位置が略揃うように調整して垂直磁気記録媒体をメディアサーボライタに搭載した。ついで実施例１の図１１と同様に、図３９に示すように、バイアス記録電流、ＳＴＯ駆動電流及びＴＦＣ制御電力の適正化を行った。本実施例においては、バイアス記録電流をゾーン内で一定とし、ＳＴＯ駆動電流を調整するパラメータ制御を選定し、これらの記録パラメータをメディアサーボライタの所定のメモリ部に格納し、ヘッド駆動装置のレジスタにコピーし、実施例８と同様に垂直磁気記録媒体にセクタの特性に応じて最適の記録パラメータを用いてサーボ情報を記録し、サーボセクタ及びサーボトラックを構成した。最後に、サーボセクタの特性情報、垂直磁気記録媒体のサーボ中心を求めるためのパターンなどのサーボ関連情報、及び記録パラメータ情報を、必要に応じて垂直磁気記録媒体の所定の領域に記録した。これらのサーボ関連情報や記録パラメータ情報などは、例えば図４０に示すように、垂直磁気記録媒体３０のユーザによりデータが書き込まれるユーザデータ領域とは別に設けられた管理領域７００内のＤＩ（Disc Information）部７０１に記録させておくことができる。ファームウェア情報は、データとは別に中周の管理領域に記録されるが、本実施例では、この領域にＤＩ情報を記録した。なおこの管理領域は、最内周や最外周に設けてもよい。
【０１５４】
なお、同心円状に配置されるサーボ情報を記録する際に位置決めの基準となるシードパターン（ベースパターン）として数本ないし数百本程度のスパイラル状パターン（マルチスパイラルパターン）を本実施例のメディアサーボライタにより垂直磁気記録媒体に形成し、その垂直磁気記録媒体をＨＤＡもしくはＨＤＤに組み込み、該マルチスパイラルパタンを種として、それぞれＨＤＤサーボライタもしくはセルフサーボライト方式で、実施例１〜８のデータ記録時のように、セクタ毎に最適の記録条件でサーボ情報を形成してもよい。
【０１５５】
（磁気記憶装置及びその調整方法）
上記サーボ情報を具備した垂直磁気記録媒体２枚を本発明のマイクロ波アシスト磁気記録ヘッド４本とともに２．５型磁気記憶装置に搭載した。ここで垂直磁気記録媒体は、その位相位置検出用光学的マークを利用して、メディアサーボライタでサーボ情報を記録した時の回転基準位置（位相）を磁気記憶装置の回転基準位置（インデックス）に略合わせた。次いで磁気記憶装置の製造工程で、垂直磁気記録媒体、磁気ヘッド毎にサーボパターン記録時の前記ＤＩ情報及びサーボ情報を用い、垂直磁気記録媒体の芯出し、偏心補正、もしくは偏心非追従制御用の調整（実施例１０参照）、回転位相補正などを行なった後、さらに前記ＤＩ情報から前記記録パラメータ情報を読み込み、メモリ部に保管した。
【０１５６】
次いで実施例８と同様に、磁気記憶装置の最終製造工程で、サーボパターン記録時の上記記録パラメータを用い、セクタ毎に最適の記録パラメータを用いてマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドの７４７特性、スクウィーズ特性などの特性を評価し、最適のデータトラックプロファイル、線記録密度プロファイルを決定し、アダプティブフォーマットで所定の容量を有する磁気記憶装置を作成した。なお温度補正も実施例３〜７と同様に行なえるように調整した。これらサーボ関連及び温度関係の制御補正情報は、図４０に示したように、管理領域７００内の７０２部に、制御補正管理情報として記録した。なおこれらＤＩ情報、制御補正管理情報は装置起動時などに適宜読み出し、磁気記憶装置のメモリ部に記録して磁気記憶装置の動作制御に用いた。
【０１５７】
（効果）
従来技術の主磁極・補助磁極型垂直磁気記録方式では、垂直磁気記録媒体の外周及び内周側でフリンジ効果や書きにじみ、消しにじみが大きく、このためにメディアサーボライタの性能を上げても、５００ｋＴＰＩ程度以上のトラック密度用のサーボパターンを形成する事は極めて困難であった。
【０１５８】
これに対し、本実施例のマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドとセクタ毎の適正記録法とを組み合わせたメディアサーボライト方式により、垂直磁気記録媒体、サーボトラック及びセクタ毎の特性分布がなく、実施例８に比べてより均質な幅のサーボ情報を形成できた。また、サーボライトに用いるマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドを特性及び寸法が揃ったものにしたので、磁気ヘッドの寸法ばらつきを吸収するためのマージンを実施例８に比べ小さくでき、ＨＤＤに組み込むマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドのＳＴＯ幅及び再生素子幅を実施例８に比べより広く設計できた。以上により、実施例８に比べ、同期振動ＲＲＯを約５％低減でき、媒体間のばらつきもなく、５６０ｋＴＰＩと高いデータトラック密度を実現できた。さらに位置決め誤差を高くできたために、実施例８に比べ、磁気ディスク装置のスクウィーズ関連の製造不良率を２０％向上でき、磁気ヘッドの選別不良率も５ポイント向上できた。
【０１５９】
なお本実施例において、スピーカバイブレーション試験や回転振動試験での不良率は実質的にゼロにあり、環境温度−１０℃から＋６５℃の環境ストレス試験に対しても、実施例８などと同様に高い信頼性を有することが確認された。
【０１６０】
以上のように、マイクロ波アシスト磁気記録ヘッドとセクタ毎の適正記録法とを組み合わせたメディアサーボライト方式によりサーボ情報を記録することにより、多額の設備投資が必要なサーボトラックライタを用いることなく、従来技術に比べ格段に磁気記憶装置の性能、歩留りが高く、高品位のサーボ情報を具備した垂直磁気記録媒体を、低い製造コストで製造することが可能となった。
【０１６１】
〔実施例１０〕
本実施例では、実施例８で説明した垂直磁気記録媒体及び磁気記憶装置の製造方法において、マイクロ波アシスト磁気記録ヘッドをその記録トラック幅もしくはＦＧＬ素子幅のうち狭い方の幅よりも小さなピッチで移動することで高品位のサーボ情報を垂直磁気記録媒体に形成し、さらに該垂直磁気記録媒体を磁気記憶装置に搭載し、調整する方法について説明する。
【０１６２】
（サーボライト用及び磁気記録用マイクロ波アシスト磁気記録ヘッド）
図１９に示した構造において、サーボ情報記録用マイクロ波アシスト磁気記録ヘッドとして、記録磁極２２の幅Ｔwwを８０ｎｍ、ＦＧＬ幅ＷFGLを４５ｎｍ、再生素子幅Ｔwrを１５ｎｍとした磁気ヘッドを、また磁気記憶装置搭載用マイクロ波アシスト磁気記録ヘッドとして、Ｔwwを１００ｎｍ、ＷFGLを３７ｎｍ、Ｔwrを１５ｎｍとした磁気ヘッドを作成した。ＳＴＯは図２８の構造とした。本実施例の磁気記憶装置を組み立てるために、これらの磁気ヘッドの中から、特性分布を±０．５％以下とした磁気ヘッド選別試験用の高保磁力垂直磁気記録媒体と、磁気記録再生特性評価装置を用いてサーボライト用及び磁気記録用マイクロ波アシスト磁気記録ヘッドを以下のように選別した。
【０１６３】
なお、複数の磁気ヘッドを搭載する磁気記憶装置においては、搭載されたマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドのトラック幅にバラツキがあるため、位置決め時にサーボ情報の線形性を確保する上で必要な値以上に、サーボトラックピッチをデータトラックピッチに比べて小さくする必要がある。本実施例では、サーボ情報を瓦記録方式で記録するので、サーボトラックピッチをその限界値のデータトラックピッチにまで大きくできる。そのため、ＭＲＷをＴＰが大きくできた分の半分だけ広くすることが出来る。本実施例ではこの値を有する再生素子を選別して用いることにした。位置偏差に対するサーボ信号の線形性を確保することが重要である。そのため、一般にサーボパターンは極力トラック幅方向に詰めて記録され、従来技術では、５００ｋＴＰＩ以上のトラック密度で線形性を確保するためには、サーボトラックピッチとして、データトラックピッチよりも１５〜２０％程度小さなものを用いる必要があった。
【０１６４】
まず、ＷFGL３７ｎｍ、Ｔwr１５ｎｍ、Ｔww１００ｎｍを狙って作成した磁気ヘッドに対し、自ら形成したサーボ情報にトラッキングした状態でＴＦＣ投入電力、ＳＴＯ駆動電流、バイアス記録電流を調整して適宜情報の記録を行ない、ＬＤＰＣ符号を用いた非ＲＳチャネルによってセクタ毎に再生・復号処理を行なう機能を有する磁気記録再生特性評価装置を用いて、実施例１の図５〜８、図１４、１５などと同様に、マイクロ波アシスト磁気記録ヘッドの７４７特性、隣接スクウィーズ特性、マイクロトラックを評価し、磁気記憶装置搭載用マイクロ波アシスト磁気記録ヘッドとしてＭＷＷ３９ｎｍ、ＭＣＷ４２ｎｍ、ＭＲＷ１９ｎｍでエラーレートに優れたものを選別した。
【０１６５】
次いで、Ｔww８０ｎｍ、ＷFGL４５ｎｍ、Ｔwr１５ｎｍを狙って作成した磁気ヘッドに対して同様に選別を行ない、ＭＷＷ４７ｎｍ、ＭＣＷ５０ｎｍ、ＭＲＷ１９ｎｍでエラーレートに優れたものを選別した。
【０１６６】
（垂直磁気記録媒体とサーボ情報記録工程）
図１９に関して説明した垂直磁気記録媒体に対して、静磁気特性評価及びマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドを搭載した実施例１記載の記録再生特性評価装置を用いて記録再生特性評価を行い、その特性分布が±０．１ないし±５％（０．１％以上５％以下）で、欠陥がなく所定の性能のものを選別した。
【０１６７】
メディアサーボトラックライタに上記垂直磁気記録媒体を４０枚、偏心を抑えて搭載し、上記のＭＣＷ５０ｎｍ、ＭＷＷ４７ｎｍの幅広マイクロ波アシスト磁気記録ヘッドを用い、上記記録パラメータを用いて実施例１〜９と同様にセクタの特性を評価し、その特性に応じて、セクタ毎に少なくとも２種の記録条件から記録条件を選定し、垂直磁気記録媒体に目的とする磁気記憶装置のデータトラックピッチと同じ３８ｎｍのトラックピッチＴＰopで瓦記録方式により、実施例９と同様にサーボパターンを記録し、最後に垂直磁気記録媒体の記録特性のセクタ依存性などを必要に応じて所定の領域に記録し、本実施例の垂直磁気記録媒体とした。
【０１６８】
（磁気記憶装置及びその調整方法）
磁気記憶装置用に選別したマイクロ波アシスト磁気記録ヘッド６本と上記サーボパターンを具備した２．５”垂直磁気記録媒体３枚を、図４に示した磁気記憶装置に搭載し、以下の調整を行い、図４１に示す本実施例の磁気記憶装置とした。
【０１６９】
まず磁気記憶装置の製造工程で、垂直磁気記録媒体の芯出しを行う。しかし完璧な精度になるまで調整を行う事はコストが増加するため現実的ではなく、芯出し操作でも補正できない偏心量（数トラック分相当）が発生することは避けられない。そこで、図４１で、磁気ヘッド（ＨＳＡ）をクラッシュストップに押し当てた状態で垂直磁気記録媒体を回転させ、磁気ヘッドが各サーボセクタを通過する時の各サーボセクタ先頭位置の信号、すなわちメディアサーボライタで記録され、その中心が６０１であるサーボトラックSTW上に並んでいるサーボセクタの先頭座標を測定する。磁気ヘッドがこの座標位置を通過するように制御して記録再生を行えば、磁気ヘッドをほぼ一定の状態に固定したままでも、磁気記憶装置に組み込まれた垂直磁気記録媒体の回転中心６０１を中心としたサーボトラックHDD（図４１同心円状軌跡６０３）に忠実に追従した情報の記録再生が可能となる。このように偏心補正情報を用いる偏心非追従制御記録再生方式においては、従来技術でデータトラックを決めるサーボトラックはサーボトラックSTWではなく、サーボトラックHDDとなる。
【０１７０】
このことから理解できるように、磁気ヘッドが各サーボセクタを通過する時に検出される、上記サーボトラックSTWを構成する各サーボセクタ先頭位置のサーボ関連信号は、磁気ヘッドがサーボトラックHDDを追従するためのサーボ信号として使う事ができる。この信号には偏心変動成分以外に、サーボ情報記録時のメディアサーボライタの振動などのために、磁気記憶装置の回転周波数よりも高次の変動成分が含まれる。これらについては、サーボ帯域を回転周波数よりも低くして角度位置θkのサーボセクタＳkでの位置誤差信号ＰＥＳを求め、この信号を多数回積算し平均化することでサーボセクタＳk位置での偏心変動成分ＲＲＯL（θk）を、また所定のハイパスフィルタを通して多数回積算し平均化することで高次変動成分ＲＲＯH（θk）を求めることができる。なお、ハイパスフィルタのカットオフ周波数は回転周波数ｆ0の１〜２倍とした。ここで、制御信号の遅延による干渉に起因する過剰制御を防ぐために、ＲＲＯLとＲＲＯHをそれぞれ別々に制御する事が特に好ましい。
【０１７１】
以上の評価を各磁気ヘッド、各サーボトラックについて行い、図４２示すように、各サーボセクタ領域（番号）と対応させてＲＲＯL（θk）及び（ＲＲＯH（θk）信号を求め、サーボ信号の加減演算・制御用のパラメータテーブル（表７）として用いた。これらのパラメータは、各サーボセクタのサーボ領域のポストサーボ部にＲＲＯ関連情報として適宜記録してもよいし、またパラメータテーブルをシステム用のデータ領域や不揮発性メモリに保管し、適宜読み出し、必要に応じてメモリに記憶してＶＣＭによる位置決め制御を行なってもよい。
【０１７２】
さらにクラッシュストップに磁気ヘッド（ＨＳＡ）を押し付けた状態で垂直磁気ディスクを回転駆動し、磁気ヘッド及びサーボセクタ毎にクリアランス及び最適の記録再生パラメータ条件を明らかにし、磁気ヘッド毎にクリアランスとＴＦＣ投入電力との関係式を補正するとともに、表２ないし表６に示したような、サーボセクタ特性情報や記録再生パラメータなどを所定のパラメータテーブルとして不揮発性メモリに格納した。
【０１７３】
次いで製造試験工程で、サーボトラックHDDを基準情報として、実施例１などと同様に、磁気ヘッドのスクウィーズ特性、隣接干渉（ＡＴＩ）特性、７４７特性などの特性をデータセクタ毎に評価し、各磁気ヘッドのＭＣＷやスクウィーズ特性に応じてそれぞれ最適のデータトラックプロファイル及び線記録密度プロファイルを決定した。さらに、本実施例では、例えば最も性能（エラーレート）の悪い磁気ヘッドに対しては、ＢＰＩプロファイルを一水準下げ、その代わり最も特性のよいＢＰＩプロファイルを一水準上げて、全磁気ヘッドのエラーレートがほぼ同じになり、所定の面記録密度を満たすように各磁気ヘッドのＢＰＩプロファイル調整し、磁気記憶装置とした（アダプティブフォーマット）。
【０１７４】
なお、ＴＦＣプロファイルなどに関しては、必要に応じてゾーン間を近似式で補間してサーボトラックHDD毎に滑らかにＴＦＣを調整し、さらにサーボセクタ毎に上記のように条件を最適化して記録すれば最も好ましかった。また温度補正も実施例３〜７と同様に行なえるように調整した。
【０１７５】
上記偏心非追従制御記録再生方式においては、複数のトラックに跨ったサーボ情報を用いてデータトラックを正確に追従することになるので、サーボセクタ毎に記録条件を最適化して、垂直磁気記録媒体の周方向及び半径方向の特性ばらつきの影響を抑制し、サーボ情報の均質性を高めることが好ましかった。また本実施例の偏心非追従制御記録再生方式は、実施例９で述べたような方式でサーボ情報を記録した場合にも、同様の効果が認められた。
【０１７６】
（効果）
本実施例のメディアサーボライタによる瓦記録方式でのサーボ情報記録工程によれば、実施例９と同様に、複数のマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドのＦＧＬ幅の分布や位置決め誤差を吸収するための、サーボトラック境界部及びサーボトラック中央部におけるギャップ領域を狭くでき、高品位のシームレスサーボ情報をサーボトラック幅ほぼ一杯に無駄なく記録することができる。特にセクタ毎に最適な条件でサーボ情報を記録する方法との組み合わせによれば、セクタ毎に調整を行なわない方法に比べて、プリアンブル部やサーボバースト部におけるサーボ情報再生信号の品質を０．５ｄＢ程度改善でき、さらに位置決め信号のより高い線形性が得られ特に好ましかった。このため、本実施例の垂直磁気記録媒体を搭載した磁気記憶装置において、外部からの回転振動などが加わった時にも、読み間違いや書き損じによる回転待ちを無くすことができた。なお、瓦記録方式ではなく実施例９のような方式でサーボ情報を記録した場合には、信号品質を０．２ｄＢ程度改善できた。
【０１７７】
更に、高品質のサーボ情報を記録できるメディアサーボライタにより形成したサーボ信号に僅かに残る高次変動の補正も行ないつつ垂直磁気記録媒体の回転に関連する同期、非同期振動を原理的に抑制できる、回転中心を中心としたデータトラックHDDにマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドを追従せしめる本実施例の方法により、データトラックHDD、データセクタ毎に記録条件を適正化して記録再生を行うことで、位置決め条件、記録条件ともほぼ理想的な状態で情報を記録することができた。更に、別の垂直磁気記録媒体の記録面に記録再生すべく磁気ヘッドを切り替える場合があるときに、磁気ヘッドが（組立時に別の偏心状態となっている垂直磁気記録媒体の）サーボトラックSTWに追従するまで待機する必要がなく、特に複数の垂直磁気記録媒体を有する磁気記録装置においても高速アクセスが可能で、実施例１〜９の磁気記憶装置や従来の垂直磁気記録方式の装置に比べ、パフォーマンスを２〜８％改善でき、特に好ましかった。
【０１７８】
また、本実施例の垂直磁気記録媒体を磁気記憶装置に搭載し、補正情報ＲＲＯL及びＲＲＯHを圧縮して磁気記憶装置の不揮発性メモリ部５１９に格納し、装置起動時に復調してメモリ部５１８に記憶して用いることで、１ポイント程度のフォーマット効率向上と磁気記憶装置の負荷低減を実現できた。なお、環境温度−５℃から＋６５℃の環境ストレス試験に対しても、実施例９などと同様に高い信頼性を有することも確認された。
【０１７９】
〔実施例１１〕
本実施例では、瓦記録方式対応のサーボパターン、そのサーボパターンを記録した垂直磁気記録媒体、及び磁気記憶装置について説明する。
【０１８０】
（磁気記憶装置及びその調整方法）
実施例１０で説明したマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドと、サーボ情報を記録していない消磁状態の垂直磁気記録媒体を、それぞれ２．５型、３．５型磁気記憶装置に組み込み、実施例１〜９と同様に、ただしサーボ情報は実施例１０と同様の瓦記録方式で記録し、同様の調整を行い、瓦記録方式の磁気記憶装置とした。
【０１８１】
（効果）
磁気記憶装置に搭載したマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドのＦＧＬ幅にバラツキがあるが、瓦記録方式により、幅広のＦＧＬでセクタ毎に記録条件を最適化して記録再生を行なうことにより、最適化しない場合に比べ、ＦＧＬ幅のばらつきによらず記録データのエラーレートを０．３桁高くでき、結果として、データの記録をセクタ毎に最適化しない場合に比べ、同じ容量の場合には、磁気ヘッド及び装置歩留りをそれぞれ４ポイント、２ポイント程度高くできた。
【０１８２】
〔実施例１２〕
サーボ情報を記録していない垂直磁気記録媒体を磁気記憶装置に組み込んで、実施例８で説明した方法でサーボ情報を記録した磁気記憶装置において、実施例１０の偏心非追従制御記録再生方式で記録再生を行う磁気記憶装置について、磁気ディスク装置を例に説明する。
【０１８３】
（磁気記憶装置及びその調整方法）
ＨＤＡもしくはＨＤＤに垂直磁気記録媒体を組み込んでサーボトラックライタ（ＳＴＷ）もしくはセルフサーボライト（ＳＳＷ）方式でサーボ情報を記録し、サーボトラックSTWを形成した実施例８の磁気記憶装置においては、サーボ信号の強度や幅に関する分布は改善できるが、実施例９で説明したメディアサーボライタとは異なり、スピンドルモータ機構系やＨＧＡの振動などを抑制できず、回転周波数ｆ0よりも高い周波数成分を有する位置分布がサーボ情報に含まれてしまう。そこで本実施例においては、この位置分布の影響を緩和するために、実施例８で製造した磁気記憶装置において、実施例１０の偏心非追従制御記録再生方式により、以下のように記録再生を行った。
【０１８４】
まず、磁気ヘッドで上記サーボトラックSTWを構成する各サーボセクタ先頭位置のサーボ関連信号を検出し、低次、中次、高次の位置信号分布をそれぞれ以下のように抽出する。すなわち、まず信号を平均化し、さらにトラック間ピッチも評価することで角度位置θkのセクタＳk位置における低次変動成分ＲＲＯL（θk）を、さらに所定のバンドパスフィルタを通した信号を通した信号を平均化することで中次変動成分ＲＲＯM（θk）を、またハイパスフィルタを通した信号を平均化することで高次変動成分ＲＲＯH（θk）を求めた。本実施例では、ＲＲＯL（θk）を０〜１．５ｆ0の信号成分から、ＲＲＯM（θk）を１．５ｆ0〜１０ｆ0の信号成分から、ＲＲＯH（θk）を１０ｆ0〜１００ｆ0の信号成分からそれぞれ抽出した。
【０１８５】
ここで本来であればＲＲＯL（θk）成分は、サーボ情報を記録していない垂直磁気記録媒体を磁気記憶装置に組み込んでサーボ情報を記録する場合には存在しないはずであるが、ＳＳＷのようにサーボ信号を自己伝播する場合には、記録時の熱膨張や再生ヘッドの位置感度変動などのために０〜ｆ0の低周波周波の変動成分が含まれることもあり、その除去対策として本パラメータを取り入れた。また、中次変動成分ＲＲＯM（θk）はボイスコイルモータ（ＶＣＭ）が発生するトルク外乱起因の変動成分（トルクノイズ）に相当し、高次変動成分ＲＲＯH（θk）は機構系の共振起因の振動成分に相当する。本実施例では、実施例１０と同様に、これらの制御信号の遅延による干渉に起因する過剰制御を防ぐために、ＲＲＯL、ＲＲＯM、ＲＲＯHをそれぞれ別々に制御した。これらのパラメータは実施例１０の表７と同様に、各サーボセクタ領域（番号）と対応させてサーボ制御用パラメータテーブルとして、不揮発性メモリに圧縮して保管し、装置起動時に復調してメモリ部５１８に記憶してＶＣＭによる位置決め制御を行ない、データセクタ毎にそのデータセクタの特性に応じて少なくとも２種の記録条件から記録条件を選定して記録再生を行なった。
【０１８６】
なお、機構系の振動成分には約１５ｆ0、約４０ｆ0程度のものがあるので、１０ｆ0〜１００ｆ0の信号成分ＲＲＯH（θk）を１０ｆ0〜３０ｆ0のＲＲＯH1（θk）と３０ｆ0〜１００ｆ0のＲＲＯH2（θk）の２つにさらに分割し、同様に評価して、パラメータを保管し、適宜制御に用いれば更に好ましかった。
【０１８７】
（効果）
実施例８で説明した方法でサーボ情報を記録した磁気記憶装置においては、サーボ信号は従来技術で形成したものとは異なり、サーボ信号の強度やトラック幅に関する分布を低減できるが、サーボ情報記録時に、磁気ヘッド再生素子の感度変動、ＶＣＭトルクノイズ、機構系振動などによる変動成分が記録されてしまうことに対して対処できなかった。
【０１８８】
これに対し、実施例８の磁気記憶装置に対して、サーボトラックにおけるサーボ情報の高次変動成分を本実施例のように補正して位置情報を制御し、更にセクタ毎に記録パラメータを適正化して記録再生を行うことにより、実施例８に比べ、位置信号の帯域を３領域、４領域に分割して制御した場合に、それぞれ磁気ヘッドの不良率を１０％、１５％、及び磁気記憶装置の不良率をそれぞれ３０％、４０％程度低減でき、高い効果が得られた。さらに実施例１１と同様に、パフォーマンスを実施例８に比べ、それぞれ５％、７％程度改善でき、特に好ましかった。
【０１８９】
従来は帯域を３ないし４領域に分離し、それぞれの変動を別々に補償、制御しようとすると、膨大な量の制御パラメータが必要で、これらを垂直磁気記録媒体のＲＲＯフィールドに保管する場合にはフォーマット効率の低下を招き、現実的ではなかった。しかし、本実施例の方式でサーボ情報を記録した場合には、サーボ信号の品質が向上するだけでなく、変動の絶対値も小さくなるので、上記情報の必要メモリ容量を小さくできた。このため、本実施例において、パラメータテーブルを圧縮して実施例１１と同程度の容量の不揮発性メモリに保管することができ、フォーマット効率を実施例１１と同様に１ポイント程度向上することが可能となった。またフォーマット効率拡大分を記録密度緩和に振り向けることで、動作マージンや歩留りを２ポイント程度拡大できた。
【０１９０】
また実施例８に比べ、上記変動情報を格納する不揮発性メモリやメモリ追加分のコストが上がってしまうが、磁気ヘッド及び磁気記憶装置の歩留まりが向上するため、トータルとしてのコストの削減が可能となり、実用上好ましかった。
【０１９１】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である
【符号の説明】
【０１９２】
０２：熱膨張素子部（ＴＦＣ）
１２：センサ素子
２２：第１の記録磁極
２４：第２の記録磁極
２６：ＳＴＯ発振制御磁界
３０：垂直磁気記録媒体
４０：高周波発振素子部（ＳＴＯ）
４１：高周波磁界発生層（ＦＧＬ）
４３：スピン注入層
４５：高周波磁界
５０：スライダ
１００：磁気ヘッド走行方向
１３０：垂直磁気記録媒体
５００：スピンドルモータ
５０５：ＨＧＡ（Head Gimbal Assembly）
５０６：ＨＳＡ（Head Stack Assembly）
５２２：ＶＣＭ（Voice Coil Motor）
６０１：メディアサーボライタで記録されたサーボトラックの中心
６０２：ＨＤＤに組み込んだ垂直磁気記録媒体の回転中心
１１０１：クラッシュストップ
１１０２：ＨＤＡ（Head Disk Assembly）
１１０３：ＳＴＷ（Servo Track Writer）駆動制御部
１２０１：Ｈｅ密閉カバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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