(57)【要約】【課題】Ｃ／Ｎやトラッキングサーボ精度、あるいはＰＲＭＬ方式におけるエラーレートなどに影響を与える磁性層厚みむらを精度良く評価する磁気記録媒体の評価方法を提供する。【解決手段】磁気記録媒体に信号を記録再生し、再生信号の大きさから前記磁気記録媒体の磁性層厚みを測定する磁性層厚み測定方法において、前記再生信号を検出するサンプリング間隔が、磁性層上の長さで０．５ｍｍ以下であることを特徴とする。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気記録媒体に信号を記録再生し、再生信号の大きさから前記磁気記録媒体の磁性層厚みを測定する磁気記録媒体の評価方法において、前記再生信号を検出するサンプリング間隔が、磁性層上の長さで０．５ｍｍ以下であることを特徴とする磁気記録媒体の評価方法。
【請求項２】
磁気記録媒体に信号を記録する記録ヘッドと、前記信号を再生する再生ヘッドと、該再生ヘッドからの再生出力を所定の間隔でサンプリングする手段と、サンプリングされた再生出力の大きさに基づいて前記磁性層の厚みを演算する演算装置とを備えた磁性層厚み測定装置であって、前記所定の間隔が、磁性層上の長さで０．５ｍｍ以下であることを特徴とする磁気記録媒体の評価装置。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体の評価方法および評価装置に関し、特に短周期の厚みむらを解析することによって磁気記録媒体の品質に与える厚みむらの影響を評価できるようにするとともに、厚みむらの発生原因分析を容易にする方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録媒体の磁性層厚みは電磁変換特性に影響する基本的な因子の一つとして、従来よりさまざまな方法で測定されてきた。一般的には、一定枚数重ねた、磁性層を含む磁気記録媒体の厚みをマイクロメータで測定し、次に磁性層を剥離した磁気記録媒体を重ねて同様に測定し、その両者の値の差から、磁性層の厚みを測定したり、磁性層の一部を剥離した試験片を作成し、露出した支持体面と磁性層表面との段差を触針式段差計で測定する方法などが取られる。しかし近年の高線記録密度化にともない、磁気記録層の下に非磁性下層を設けた重層記録膜の構成を取る手法が主流となり、前記方法では磁性層単独の厚みを測定することが困難となった。
【０００３】
これを解決する方法として、１つは磁気テープ断面の電子顕微鏡画像を撮影、解析する方法（特許文献１）がある。これは、磁気テープの超薄切片試料を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を使用して高倍率で観察および撮影し、断面写真上で目視にて判断した磁性層と下層との界面および磁性層表面から、磁性層厚みに相当する部分を実測して得られた厚みデータを使って、平均磁性層厚みや、その標準偏差を求めるものである。
【０００４】
また別の方法としては、再生出力の大きさから厚みに換算する方法がある。この方法は、磁性層厚みの４倍程度以上の波長で記録された信号の再生出力の大きさが、磁性層厚みにより変化する性質を利用したものであるが、磁性層厚み以外に磁性層の磁気特性や磁性層と再生ヘッドとのスペーシングによっても再生出力の大きさが変化する点に注意が必要である。そのため、長短２種類の波長の再生出力を測定することによってスペーシングの影響を排除する方法（特許文献２）などが提案されている。
【特許文献１】特開２００１−１３４９１９号公報
【特許文献２】特開２００４−３３５０５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
最近になって、平均的な磁性層厚みだけではなく磁性層厚みの様々な周期の変動が、種々の電磁変換特性に影響を及ぼすことがわかってきた。この点に関して上述の（特許文献１）の方法は、非常に細かいピッチで厚みデータが得られるものの、測定に手間が掛かるため長いスパンに渡って測定することが難しい（上限は数十μｍ）。また、目視によるデータ収集であるため、得られた磁性層厚みデータに含まれる厚み変動成分の周期を求めることも困難で、厚みむらを磁性層厚みの標準偏差で評価するに留まっていた。したがって厚みむらの発生要因を特定するために、厚みむらの周期解析等を行うこともなされていなかった。さらにごく限られたエリアの厚み情報しか得られないため、磁気テープ全体の状況を把握するのが難しい。一方、（特許文献２）の方法は長いスパンに渡って厚みを測定できるため、磁気テープ全体にわたる磁性層の厚み管理という点では有用であるが、もっぱら平均的な磁性層厚みデータを得るためにしか利用されず、様々な周期の磁性層厚み変動を測定するために細かいピッチで厚みデータを収集することは行われていなかった。
【０００６】
本発明は、長いスパンにわたって細かいピッチで磁性層の厚みデータを収集し、様々な周期の磁性層厚み変動を捉えることと、簡便な測定方法によって広いエリアからデータを収集し磁気テープ全体の状況を容易に把握することにより、磁性層厚みむらの低減の検討、Ｃ／Ｎやトラッキングサーボ精度、あるいはＰＲＭＬ方式におけるエラーレートなどの電磁変換特性向上の検討が可能な、磁気記録媒体の評価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】
【０００７】
磁気記録媒体に信号を記録再生し、再生信号の大きさから前記磁気記録媒体の磁性層厚みを測定する磁気記録媒体の評価方法について、本発明者らは鋭意検討した結果、長いスパンにおいて、再生信号を検出するサンプリング間隔を従来まったく着目されなかったほどの細かい間隔で行うことにより、電磁変換特性に影響する磁性層の厚みむらの検出や厚みむら低減のための検討が可能になることをはじめて見出した。すなわち本発明は以下の構成からなる。
磁気記録媒体に信号を記録再生し、再生信号の大きさから前記磁気記録媒体の磁性層厚みを測定する磁気記録媒体の評価方法において、前記再生信号を検出するサンプリング間隔が、磁性層上の長さで０．５ｍｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
再生信号を検出するサンプリング間隔が、磁性層上の長さで０．５ｍｍ以下であるために、Ｃ／Ｎやトラッキングサーボ精度、あるいはＰＲＭＬ方式におけるエラーレートなどの電磁変換特性に影響を与える、厚みむら成分を検出できる。また、長尺にわたり厚みむらデータを得ることができるので、厚みむらの周波数解析が可能となり、厚みむら要因を分析し、厚みむらを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の、磁気記録媒体に信号を記録再生し、再生信号の大きさから前記磁気記録媒体の磁性層厚みを測定する磁気記録媒体の評価方法においては、前記再生信号を検出するサンプリング間隔が、磁性層上の長さで０．５ｍｍ以下であることが好ましい。サンプリング間隔が、磁性層上の長さで０．５ｍｍ以下であることが好ましいのは以下の理由による。
【００１０】
磁性層の厚みむらの電磁変換特性への影響については、大きく３つのケースが考えられる。
（１）近傍ノイズへの影響
（２）トラッキングサーボへの影響
（３）ＰＲＭＬ方式におけるRead回路AGCアンプへの影響
【００１１】
（１）は、近傍ノイズへの影響である。図１に示したように、例えば、５ＭＨｚの信号出力（Ｃ）に対する、近傍ノイズの大きさで磁気記録媒体のノイズ特性が評価される。この例では、基本周波数を中心として△ｆ1から△ｆ２離れた部分（図では０．０５ＭＨｚから０．３５ＭＨｚ）のノイズ出力を積分した値（Ｎ）とＣとの比率Ｃ／Ｎで磁気記録媒体のノイズ特性が評価される。この例では、５ＭＨｚの信号は記録密度７４ｋｆｃｉ（７４０００ｆｌｕｘｅｓ  ｃｈａｎｇｅ  ｐｅｒ  ｉｎｃｈ）に相当する。また、上記ノイズの周波数帯域は、磁気記録媒体上の長さ周期で、約１０〜７０μmに相当し、この範囲の周期の厚みむらがノイズの大きさに影響する。
【００１２】
（２）は、トラッキングサーボ信号が磁性層に記録される場合である。トラッキングサーボ信号のバーストピッチは、通常０．１ｍｍ〜１ｍｍの範囲で選ばれるので、この範囲の長さ周期の厚みむらがサーボ信号の振幅のゆらぎに影響し、サーボエラーを大きくする場合がある。またタイミングベースサーボ方式では、検出されるサーボパルス間隔が磁性層厚みむらによって変動し、結果的にオフトラックする場合がある。この場合も、やはり０．１ｍｍ〜１ｍｍの範囲の長さ周期の厚みむらが影響度が大きい。
【００１３】
（３）は、特にＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood）方式でデータが記録される場合に問題となる。ＰＲＭＬ方式は、最近の高密度記録に用いられる方式である。ＰＲＭＬ方式では再生信号を基準クロックのタイミングでＡ／Ｄサンプリングし、得られた電圧値情報系列から最尤復号によって記録されていたデータを復元する。この時、サンプリングした電圧値に磁性層厚みむらによる出力変動分が乗っていると、本来得られるべき電圧値との差異が大きくなり復号誤り、すなわちエラーレートの悪化を引き起こす。これを防ぐため、一般に再生回路には信号振幅を一定に保つＡＧＣ（Automatic Gain Control amplifier）回路が付加されている。ところがＡＧＣ回路はその特性上、急激な振幅変化には追従できない。一般的に、ＡＧＣ回路が追従できる振幅変動の周波数は３ｋＨｚ程度であり、例えば、磁気記録媒体上の長さ周期に換算すると２００μｍ程度となる。したがって２００μｍ程度より短い長さ周期の磁性層厚みむらは、ＰＲＭＬ方式のシステムのエラーレートに影響する場合がある。
【００１４】
上述したように、磁気記録媒体上で1ｍｍ以下の長さ周期の厚みむらが、様々な形で電磁変換特性に影響をおよぼすので、この範囲の長さ周期の厚みむらを評価することが非常に重要である。
一般に、得ようとする厚みむらの長さ周期に対して、それの１／２以下の長さで、厚みむらデータをサンプリングする必要があるため、長さ周期が1ｍｍ以下の厚みむらを評価しようとすると、データのサンプリング間隔を、磁性層上の長さで０．５ｍｍ以下とする必要がある。このため、得ようとする厚みむらの長さ周期に応じて、適宜、サンプリング間隔を設定することが好ましい。
【００１５】
磁性層の厚みむらは、所定の周波数の信号を磁性層に記録し、それを再生して再生信号の出力変動を評価することにより測定することができる。記録する信号の周波数は磁性層に記録する際の波長が磁性層の厚みの４倍以上で、かつ測定しようとするもっとも小さい厚みむらの長さ周期の１／２以下の波長となるような周波数であることが好ましい。記録する信号の波長が磁性層の厚みの４倍未満であると、信号が磁性層の厚さの全域に記録されないので、再生出力が磁性層の厚さを正確に反映しない。また、測定しようとする厚みむらの長さ周期の１／２以下の波長の記録信号を用いないと、所望の長さ周期の厚みむらのデータが得られない。なお、記録再生信号の周波数Ｆ（ＭＨｚ）、記録再生信号の波長（磁気記録媒体上の長さ周期）λ（×１０−６ｍ）、記録再生ヘッドと磁気記録媒体との相対速度Ｖ（ｍ／ｓ）は、下式の関係にある。
【００１６】
λ＝Ｖ／Ｆ
図２に、本発明に係る磁性層厚み測定装置の一例を示す構成概略図を示した。磁性層厚み測定装置は、評価用テープドライブ、ピークホールドアンプ、レコーダ、制御用コンピュータから構成される。
評価用テープドライブは、不図示の記録・再生ヘッドと記録・再生アンプ、およびテープ駆動機構を搭載している。
ピークホールドアンプは、不図示のピークホールド回路およびローパスフィルタ回路を内蔵している。
レコーダは、不図示のＡ／Ｄ変換回路、メモリ、を備えている。
【００１７】
次に動作の説明をする。評価用テープドライブでテープを走行させながら、記録ヘッドで所定の周波数の単一周波数信号を記録し、同時に再生ヘッドでこの信号を再生する（図３の１）。
ピークホールドアンプでは再生信号のピーク値を電圧ホールドしてエンベロープ波形を取り出す（図３の２）。その後、ローパスフィルタでエンベロープ波形の高周波成分を除去し、Ａ／Ｄ変換時にエイリアシングの発生を防ぐ（図３の３）。さらに、レコーダで信号をＡ／Ｄ変換し、所定のサンプリング周波数でサンプリングを行い、データをメモリに取り込む。図３にこの時の波形変化を模式的に示す。
上記の測定の一例の条件としては、テープの走行速度２ｍ／ｓ、記録周波数１ＭＨｚ、ローパスフィルタの遮断周波数１００ｋＨｚ、サンプリング周波数２００ｋＨｚである。この条件下では、テープ上の記録波長は２μmとなり厚さ０．５μm以下の磁性層の厚みむら測定に対応し、テープ上の長さ周期が２０μm以上の厚みむらを測定することができる。テープ上の測定可能な長さ周期は、サンブリング周波数を大きくするか、テープ速度を小さくすることにより任意にさらに小さくすることができる。
次にメモリに取り込まれた出力信号の処理方法について説明する。得られた測定データは、必要に応じて、ソフトウェアによるディジタルフィルタ演算によってハイパスフィルタ処理を行う。上記測定条件であれば、周波数２ｋＨｚのハイパスフイルタ処理を行うと、出力データに含まれる約１ｍｍ以上の長周期の変動成分が除去される。ディジタルフィルタ処理後のデータの先頭部分にはデータの不連続性による影響が現れやすいので、先頭部分を除去した残りのデータを分析用データとすることが好ましい。フィルタ処理前の分析用データのプリンタ出力を図４に、フィルタ処理後の分析用データのプリンタ出力を図５に示す。メモリの容量を大きくすることにより、測定テープ長を任意に長くすることができる。
【００１８】
厚みむらの分析用データの取得は、上述した一例の条件、方法および装置によらず、他の従来公知の方法を用いても構わないことは、言うまでもない。
分析用データは、最大値、平均値、標準偏差など、所望の統計処理をして、磁性層厚みむらの指標とすることができる。
分析用データをさらに、ＦＦＴ演算処理行い、厚みむらの周波数解析を行うことができる。図６にＦＦＴ演算結果の例（サンプリング間隔１０μｍ、データ数２１４＝１６３８４個、測定長＝１６４ｍｍ、長さ周期約２０μｍ〜約１６ｃｍの厚みむらデータ）を示す。ＦＦＴ演算結果により、特定の長さ周期の厚みむらがあれば、磁性層厚みむらの発生原因究明のための重要な情報とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】信号出力とノイズとの関係を示す特性図である。
【図２】本発明に係る磁性層厚み測定装置の一例を示す構成概略図である。
【図３】ピークホールドアンプでの波形変化を示す模式図である。
【図４】ディジタルフィルタ処理前の出力データの一例を示すデータ図である。
【図５】ディジタルフィルタ処理後の出力データの一例を示すデータ図である。
【図６】出力データをＦＦＴ演算した結果の一例を示すデータ図である。
【符号の説明】
【００２０】
１    再生出力信号のエンベロープ波形
２    ピークホールドした再生出力信号のエンベロープ波形
３    ローパスフイルタを通したピークホールド後の再生出力信号の波形
【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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