(57)【要約】【課題】  磁気により情報を記録・再生する記録装置に関し、とくに孤立した磁性ドットを形成した磁気記録媒体の欠陥を検査する欠陥検査装置を提供する。【解決手段】  本発明は、孤立した磁性ドットからなる磁気記録媒体の欠陥を検査する欠陥検査装置であって、移動ステージに固定され、磁界を印加して磁気記録媒体上の磁性ドットを一方向に磁化させる手段と、該磁界の強度を制御する手段と、印加磁界の磁気記録媒体面に対する磁界入射角度を変化させる手段と、磁界印加後、再生ヘッドによって読み取った出力波形から磁気記録媒体の欠陥を判定する手段と、を備えたことを特徴とする磁気記録媒体の欠陥検査装置に関する。【選択図】図１
2010015620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
孤立した磁性ドットからなる磁気記録媒体の欠陥を検査する媒体欠陥検査装置であって、
磁界を印加して前記磁気記録媒体上の磁性ドットを磁化させる磁界印加手段と、
前記印加磁界とその方向を制御する印加磁界強度制御手段と、
前記印加磁界の前記磁気記録媒体面に対する磁界入射角度を変化させる磁界入射角度制御手段と、
前記印加磁界を切断後、前記磁気記録媒体から信号を読み出された信号から欠陥ドットの判定を行う欠陥判定手段と、
を備えたことを特徴とする媒体欠陥検査装置。
【請求項２】
前記磁界印加手段を固定した移動ステージは、さらに、前記磁界入射角度を制御するチルト機構を備えたことを特徴とする請求項１に記載の媒体欠陥検査装置。
【請求項３】
前記磁界印加手段は、前記磁気記録媒体に対して上下に分割配置された２つの要素から構成され、前記磁界入射角度制御手段は、記録媒体面内方向における前記２つの構成要素間の相対的な位置関係をずらすことによって前記磁界入射角度を変化させることを特徴とする請求項１に記載の媒体欠陥検査装置。
【請求項４】
孤立した磁性ドットからなる磁気記録媒体の欠陥を検査する媒体欠陥検査方法であって、
磁界を印加して前記磁気記録媒体上の磁性ドットを一方向に磁化させるステップと、
前記一方向に磁化された磁性ドットの磁化の向きとは逆向きの磁界を所定磁界強度で印加するステップと、
前記印加磁界を切断後、再生ヘッドによって前記磁気記録媒体から信号を読み出し、該読出し信号から欠陥ドットの判定を行うステップと、
を有することを特徴とする媒体欠陥検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気により情報を記録・再生する記録装置に関し、とくに孤立した磁性ドットを形成した磁気記録媒体を用いる磁気ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高記録密度を実現する技術として、ビットパターンド媒体（ＢＰＭ：Bit Patterned Media ）を用いる記録技術が期待されている。ＢＰＭは、ディスク上に孤立した磁性ドットを形成し、この磁性ドットを情報単位（ビット）とする。この場合、加工精度の限界から、孤立した磁性ドットを形成する上でドットの大きさや形にバラツキが生じる。基準のサイズや形から外れたドットは、磁気特性が基準値からズレることにもなり、こうしたドットに対するデータの記録はエラーを生じることになる。
【０００３】
このため、許容範囲を超えて基準のサイズや形から外れたドットは、欠陥ドットとして取り扱うこと、つまり、予め欠陥ドットを検出し、これを使用しないように磁気ディスク装置内に欠陥ドットの位置を登録することが必要になる。
【０００４】
ＢＰＭでは、ドットのサイズや形、あるいはドットに加わる磁界の角度に応じて、そのドットの磁化反転のしやすさが変わるため、あるドットを欠陥と判定するには、個々のドットの保磁力などを磁界入射角度や磁界強度に応じて評価できることが望ましい。
【０００５】
図９に示すように、直方体ドットに印加される磁界の入射角度φに応じて保磁力（保磁力Ｈｃ／異方性磁界Ｈｋとして規格化）は変化する。なお、図では、代表的に方位角θが０°の場合を示しているが、ドットの長辺方向に平行に印加される場合（θ＝０°）や短辺方向に平行に印加される場合（θ＝９０°）によっても、保磁力の磁界入射角度の依存性は変化する。
【０００６】
磁気記録媒体上で信号を書き込む場合、信号を書き込むトラックに隣接するトラックも記録ヘッドからの漏れ磁界を感じる。漏れ磁界が隣接トラックに入射する角度は、磁気記録媒体に垂直ではなく、斜めになっていると考えられ、その漏れ磁界の影響を受けて隣接トラックの磁性ドットが反転することが懸念される。そのため、磁性ドットが、磁界の強度や入射角度に応じてどのように反転しやすいかという性質を検査することが、つとに重要となる。
【０００７】
従来技術では、連続膜からなる磁気記録媒体において、一端、データを磁気ヘッドで書込み、書き込んだデータが正しく再生ヘッドで読出し、再生の可否を確認することにより、欠陥の検出を行う技術が開示されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００８】
しかしながら、上述してきたように、ドットのサイズや形、あるいはドットに加わる磁界の角度に応じて、そのドットの磁化反転のしやすさが変化するＢＰＭにおいては、媒体の欠陥を判定する適正な方法が未だない。
【特許文献１】特開２００４−１９９７３３号公報
【特許文献２】特開２００５−１８８２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、ＢＰＭにおける磁性ドットに対して、磁界強度および磁界入射角度をパラメータとして磁性ドットの欠陥を検査する装置および方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第一の発明は、孤立した磁性ドットからなる磁気記録媒体の欠陥を検査する媒体欠陥検査装置であって、磁界を印加して前記磁気記録媒体上の磁性ドットを磁化させる磁界印加手段と、前記印加磁界とその方向を制御する印加磁界強度制御手段と、前記印加磁界の前記磁気記録媒体面に対する磁界入射角度を変化させる磁界入射角度制御手段と、前記印加磁界を切断後、前記磁気記録媒体から信号を読み出された信号から欠陥ドットの判定を行う欠陥判定手段と、を備えたことを特徴とする媒体欠陥検査装置に関する。
【００１１】
すなわち、第一の発明によれば、媒体欠陥検査装置は、移動ステージに固定された磁界印加手段が、磁界を印加して磁気記録媒体上の磁性ドットを一方向に磁化させ、印加磁界強度制御手段が、その一方向に磁化された磁性ドットの磁化の向きとは逆向きの磁界を所定磁界強度で印加し、磁界入射角度制御手段が、印加磁界の磁気記録媒体面に対する磁界入射角度を変化させ、欠陥判定手段が、印加磁界を切断後、再生ヘッドによって磁気記録媒体から信号を読み出し、該読出し信号から欠陥ドットの判定を行う構成とすることによって、磁界強度および磁界入射角度に応じた磁性ドットの磁化反転のしやすさを評価することで欠陥ドットを正確に捉えることができ、ＢＰＭにおける欠陥検査の精度を大幅に向上させることが可能となる。
【００１２】
第二の発明は、前記磁界印加手段を固定した移動ステージは、さらに、前記磁界入射角度を制御するチルト機構を備えたことを特徴とする上記第一の発明に記載の媒体欠陥検査装置に関する。
【００１３】
すなわち、第二の発明によれば、ＸＹ移動ステージに固定された磁界印加手段（電磁石）が、該ステージにチルト機構を備える構成とすることによって、磁気記録媒体に対する磁界入射角度を容易に変化させることが可能となる。
【００１４】
第三の発明は、前記磁界印加手段は、前記磁気記録媒体に対して上下に分割配置された２つの要素から構成され、前記磁界入射角度制御手段は、記録媒体面内方向における前記２つの構成要素間の相対的な位置関係をずらすことによって前記磁界入射角度を変化させることを特徴とする請求項１に記載の媒体欠陥検査装置に関する。
【００１５】
すなわち、第三の発明によれば、磁界印加手段を磁気記録媒体面に対して上下に分割配置する構成とすることによって、それぞれの磁界印加手段を相対的に位置をずらす制御が可能となり、磁気記録媒体に対する磁界入射角度を容易に変化させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上、上述した本発明によれば、磁界入射角度に応じた磁性ドットの磁化反転のしやすさを評価項目として欠陥ドットを検査することが可能となり、検査精度を向上させることができ、こうした欠陥検査精度の向上によって、記録媒体およびこれを用いた磁気ディスク装置の信頼性を高めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面にもとづいて本発明の実施形態を説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施の形態になる磁気記録媒体の欠陥検査装置の基本構成を示す。磁気記録媒体１は、磁気ディスク装置において使用されるのと同様にスピンドルモーター２により回転制御される。
【００１９】
磁界印加手段３は、電磁石として実現されるものであり、磁気記録媒体１に対して磁界を印加するものである。磁界印加手段３は、移動ステージ４上に搭載され、移動ステージ４では、ＸＹ軸方向の移動と傾きが調整される。また、移動ステージ４は、移動ステージ制御部１０１により移動が制御され、また、その移動目的位置の設定は、システム制御部１００によりなされる。これにより、磁気記録媒体１面上の任意の位置に磁界を印加することが可能となる。
【００２０】
磁界印加手段３により磁気記録媒体１に印加される磁界強度は、印加磁界強度制御部１０２により制御される。具体的には電磁石に通電する電流値が制御される。印加磁界強度の設定はシステム制御部１００によりなされる。これにより、所定の強度の磁界が磁気記録媒体１に印加することが可能となる。
【００２１】
また、システム制御部１００は、予め設定された磁界入射角を変化させる回転量に基づいて、移動ステージ制御部１０１を介して移動ステージ４のチルト角を制御し、磁界印加手段３と磁気記録媒体１との相対的角度関係を形成する。これにより、印加磁界の磁気記録媒体１に対する入射角度を所定の角度に制御することが可能となる。
【００２２】
ボイスコイルモータ６によって磁気記録媒体１の所定位置まで移動する磁気ヘッド５により、磁気記録媒体１上の磁化状態が検出され、再生信号処理部１０３において磁化状態が再生信号として得られる。そして、欠陥ドット検出処理部１０４において該再生信号を期待される信号と比較することによって、欠陥ドットの判定、検出が行われる。
【００２３】
図２は、本発明の実施の形態になる磁界印加手段の回転方向と磁気記録媒体との関係を表す模式図である。
【００２４】
基本位置においては、磁界印加手段３により磁気記録媒体１に印加される磁界は、磁気記録媒体１に対して垂直に印加される。移動ステージ制御部１０１を介して移動ステージ４のチルト角を制御することにより、印加磁界の向き（磁界入射角度）が磁気記録媒体１に対して垂直からずれるように制御される。図２に示すように、Ｒ１を回転軸とする回転と、Ｒ２を回転軸とする回転とが実現される。
【００２５】
図３は、本発明の実施の形態になる磁界印加手段の回転制御による磁界斜め入射例を示す。実施例は、図１における移動ステージ４がチルト回転したときの磁界の斜め入射の様子を示している。図３（ａ）は、図２における回転軸Ｒ１に沿って回転させた場合に磁気記録媒体１に印加される磁界の向きを示し、図３（ｂ）は、回転軸Ｒ２に沿って回転させた場合に磁気記録媒体１に印加される磁界の向きを示している。
【００２６】
図４は、本発明の実施の形態になる上下に分離させた磁界印加手段によって磁界を斜め入射させる構成例を示す。本実施例は、図２とは異なる磁界入射角度を制御する別の例を示す。図に示すように、磁界印加手段３は、磁気記録媒体１を挟んで上下に位置する２つの要素、下部電磁石３１と上部電磁石３２として構成される。磁気記録媒体１の上部に位置する磁界印加手段の構成要素（上部電磁石３２）は、上部電磁石ＸＹステージ３０によって下部電磁石３１とは独立した移動を可能にしている。
【００２７】
図５は、本発明の実施の形態になる上下に分離させた磁界印加手段による磁界の斜め入射例を示す。図５（ａ）は、磁気記録媒体１の円周方向に上下電磁石をずらせた場合を示し、また、図５（ｂ）は、磁気記録媒体１の半径方向に上下電磁石をずらせた場合を示している。このように、分離電磁石の位置を互いにずらすことによって、磁気記録媒体１に対して斜めに磁界を印加することが可能となる。
【００２８】
図６は、本発明の実施の形態になる媒体欠陥検査の動作フローを示す。まず、ステップＳ１１において、磁気記録媒体（ＢＰＭ）を一様な垂直磁界中に置き，磁気記録媒体１全面に垂直に磁界を印加して、磁気記録媒体１上の全ての磁性ドットを一方向に磁化させて、初期化する。磁気記録媒体１全面への磁界印加は、例えば、図１に示したように磁界印加手段（電磁石）３を移動させ、さらに磁気記録媒体１を回転させることにより可能である。
【００２９】
なお、本実施例では、電磁石を例に示したが、磁気記録媒体１全面に磁界を印加することのできる大きさの永久磁石を用いることによっても磁化させることが可能である。但し、この場合には、磁界強度は磁気記録媒体１とのギャップで調整し、磁界方向はＮ／Ｓ極の取り付けの向きを変えて設定することとなる。
【００３０】
具体的には、磁気記録媒体１の記録面に対して垂直な磁界が印加されるよう磁気記録媒体１の両側に永久磁石を設置する。磁気記録媒体１上の全ての磁性ドットが一方向に磁化されるように、永久磁石と磁気記録媒体とのギャップを小さくしていく。磁性ドットを磁化させた後は、永久磁石を磁気記録媒体１から遠ざける。このようにしてステップＳ１１の初期化が可能となる。
【００３１】
つぎに、ステップＳ１２において、図１に示したように磁界印加手段（電磁石）３を移動させ、さらに磁気記録媒体１を回転させることにより磁気記録媒体１の全ドットに対して、上記一方向に磁化された磁性ドットの磁化の向きとは逆向きの磁界として、磁界強度Ｈを磁界入射角度φで印加する。そして、ステップＳ１３において、前記印加磁界を０とする。
【００３２】
ステップＳ１４において、磁気記録媒体１から磁気ヘッド５によって再生信号を読み出し、該読出し信号から欠陥ドットの判定を行う。欠陥ドットと判定されたものは不良リストとしてシステム制御部の記憶部（図に示していない）に登録される。
【００３３】
つぎに、ステップＳ１５において、印加磁界設定値を所定の増分（ΔＨ）だけ増やす。そして、ステップＳ１６において、印加磁界強度が、所定の上限値に達したか否かを判定する。なお、磁界強度の上限値の判定は、後に述べる図７の磁化反転判定の定義テーブルを参照して行われる。
【００３４】
印加磁界強度が所定上限値に達していなければ、ステップＳ１１に戻り、印加磁界強度が所定上限値に達していれば、ステップＳ１７において、磁界入射角度φを所定の増分だけ増やす。そして、ステップＳ１８において、磁界入射角度φは全て実行されたかを判定する。所定上限角度に達すれば、一連の検査処理は終了となる。
【００３５】
また、所定上限角度に達していなければ、印加磁界強度を所定初期値に戻してステップＳ１１に戻って以降の処理を繰り返す。
【００３６】
上述した媒体欠陥検査の動作フローにおける欠陥ドットの判定は、以下の磁化反転判定定義テーブルにしたがって行われる。
【００３７】
図７は、本発明の実施の形態になる磁気記録媒体の欠陥検査における磁化反転判定の定義テーブルを示す。磁化反転判定の定義テーブルは、入射角度（ｄｅｇ．）と磁界強度（Ｏｅ）をパラメータにしたときのドット単位の磁化反転の設計値が定義されたものである。○は磁化反転を示し、×は磁化反転なしの状態を示している。
【００３８】
一般に、磁性ドットを含めて磁性材料は、図９に述べたように、保磁力（磁化の反転に必要な磁界の目安となる量）が磁界の入射角度に依存するという性質をもっている。この性質から、図６のフローにおいて、ステップＳ１１でおこなう一方向の磁化に対して、逆向きの磁界を印加することによって磁性ドットの磁化が反転するかどうかを、印加磁界の強度と印加磁界の入射角度に応じて判断することができる。
【００３９】
つまり、図７に示すような磁化反転判定表として表わすことができる。磁化反転判定の定義テーブルは、入射角度（ｄｅｇ．）と磁界強度（Ｏｅ）をパラメータにしたときのドット単位の磁化反転の設計値が定義されたものである。○を記した入射角度と磁界強度の組で磁界が印加された場合においては、ドットが磁化反転すべきであることを示し、一方、×の場合、磁化反転してはいけない状態（磁化反転した場合は欠陥と判定されること）を示している。
【００４０】
この表により、図６のステップＳ１２において印加した磁界に関して、磁性ドットが反転してはいけないか、反転すべきかが分かる。反転してはいけない場合の読出し信号の波形、あるいは反転すべき場合の読出し信号の波形を期待信号波形とし、ステップＳ１４で得られた読出し信号波形と該期待信号波形とを比較し、該期待信号波形と一致しない箇所を検出することにより、欠陥ドットが判定される。
【００４１】
図８は、本発明の実施の形態になる媒体欠陥を検出する読出し信号波形を示す。ケースＡは、図７の磁化反転判定表における、反転してはいけない（×印）場合に対応しており、期待波形は負の値をとるのに対して、欠陥ドットは正の値となる。波形のピーク位置から欠陥ドットの位置が判明することとなる。また、ケース２は、図７の磁化反転判定表における、反転すべき（○印）場合に対応するもので、ケースＡの場合とは、極性（正負）の関係が逆になる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態になる磁気記録媒体の欠陥検査装置の基本構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態になる磁界印加手段の回転方向と磁気記録媒体との関係を表す模式図である。
【図３】本発明の実施の形態になる磁界印加手段の回転制御による磁界斜め入射例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態になる上下に分離させた磁界印加手段によって磁界を斜め入射させる構成例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態になる上下に分離させた磁界印加手段による磁界の斜め入射例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態になる媒体欠陥検査の動作フローを示す図である。
【図７】本発明の実施の形態になる磁気記録媒体の欠陥検査における磁化反転判定の定義テーブルを示す図である。
【図８】本発明の実施の形態になる媒体欠陥を検出する読出し信号波形を示す図である。
【図９】磁性ドットの保磁力の磁界入射角度依存性を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  磁気記録媒体
２  スピンドルモータ
３  磁界印加手段（電磁石）
４  移動ステージ
５  磁気ヘッド
６  ボイスコイルモータ
３０  上部電磁石ＸＹステージ
３１  下部電磁石
３２  上部電磁石
１００  システム制御部
１０１  移動ステージ制御部
１０２  印加磁界強度制御部
１０３  再生信号処理部
１０４  欠陥ドット検出処理部
【図１】
2010015620.tif 000003
【図２】
2010015620.tif 000004
【図３】
2010015620.tif 000005
【図４】
2010015620.tif 000006
【図５】
2010015620.tif 000007
【図６】
2010015620.tif 000008
【図７】
2010015620.tif 000009
【図８】
2010015620.tif 000010
【図９】
2010015620.tif 000011