(57)【要約】【課題】加速を伴う熱揺らぎの評価試験において、煩雑な調整作業を伴わず、かつ比較的短時間で熱揺らぎ特性の評価を行うことのできる評価方法及びそのための評価装置を提供する。【解決手段】トラックに磁場を与えながら、トラックの再生出力をモニタし、再生出力波形の平均振幅が記録直後の平均振幅に対して所定値以下となる臨界時間を求める操作を、複数の強さの磁場について実行し、複数の強さの磁場毎の臨界時間の対数値に対して補外法を適用することにより、磁場を与えない場合の臨界時間を算出し、算出した臨界時間の長短により前記磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性を評価する。【選択図】図６
2011008873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ディスク媒体に記録した信号のヘッド再生出力が、記録直後のヘッド再生出力に対して所定値以下に低下するまでの時間を測定し、前記時間の長短により前記磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性を評価する磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性の評価方法であって、
前記磁気ディスク媒体の所定のトラックにテスト信号を記録した後、前記トラックの再生出力波形の平均振幅を測定するステップと、
前記トラックに磁場を与えながら、前記トラックの再生出力をモニタし、再生出力波形の平均振幅が記録直後の平均振幅に対して所定値以下となる臨界時間を求める操作を、複数の強さの磁場について実行するステップと、
前記複数の強さの磁場毎の前記臨界時間の対数値に対して補外法を適用することにより、磁場を与えない場合の臨界時間を算出するステップとを含み、
前記算出した臨界時間の長短により前記磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性を評価することを特徴とする磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性の評価方法。
【請求項２】
磁気ディスク媒体の回転駆動部と、
回転する前記磁気ディスク媒体上の所定のトラックに対してテスト信号を記録再生する磁気ヘッドと、
前記所定のトラックに対して所定の磁場を発生する磁場発生手段と、
前記磁気ヘッドにデータに応じた記録電流を供給するライトアンプと、
前記ライトアンプへ前記テスト信号のデータを供給するデータジェネレータと、
前記磁気ヘッドからの信号を増幅するリードアンプと、
前記所定のトラックに記録されたデータを再生して前記リードアンプの出力波形の平均振幅を測定する波形測定手段と、
前記波形測定手段からの測定値を入力して磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性を表すデータを算出する評価手段とを備えることを特徴とする磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性の評価装置。
【請求項３】
前記磁気ヘッドが前記磁場発生手段を含むことを特徴とする請求項２に記載の熱揺らぎ特性の評価装置。
【請求項４】
前記評価手段は、前記所定のトラックに対して複数の強さの磁場を与えた場合の、前記平均振幅が記録直後の平均振幅に対して所定値以下となる臨界時間をそれぞれ求め、前記複数の強さの磁場毎の前記臨界時間の対数値に対して補外法を適用することにより、磁場を与えない場合の臨界時間を算出し、前記算出した臨界時間を前記磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性を表すデータとして出力することを特徴とする請求項２に記載の熱揺らぎ特性の評価装置。
【請求項５】
磁気ディスク媒体に記録した信号のヘッド再生出力が、記録直後のヘッド再生出力に対して所定値以下に低下するまでの時間を測定し、前記時間の長短により前記磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性を評価する磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性の評価方法であって、
前記磁気ディスク媒体の所定のトラックにテスト信号を記録した後、前記トラックの再生出力波形の平均振幅を測定するステップと、
前記トラックに複数の強さの磁場と複数の強さの熱ストレスを与えながら、前記トラックの再生出力をモニタし、再生出力波形の平均振幅が記録直後の平均振幅に対して所定値以下となる臨界時間をそれぞれ求めるステップと、
前記各臨界時間の対数値について所定の演算処理を行い、前記磁場及び熱ストレスが無い場合の臨界時間を算出するステップとを含み、
前記算出した臨界時間の長短により前記磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性を評価することを特徴とする磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性の評価方法。
【請求項６】
磁気ディスク媒体に記録した信号の再生出力波形のエラーレートが、所定値以上となるまでの時間を測定し、前記時間の長短により前記磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性を評価する磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性の評価方法であって、
前記磁気ディスク媒体の所定のトラックに所定のテスト信号を記録した後、前記トラックの再生出力波形のエラーレートを測定するステップと、
前記トラックに複数の強さの磁場と複数の強さの熱ストレスを与えながら、前記トラックの再生波形のビットエラーレートをモニタし、前記ビットエラーレートが所定値以上となる臨界時間をそれぞれ求めるステップと、
前記各臨界時間の対数値について所定の演算処理を行い、前記磁場及び熱ストレスが無い場合の臨界時間を算出するステップとを含み、
前記算出した臨界時間の長短により前記磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性を評価することを特徴とする磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性の評価方法。
【請求項７】
前記所定の演算が、前記複数の強さの磁場及び複数の強さの熱ストレスに対する臨界時間に対してカーブフィッティングを行い、熱ストレスが無い場合の複数の強さの磁場毎の臨界時間を求めるステップと、前記熱ストレスが無い場合の複数の強さの磁場毎の臨界時間に対してカーブフィッティングを行い、磁場及び熱ストレスが無い場合の臨界時間を求めるステップとからなることを特徴とする請求項５又は６に記載の熱揺らぎ特性の評価方法。
【請求項８】
前記所定の演算が、前記複数の強さの磁場及び複数の強さの熱ストレスに対する臨界時間に対して重回帰分析を適用し、磁場及び熱ストレスが無い場合の臨界時間を求めるものであることを特徴とする請求項５又は６に記載の熱揺らぎ特性の評価方法。
【請求項９】
磁気ディスク媒体の回転駆動部と、
回転する前記磁気ディスク媒体上の所定のトラックに対してテスト信号を記録再生する磁気ヘッドと、
前記所定のトラックに対して所定の磁場を発生する磁場発生手段と、
前記磁気ディスク媒体、前記回転駆動部、及び前記磁気ヘッドを密閉し、一定温度に保つためのチャンバーと、
前記磁気ヘッドにデータに応じた記録電流を供給するライトアンプと、
前記ライトアンプへ前記テスト信号のデータを供給するデータジェネレータと、
前記磁気ヘッドからの信号を増幅するリードアンプと、
前記所定のトラックに記録されたデータを再生して前記リードアンプの出力波形の平均振幅を測定する波形測定手段と、
前記波形測定手段からの測定値を入力して磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性を表すデータを算出する評価手段とを備えることを特徴とする磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性の評価装置。
【請求項１０】
前記評価手段は、前記トラックに対して前記磁場発生手段による複数の強さの磁場と前記チャンバーによる複数の強さの熱ストレスを与えた場合の、前記平均振幅が記録直後の平均振幅に対して所定値以下となる臨界時間をそれぞれ求め、前記臨界時間の対数値について所定の演算処理を行うことにより、前記磁場及び熱ストレスが無い場合の臨界時間を算出し、前記算出した臨界時間を前記磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性を表すデータとして出力することを特徴とする請求項９に記載の磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性の評価装置。
【請求項１１】
磁気ディスク媒体の回転駆動部と、
回転する前記磁気ディスク媒体上の所定のトラックに対してテスト信号を記録再生する磁気ヘッドと、
前記所定のトラックに対して所定の磁場を発生する磁場発生手段と、
前記磁気ディスク媒体、前記回転駆動部、及び前記磁気ヘッドを密閉し、一定温度に保つためのチャンバーと、
前記磁気ヘッドにデータに応じた記録電流を供給するライトアンプと、
前記ライトアンプへ前記テスト信号のデータを供給するデータジェネレータ、前記磁気ヘッドからの信号を増幅するリードアンプと、
前記リードアンプの出力波形を復調し、リードデータを発生する復調回路、前記リードデータのビットエラーレートを計測するビットエラーレートカウンタと、
前記ビットエラーレートカウンタからのビットエラーレートを入力して磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性を表すデータを算出する評価手段と備えることを特徴とする磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性の評価装置。
【請求項１２】
前記評価手段は、前記トラックに対して前記磁場発生手段による複数の強さの磁場と前記チャンバーによる複数の強さの熱ストレスを与えた場合の、前記ビットエラーレートが所定値以上となる臨界時間をそれぞれ求め、前記臨界時間の対数値について所定の演算処理を行うことにより、前記磁場及び熱ストレスが無い場合の臨界時間を算出し、前記算出した臨界時間を前記磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性を表すデータとして出力することを特徴とする請求項１１に記載の磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性の評価装置。
【請求項１３】
前記所定の演算が、前記複数の強さの磁場及び複数の強さの熱ストレスに対する臨界時間に対してカーブフィッティングを行い、熱ストレスが無い場合の複数の強さの磁場毎の臨界時間を求め、前記熱ストレスが無い場合の複数の強さの磁場毎の臨界時間に対してカーブフィッティングを行い、磁場及び熱ストレスが無い場合の臨界時間を求めるものであることを特徴とする請求項１０又は１２に記載の熱揺らぎ特性の評価装置。
【請求項１４】
前記所定の演算が、前記複数の強さの磁場及び複数の強さの熱ストレスに対する臨界時間に対して重回帰分析を適用し、磁場及び熱ストレスが無い場合の臨界時間を求めるものであることを特徴とする請求項９又は１１に記載の熱揺らぎ特性の評価装置。
【請求項１５】
前記磁気ヘッドが前記磁場発生手段を含むことを特徴とする請求項９又は１１に記載の熱揺らぎ特性の評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性を評価するための評価方法及びそのための評価装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
今日、コンピュータの外部記憶装置に使用される磁気ディスク媒体の記録層は、ＣｏＣｒＰｔＢなどのＣｏＣｒ系の多結晶媒体である。磁気ディスク媒体の高記録密度化のための特性改善は主に、ノイズ低減のための記録層の結晶粒の微細化及び結晶粒間の磁気的相互作用の低減により進められてきた。
【０００３】
一方、記録層内の結晶粒子の磁化が与えられた異方性の方向を向くためには、一定以上の粒子体積が必要となる。粒子体積がある閾値より小さい場合には、磁化が熱揺らぎによってランダムな方向を向くようになり、記録された情報が保持されない現象が起きる。
【０００４】
一般に、磁気ディスク装置が装置寿命に到達するまでに許される減磁量は約１０％と考えられている。しかしながら今日、記録密度の増大に答えるための記録層の特性改善により、この許容値が満足できなくなる限界に達している。
【０００５】
そのため、磁気ディスク媒体が必要な熱揺らぎ特性を備えているか否かをチェックするために評価試験が行われている。この内、スピンスタンドを用いて行われる評価試験では、スピンスタンドにより磁気ディスク媒体にテスト信号を記録し、一定時間置きにテスト信号の振幅を測定することにより熱揺らぎ特性を評価する。この場合、熱揺らぎ特性は所定の時間が経過した後のテスト信号の振幅の記録直後の振幅に対する比率として求められる。
【０００６】
また、磁気ディスク媒体に記録した信号のヘッド再生出力が、記録直後のヘッド再生出力に対して所定値以下に低下するまでの時間を測定し、本時間の長短を熱揺らぎ特性の指標とする場合もある。また、磁気ディスク媒体にデータを記録し、そのリードデータのエラーレートを計測し、これが所定値以上となるまでの時間を測定し、本時間の長短を熱揺らぎ特性の指標とする場合もある。
【０００７】
さらに評価試験では熱揺らぎを限られた時間内でより良好な精度で評価できるようにするために、磁気ディスク媒体に熱ストレスを与えて熱揺らぎを加速することがしばしば行われる（例えば特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−３９６５３号公報
【特許文献２】特開２０００−２８５４４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そのような加速試験の例として、特許文献１は、スピンスタンドに備えられた加熱機構により、磁気ディスク媒体を局所的に加熱し、熱揺らぎを加速させて評価する方法を開示している。本方法では加熱機構としてレーザ光を対物レンズで集光し、磁気ディスク媒体の表面に微小なレーザスポットを生じさせる光ヘッドを用いる。本方法では最初に、ＲＷヘッドによりトラックにテスト信号を記録し、次に光ヘッドで同トラックを加熱する。そして加熱しながらＲＷヘッドでトラックの信号を再生し、振幅の経時変化をモニタする。
【００１０】
本方法はＲＷヘッドが外乱の影響を受けることは少ないが、光ヘッドとＲＷヘッドとのサブミクロン精度の位置合わせを必要とした。この位置合わせは評価試験の前工程として行うが、評価試験を行っている間にもサーマルドリフトの影響により光ヘッドとＲＷヘッドとの位置ずれが生ずるため、頻繁に、位置ずれを補正する必要があった。そのため評価試験が煩雑となる問題があった。
【００１１】
また、別の加速試験の例として、特許文献２のように、温度制御が可能なチャンバー内にスピンスタンドを設置して温度加速を行うものがある。本方法は煩雑な調整作業の必要がないので比較的実施は容易であるが、スピンスタンドの回路系や機構系が熱によるダメージを受けるため、加速温度をあまり高くすることができなかった。そのため十分な測定精度を得るためには、試験時間を長くする必要があり、試験に時間がかかる問題があった。
【００１２】
従って、本発明の目的は、加速を伴う熱揺らぎの評価試験において、煩雑な調整作業を伴わず、かつ比較的短時間で熱揺らぎ特性の評価を行うことのできる評価方法及びそのための評価装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性の第１の評価方法は、磁気ディスク媒体に記録した信号のヘッド再生出力が、記録直後のヘッド再生出力に対して所定値以下に低下するまでの時間を測定し、前記時間の長短により前記磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性を評価する磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性の評価方法であって、前記磁気ディスク媒体の所定のトラックにテスト信号を記録した後、前記トラックの再生出力波形の平均振幅を測定するステップと、前記トラックに磁場を与えながら、前記トラックの再生出力をモニタし、再生出力波形の平均振幅が記録直後の平均振幅に対して所定値以下となる臨界時間を求める操作を、複数の強さの磁場について実行するステップと、前記複数の強さの磁場毎の前記臨界時間の対数値に対して補外法を適用することにより、磁場を与えない場合の臨界時間を算出するステップとを含み、前記算出した臨界時間の長短により前記磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性を評価することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性の第１の評価装置は、磁気ディスク媒体の回転駆動部と、回転する前記磁気ディスク媒体上の所定のトラックに対してテスト信号を記録再生する磁気ヘッドと、前記所定のトラックに対して所定の磁場を発生する磁場発生手段と、当該磁気ヘッドにデータに応じた記録電流を供給するライトアンプと、前記ライトアンプへ前記テスト信号のデータを供給するデータジェネレータと、前記磁気ヘッドからの信号を増幅するリードアンプと、前記所定のトラックに記録されたデータを再生して前記リードアンプの出力波形の平均振幅を測定する波形測定手段と、前記波形測定手段からの測定値を入力して磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性を表すデータを算出する評価手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
ここで、前記磁気ヘッドが磁場発生手段を含んでいても良い。
また、前記評価手段は、前記所定のトラックに対して複数の強さの磁場を与えた場合の、前記平均振幅が記録直後の平均振幅に対して所定値以下となる臨界時間をそれぞれ求め、前記複数の強さの磁場毎の前記臨界時間の対数値に対して補外法を適用することにより、磁場を与えない場合の臨界時間を算出し、前記算出した臨界時間を前記磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性を表すデータとして出力することができる。
【００１６】
そして、本発明の磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性の第２の評価方法は、磁気ディスク媒体に記録した信号のヘッド再生出力が、記録直後のヘッド再生出力に対して所定値以下に低下するまでの時間を測定し、前記時間の長短により前記磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性を評価する磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性の評価方法であって、前記磁気ディスク媒体の所定のトラックにテスト信号を記録した後、前記トラックの再生出力波形の平均振幅を測定するステップと、前記トラックに複数の強さの磁場と複数の強さの熱ストレスを与えながら、前記トラックの再生出力をモニタし、再生出力波形の平均振幅が記録直後の平均振幅に対して所定値以下となる臨界時間をそれぞれ求めるステップと、前記各臨界時間の対数値について所定の演算処理を行い、前記磁場及び熱ストレスが無い場合の臨界時間を算出するステップとを含み、前記算出した臨界時間の長短により前記磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性を評価することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性の第３の評価方法は、磁気ディスク媒体に記録した信号の再生出力波形のエラーレートが、所定値以上となるまでの時間を測定し、前記時間の長短により前記磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性を評価する磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性の評価方法であって、前記磁気ディスク媒体の所定のトラックに所定のテスト信号を記録した後、前記トラックの再生出力波形のエラーレートを測定するステップと、前記トラックに複数の強さの磁場と複数の強さの熱ストレスを与えながら、前記トラックの再生波形のビットエラーレートをモニタし、前記ビットエラーレートが所定値以上となる臨界時間をそれぞれ求めるステップと、前記各臨界時間の対数値について所定の演算処理を行い、前記磁場及び熱ストレスが無い場合の臨界時間を算出するステップとを含み、前記算出した臨界時間の長短により前記磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性を評価することを特徴とする。
【００１８】
ここで、前記所定の演算が、前記複数の強さの磁場及び複数の強さの熱ストレスに対する臨界時間に対してカーブフィッティングを行い、熱ストレスが無い場合の複数の強さの磁場毎の臨界時間を求めるステップと、前記熱ストレスが無い場合の複数の強さの磁場毎の臨界時間に対してカーブフィッティングを行い、磁場及び熱ストレスが無い場合の臨界時間を求めるステップとからなることができる。
【００１９】
また、前記所定の演算が、前記複数の強さの磁場及び複数の強さの熱ストレスに対する臨界時間に対して重回帰分析を適用し、磁場及び熱ストレスが無い場合の臨界時間を求めるものとすることができる。
【００２０】
そして、本発明の磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性の第２の評価装置は、磁気ディスク媒体の回転駆動部と、回転する前記磁気ディスク媒体上の所定のトラックに対してテスト信号を記録再生する磁気ヘッドと、前記所定のトラックに対して所定の磁場を発生する磁場発生手段と、前記磁気ディスク媒体、前記回転駆動部、及び前記磁気ヘッドを密閉し、一定温度に保つためのチャンバーと、前記磁気ヘッドにデータに応じた記録電流を供給するライトアンプと、前記ライトアンプへ前記テスト信号のデータを供給するデータジェネレータと、前記磁気ヘッドからの信号を増幅するリードアンプと、前記所定のトラックに記録されたデータを再生して前記リードアンプの出力波形の平均振幅を測定する波形測定手段と、前記波形測定手段からの測定値を入力して磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性を表すデータを算出する評価手段とを備えることを特徴とする。
【００２１】
ここで、前記評価手段は、前記所定のトラックに対して前記磁場発生手段による複数の強さの磁場と前記チャンバーによる複数の強さの熱ストレスを与えた場合の、前記平均振幅が記録直後の平均振幅に対して所定値以下となる臨界時間をそれぞれ求め、前記臨界時間の対数値について所定の演算処理を行うことにより、前記磁場及び熱ストレスが無い場合の臨界時間を算出し、前記算出した臨界時間を前記磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性を表すデータとして出力することができる。
【００２２】
また、本発明の磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性の第３の評価装置は、磁気ディスク媒体の回転駆動部と、回転する前記磁気ディスク媒体上の所定のトラックに対してテスト信号を記録再生する磁気ヘッドと、前記所定のトラックに対して所定の磁場を発生する磁場発生手段と、前記磁気ディスク媒体、前記回転駆動部、及び前記磁気ヘッドを密閉し、一定温度に保つためのチャンバーと、前記磁気ヘッドにデータに応じた記録電流を供給するライトアンプと、前記ライトアンプへ前記テスト信号のデータを供給するデータジェネレータと、前記磁気ヘッドからの信号を増幅するリードアンプ、前記リードアンプの出力波形を復調し、リードデータを発生する復調回路、前記リードデータのビットエラーレートを計測するビットエラーレートカウンタと、前記ビットエラーレートカウンタからのビットエラーレートを入力して磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性を表すデータを算出する評価手段とを備えることを特徴とする。
【００２３】
ここで、前記評価手段は、前記所定のトラックに対して前記磁場発生手段による複数の強さの磁場と前記チャンバーによる複数の強さの熱ストレスを与えた場合の、前記ビットエラーレートが所定値以上となる臨界時間をそれぞれ求め、前記臨界時間の対数値について所定の演算処理を行うことにより、前記磁場及び熱ストレスが無い場合の臨界時間を算出し、前記算出した臨界時間を前記磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性を表すデータとして出力することができる。
【００２４】
そして、前記所定の演算が、前記複数の強さの磁場及び複数の強さの熱ストレスに対する臨界時間に対してカーブフィッティングを行い、熱ストレスが無い場合の複数の強さの磁場毎の臨界時間を求め、前記熱ストレスが無い場合の複数の強さの磁場毎の臨界時間に対してカーブフィッティングを行い、磁場及び熱ストレスが無い場合の臨界時間を求めるものとすることができる。
【００２５】
また、前記所定の演算が、前記複数の強さの磁場及び複数の強さの熱ストレスに対する臨界時間に対して重回帰分析を適用し、磁場及び熱ストレスが無い場合の臨界時間を求めるものとすることができる。
【００２６】
また、前記磁気ヘッドが前記磁場発生手段を含むものとすることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、所定のトラックに磁場又は磁場と熱のストレスを与えながら、トラックの再生出力をモニタし、その平均振幅やビットエラーレートが所定の範囲外となる臨界時間をストレスの強さを変えて求め、それらの臨界時間からストレスが無い場合の臨界時間を算出し、その臨界時間の長短により磁気ディスク媒体の熱揺らぎ特性を評価するので、スピンスタンドを用いた加速を伴う熱揺らぎ特性の評価試験において、煩雑な調整作業が必要な加速機構を必要としない。
【００２８】
また、ストレスとして磁場と温度による加速を組み合わせる場合には、さらなる加速が可能となる。
その結果、評価作業に伴う労力が削減されると共に比較的短時間で評価が行える優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施形態における熱揺らぎ特性の評価装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第１〜第３の実施形態における磁気ヘッド１０１と磁気ディスク１０２の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態におけるテスト信号の平均振幅の経時変化の例を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態におけるテスト信号の平均振幅の経時変化の別の例を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態における臨界時間の励磁電流依存性を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態における熱揺らぎ特性の評価方法の手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施形態における熱揺らぎ特性の評価装置の概略構成を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態におけるテスト信号の平均振幅の経時変化の例を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態における温度の逆数に対する臨界時間の例を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態における励磁電流に対する室温における臨界時間の例を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態における熱揺らぎ特性の評価方法の手順を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第３の実施形態における熱揺らぎ特性の評価装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
〔第１の実施形態〕
図１は本発明の第１の実施形態の熱揺らぎ特性の評価装置１０の概略構成を示すものである。この評価装置１０は、評価対象の磁気ディスク１０２の特性を評価するために、次のように構成されている。
【００３１】
すなわち、この評価装置１０は、所定のデータパターンを発生するデータジェネレータ１０６と、データパターンに応じた記録電流を磁気ヘッド１０１（正確には記録ヘッド）へ供給するライトアンプ１０５と、回転する磁気ディスク１０２上に浮上し、磁気ディスク１０２の所定のトラックに対して記録・再生を行う磁気ヘッド１０１（正確には記録・再生ヘッド）と、磁気ヘッド１０１（正確には再生ヘッド）からの再生信号を増幅するためのリードアンプ１０７と、増幅した信号波形の平均振幅値を測定するための波形測定（Wave-Profile Measuring）部１０８と、評価部１０９とを備える。評価部１０９は、測定波形の平均振幅を入力して計算を行い、最終的に磁気ディスク１０２の熱揺らぎ特性を表すデータを算出する。
【００３２】
ここで、磁気ヘッド１０１は、記録面に対して垂直方向に磁界を発生する単磁極タイプか、又は面内方向に磁界を発生するリングタイプの形状を有している。図２に単磁極タイプの構成を示している。単磁極タイプは、主磁極１４１、リターンヨーク１４２、及びコイル１４３により構成されている。主磁極１４１、リターンヨーク１４２は高飽和磁束密度の磁性材料が用いられている。記録を行う場合は、コイル１４３に電流を流し、主磁極１４１を励磁させる。すると磁気ディスク１０２と対向するＡＢＳ面１４４から垂直方向の磁束１４５が発生し、磁気ディスク１０２の記録層１３２が磁化される。また磁気ヘッド１０１は図示しない再生素子として巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）素子又はトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）素子を有している。なお本実施形態では、磁気ヘッド１０１が磁気ディスク１０２の熱揺らぎを加速させるための磁場発生手段を兼ねている。
【００３３】
また、磁気ディスク１０２は、図２に示すように、ガラス、アルミ、セラミック等の材料からなる基板１３１の上に図示しない無数の磁性粒子を含む記録層１３２、記録層１３２の損傷や腐食を防止するための保護層１３３、さらに保護層１３３の磨耗を抑制するための潤滑層１３４が順次積層された構造を有している。磁気ディスク１０２は本実施形態では記録層１３２の図示しない磁性粒子の磁気異方性が垂直方向に向いている垂直媒体であるが、面内方向に向いている長手媒体であっても良い。また、基板と記録層の間に軟磁性材料からなる裏打ち層や、非磁性材料からなる中間層が設けられることもある。
【００３４】
ここで、再び図１に基づき、評価装置１０の残りの部分の説明を行う。この評価装置１０はさらに、波形測定部１０８からの信号を受けて再生波形を観測者が目視観測するためのオシロスコープ１１７、評価部１０９が算出した熱揺らぎ特性を表すデータを表示するディスプレイ１１０、磁気ディスク１０２を回転させるためのディスク駆動部１０３、磁気ヘッド１０１を磁気ディスク１０２の所定のトラックへ移動させるためのＸＹステージ１０４、評価装置１０の全体を制御する制御部１１６なども含んでいる。さらに制御部１１６には磁気ディスク１０２の回転に同期したパルス信号であるインデクス信号１２０が入力される。これにより、評価装置１０の各部が磁気ディスク１０２の回転に同期した動作が行えるようになっている。
【００３５】
図６は、評価装置１０が実行する、熱揺らぎ特性の評価試験を実施するための手順を示している。この手順は以下のステップで実施される。
まず、ステップ２０１では、評価対象の磁気ディスク１０２を評価装置１０にセットし、回転させる。
【００３６】
次に、ステップ２０２では、磁気ディスク１０２の図示しない測定トラックにテスト信号を記録する。そのため、データジェネレータ１０６から所定のビットレートで"１"と"０"が繰り返すテスト信号データを発生し、ライトアンプ１０５により、本データを交互に極性の切り替わるライト電流に変換し、これをコイル１４３に供給する。この時、ライト電流は磁気ディスク１０２を飽和磁化するのに十分な大きさに設定されている。そして、磁気ヘッド１０１の主磁極１４１より交互に極性の切り替わる垂直方向の磁場を発生させ、測定トラックをライト電流の極性に応じた方向に磁化する。その結果、図示しない測定トラックに所定の間隔で垂直方向の極性が反転する磁区が並んだ磁化パターンが形成される。
【００３７】
次に、ステップ２０３では、テスト信号の平均振幅を測定する。そのため、磁気ヘッド１０１の図示しない再生素子により測定トラックからの漏れ磁束を検知し、磁化の極性に応じて極性の変化する微弱なパルス信号に変換する。そして、リードアンプ１０７により本パルス信号を数十ｍＶの電圧に増幅する。さらに波形測定部１０８によりパルス信号のピークを検知し、平均振幅を計算する。そして、計算した平均振幅を評価部１０９に送り、記録する。
【００３８】
次に、ステップ２０４では、励磁電流Icoilを最小値Iminに設定する。ここで、最小値Iminは磁気ディスク１０２の磁化を反転させるのに必要な電流値より十分に小さい値に設定されている。
【００３９】
次に、ステップ２０５では、磁気ヘッド１０１により図示しない測定トラックに対して磁場を発生する。そのために、ステップ２０２と同様の方法で、ライトアンプ１０５により交互に極性の切り替わる励磁電流Icoilの大きさの電流を発生し、コイル１４３へ供給する。すると、主磁極１４１から交互に極性の切り替わる垂直方向の磁場が発生し、測定トラックの各磁区がＡＢＳ面１４４の真下を通過する時に、磁場の方向と逆方向に磁化されている磁区の熱揺らぎが加速される。ここで、磁気ディスク１０２の回転周期と主磁極１４１から発生する磁場の極性の反転周期は非同期のため、磁気ディスク１０２が何回か回転する間に、測定トラックのほぼ全ての磁区が磁化されている方向と逆方向の磁場を受けるようになり、その結果、測定トラック全体の熱揺らぎが加速される。
【００４０】
次に、ステップ２０６では、一定時間ウェイトした後、磁場をゼロにし、テスト信号の平均振幅を測定する。さらに、その平均振幅と経過時間を記録する。ここで、経過時間は磁気ディスク１０２にテスト信号を記録したタイミングを基準とする。また、平均振幅は、テスト信号記録直後の平均振幅でノーマライズした値として記録される。
【００４１】
次に、ステップ２０7では、平均振幅が所定値と比較され、所定値より大きい場合はステップ２０５へ戻る。このようにして、平均振幅が所定値以下となるまで、磁気ヘッド１０１により磁場を与えながらテスト信号の平均振幅と経過時間を記録する。
【００４２】
ここで、例として図３に、テスト信号の平均振幅の経時変化をプロットしたグラフを示す。本図において横軸は対数スケールの経過時間、縦軸はテスト信号記録直後の平均振幅でノーマライズした平均振幅である。
【００４３】
本図の３１０は、測定トラックの熱揺らぎが加速するように比較的大きめの励磁電流を与えた場合である。図から、約８０時間経過後に平均振幅が臨界値０．９まで低下していることが分かる。また、３１１は励磁電流をゼロとし、加速を行わなかった場合である。図から、約８０時間経過した後でも振幅の低下がほとんど起こっていないことが分かる。
【００４４】
次に、ステップ２０7で平均振幅が所定値以下となった場合は、ステップ２０８へ進み、励磁電流Icoilでの臨界時間を計算する。ここで、臨界時間は本実施形態の場合ノーマライズした平均振幅が臨界値０．９に等しくなる経過時間と定義されている。また、臨界時間は経過時間に対するノーマライズした平均振幅をカーブフィッティングすることにより求める。
【００４５】
次に、ステップ２０９では、励磁電流Icoilを所定値だけ増加させる。
次に、ステップ２１０では、励磁電流Icoilが最大値Imaxと比較される。ここでもし、IcoilがImax以下ならば、ステップ２０２に戻る。このようにして、励磁電流IcoilがIcoil＞Imaxとなるまで、Icoilを増加させながら、上記の処理を繰り返し行う。
【００４６】
ここで、一例として励磁電流IcoilをIminからImaxまで段階的に４通りに増加させた場合の、平均振幅の経時変化を図４の３０１〜３０４に示している。図のように、励磁電流Icoilを増加させると、測定トラックの磁化の熱揺らぎの加速が顕著となるため、平均振幅の減少が急ピッチとなる。
【００４７】
また、図５は、図４の各励磁電流Icoilについて臨界時間をそれぞれ求め、励磁電流に対してプロットしたグラフである。縦軸の臨界時間は対数スケールに設定されている。図のように臨界時間の対数値は励磁電流に対して単調に減少する特性を示す。
【００４８】
次に、ステップ２１０で、Icoil＞Imaxとなった場合は、ステップ２１１に進む。ステップ２１１では、まず磁場の無い状態での臨界時間の推定値を求める。そのため、まず励磁電流Icoilに対する臨界時間の対数値を、直線、多項式、又は指数関数によりカーブフィッティングする。そして、Icoil＝0におけるデータ点を計算する。そして、このデータ点の値を磁場の無い状態での臨界時間の推定値とする。そして最後に、本推定値を熱揺らぎ特性の測定結果としてディスプレイ１１０に出力する。
【００４９】
そして、最終的にディスプレイ１１０に表示された熱揺らぎ特性の測定結果から磁気ディスク１０２の良否の判定を行う。例えば、測定結果が磁気ディスク装置の平均寿命（10年≒３×108秒）より大きければ良品とし、そうでなければ不良と判定する。
【００５０】
なお、本実施形態では、評価装置１０における磁気ヘッド１０１が磁場発生手段を兼ねている例を示したが、磁気ヘッドと磁場発生手段が独立した構成であっても良い。その場合の磁場発生手段は、磁気ヘッドと同様に磁極にコイルを巻きつけた構造であり、励磁電流により磁場の大きさをコントロールできるものである必要がある。
〔第２の実施形態〕
図７は本発明の第２の実施形態の熱揺らぎ特性の評価装置２０の概略構成を示すものである。図において、図１の第１の実施形態の評価装置１０と同一ないし同等部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５１】
この第２の実施形態の熱揺らぎ特性の評価装置２０は、図１の第１の実施形態の評価装置１０において、磁気ディスク１０２、磁気ヘッド１０１、ディスク駆動部１０３、ＸＹステージ１０４、ライトアンプ１０５、リードアンプ１０７が、チャンバー１２１内に密閉されている。チャンバー１２１は内部温度（及び湿度）を一定に保つことで、磁気ディスク１０２に熱ストレスを与えることが可能となっている。
【００５２】
図１１は、第２の実施形態の評価装置２０が実行する、熱揺らぎ特性の評価試験を実施するための手順を示している。この手順は以下のステップで実施される。
まず、ステップ５０１では、評価対象の磁気ディスク１０２を評価装置セットし、回転させる。
【００５３】
次に、ステップ５０２では、チャンバー１２１の設定温度を初期値（例えば２５℃）に設定する。そして、チャンバー内の温度が定常状態になるまで待つ。
次に、ステップ５０３では、磁気ディスク１０２の図示しない測定トラックにテスト信号を記録する。そのため、データジェネレータ１０６から所定のビットレートで"１"と"０"が繰り返すテスト信号データを発生し、ライトアンプ１０５により、本データを交互に極性の切り替わるライト電流に変換し、これをコイル１４３に供給する。この時、ライト電流は磁気ディスク１０２を飽和磁化するのに十分な大きさに設定する。そして、磁気ヘッド１０１の主磁極１４１より交互に極性の切り替わる垂直方向の磁場を発生させ、測定トラックをライト電流の極性に応じた方向に磁化する。その結果、図示しない測定トラックに所定の間隔で垂直方向に極性が反転する磁区が繰り返すパターンが形成される。
【００５４】
次に、ステップ５０４では、テスト信号の平均振幅を測定する。そのため、磁気ヘッド１０１の図示しない再生素子により測定トラックからの漏れ磁束を検知し、磁化の極性に応じて極性の変化する微弱なパルス信号に変換する。そして、リードアンプ１０７により本パルス信号を数十ｍＶの電圧に増幅する。さらに、波形測定部１０８によりパルス信号のピークを検知し、平均振幅を計算する。そして、計算した平均振幅を評価部１０９に送り、記録する。
【００５５】
次に、ステップ５０５では、励磁電流Icoilを最小値Iminに設定する。ここで、最小値Iminとしては、磁気ディスク１０２の磁化を反転させるのに必要な電流値より十分に小さい値を選ぶ。
【００５６】
次に、ステップ５０６では、磁気ヘッド１０１により図示しない測定トラックに対して磁場を発生する。そのために、ライトアンプ１０５により所定の周波数で交互に極性の切り替わるIcoilの大きさの電流を供給し、主磁極１４１から交互に極性の切り替わる垂直方向の磁場を発生させる。すると、測定トラックがＡＢＳ面１４４の真下を通過する時に、磁場の方向と逆方向に磁化されている磁区の熱減磁が加速され、さらに磁気ディスク１０２が数回転すると、測定トラック全体の熱減磁が進行する。
【００５７】
次に、ステップ５０７では、一定時間ウェイトした後、磁場をゼロにし、テスト信号の平均振幅を測定する。さらに、その平均振幅と経過時間を記録する。ここで、経過時間は磁気ディスク１０２にテスト信号を記録したタイミングを基準とする。また、平均振幅は、テスト信号記録直後の平均振幅でノーマライズした値として記録される。
【００５８】
次に、ステップ５０８では、平均振幅と所定値とを比較し、所定値より大きい場合はステップ５０６へ戻る。そして、平均振幅が所定値以下となるまで、磁気ヘッド１０１により磁場を与えながらテスト信号の平均振幅と経過時間を記録する。
【００５９】
次に、ステップ５０８で平均振幅が所定値以下となった場合は、ステップ５０９へ進み、励磁電流Icoilでの臨界時間を計算する。ここで、本実施形態では、臨界時間をノーマライズした平均振幅が臨界値０．９に等しくなる経過時間と定義している。また、臨界時間は経過時間に対するノーマライズした平均振幅を補間することにより求める。
【００６０】
次に、ステップ５１０では、励磁電流Icoilを所定値だけ増加させる。次に、ステップ５１１では、励磁電流Icoilを最大値Imaxと比較する。ここでもし、IcoilがImax以下なら、ステップ５０３に戻る。そして、励磁電流IcoilがImaxより大きくなるまで、Icoilを段階的に増加させながら、ステップ５０３〜５１０の処理を実行する。
【００６１】
ここで、一例として、励磁電流をIminからImaxまで３段階に増加させた場合の平均振幅の経時変化をそれぞれ図８の４０１〜４０３に示す。図のように、励磁電流Icoilを増加させると、測定トラックの磁化の熱揺らぎが加速されるため、平均振幅の減少が急ピッチとなる。
【００６２】
次に、ステップ５１１で、IcoilがImaxより大きくなった場合は、ステップ５１２に進む。
ステップ５１２では、チャンバー温度を所定温度だけ上昇させる。
【００６３】
次に、ステップ５１３では、チャンバー温度と上限温度を比較し、上限温度以下であればステップ５０２へ戻る。そして、チャンバー温度が上限温度より大きくなるまで、チャンバー温度を段階的に上昇させながら、ステップ５０２〜ステップ５１２の処理を実行する。
【００６４】
次に、ステップ５１４では、磁場及び熱ストレスが無い場合の臨界時間を次のようにして求める。
まず、ステップ５０２〜５１３で求めた各臨界時間を、横軸にチャンバー温度の逆数、縦軸に臨界時間の対数をとりグラフにプロットする。そして次に、同一励磁電流に対する臨界時間をフィッティングする曲線を最小２乗法によりそれぞれ求め、そして各曲線から室温（２５℃）における臨界時間を計算により求める。
【００６５】
図９にはその一例を示している。本例ではチャンバー温度を室温から室温＋６０℃まで４段階に変化させ、各温度において、励磁電流を０ｍＡ、２．５ｍＡ、５．０ｍＡと３段階に変化させた場合を仮定している。図で■、▲、●で示した各データ点はそれぞれ、励磁電流０ｍＡ、２．５ｍＡ、５．０ｍＡに対応している。また、４２０、４２１、及び４２２は各データ点をフィッティングした曲線である。なお、図で一部のデータ点が欠落しているのは、特定のチャンバー温度と励磁電流の組み合わせでは、熱減磁の速度が速すぎるか、或いは遅すぎて測定不能となっているためである。
【００６６】
次に、各励磁電流について求めた室温における臨界時間の対数値を励磁電流に対してプロットする。そして、臨界時間の対数値をフィッティングする曲線を最小２乗法により求め、そして、本曲線から励磁電流＝０ｍＡにおける臨界時間を計算により求める。
【００６７】
図１０にはその一例を示している。図で横軸は励磁電流、縦軸は臨界時間の対数値である。また、４２３は臨界時間の対数値をフィッティングした曲線である。
そして最後に、本推定値を熱揺らぎ特性の測定結果としてディスプレイ１１０に出力する。
【００６８】
そして、最終的にディスプレイ１１０に表示された熱揺らぎ特性の測定結果から磁気ディスク１０２の良否の判定を行う。例えば、臨界時間が磁気ディスク装置の平均寿命（10年≒３×108秒）より大きければ良品とし、そうでなければ不良と判定する。
【００６９】
なお、本実施形態では、複数の強さの磁場及び複数の強さの熱ストレスに対する臨界時間に対して、２重のカーブフィッティングにより磁場及び熱ストレスの無い場合の臨界時間を求める手順を示したが、重回帰分析を用いて求めるようにしても良い。その場合は、磁場と周囲温度をそれぞれ説明変数、臨界時間を非説明変数とする回帰式を求め、本回帰式により磁場及び熱ストレスの無い場合の臨界時間を算出することになる。
【００７０】
また、本実施形態では、評価装置２０における磁気ヘッド１０１が磁場発生手段を兼ねている例を示したが、磁気ヘッドと磁場発生手段が独立した構成であっても良い。その場合の磁場発生手段は、磁気ヘッドと同様に磁極にコイルを巻きつけた構造を有し、励磁電流により磁場の大きさをコントロールできるものである必要がある。
〔第３の実施形態〕
図１２は本発明の第３の実施形態の熱揺らぎ特性の評価装置３０の概略構成を示すものである。図において、図１の第１の実施形態の評価装置１０ないし図７の第２の実施形態の評価装置２０と同一ないし同等部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７１】
この第３の実施形態は、臨界時間をビットエラーレートが所定値以上となるまでの時間として定義する場合のものであり、その評価装置３０は、図７の第２の実施形態の評価装置２０に対し、磁気ヘッド１０１（再生ヘッド）からの再生信号をリードアンプ１０７により増幅した信号波形の復調を行ってリードデータ１２２を発生する復調回路１１８と、リードデータ１２２を入力し、ビットエラーレートを計測するビットエラーレートカウンタ１１９とが追加されており、評価部１０９は、ビットエラーレートの計測値を入力して計算を行い、最終的に磁気ディスク１０２の熱揺らぎ特性を表すデータを算出する。
【００７２】
この第３の実施形態の評価装置３０が実行する、熱揺らぎ特性の評価試験を実施するための手順は、上述の第２の実施形態と同様である。すなわち、上述の第２の実施形態は、臨界時間をヘッド再生信号の平均振幅が所定値以下となるまでの時間として定義した場合の手順を示したが、臨界時間をビットエラーレートが所定値以上となるまでの時間として定義することの他は第２の実施形態の手順と同じである。
【符号の説明】
【００７３】
１０，２０，３０  熱揺らぎ特性の評価装置
１０１  磁気ヘッド
１０２  磁気ディスク媒体
１０３  ディスク駆動部
１０４  ＸＹステージ
１０５  ライトアンプ
１０６  データジェネレータ
１０７  リードアンプ
１０８  波形測定部
１０９  評価部
１１０  ディスプレイ
１１６  制御部
１１７  ディスプレイ
１１８  復調回路
１１９  ビットエラーレートカウンタ
１２０  インデクス信号
１２１  チャンバー
１２２  リードデータ
１３１  基板
１３２  記録層
１３３  保護層
１３４  潤滑層
１４１  主磁極
１４２  リターンヨーク
１４３  コイル
１４４  ＡＢＳ面
１４５  磁束
【図３】
2011008873.tif 000003
【図６】
2011008873.tif 000004
【図８】
2011008873.tif 000005
【図９】
2011008873.tif 000006
【図１１】
2011008873.tif 000007
【図１】
2011008873.tif 000008
【図２】
2011008873.tif 000009
【図４】
2011008873.tif 000010
【図５】
2011008873.tif 000011
【図７】
2011008873.tif 000012
【図１０】
2011008873.tif 000013
【図１２】
2011008873.tif 000014