(57)【要約】【課題】  磁気ヘッドにより磁気ディスク媒体に読み書きすることで短時間でのイレーズバンド幅の測定を可能とする。【解決手段】  イレーズバンドの幅を測定すべきテストトラックの周辺をＤＣイレーズした後、所定周波数の周期信号をテストトラックに記録するテストトラック記録ステップ１０１，１０２と、テストトラックに隣接するイレーズ位置を徐々にテストトラックの中心に移動させながら、各イレーズ位置を順次ＤＣイレーズすると共に、各イレーズ位置のＤＣイレーズを行う度に、テストトラックのトラックエッジにおいて残留信号を再生して残留信号の信号強度とメディアノイズを測定し、これらを記録するイレーズ残留信号測定ステップ１０３〜１１０と、各イレーズ位置に対する残留信号の信号強度及びメディアノイズの測定データに基づいて、イレーズバンドの幅を算出するイレーズバンド幅算出ステップ１１１〜１１３とを含む。【選択図】        図６
2005209274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ヘッドにより磁気ディスク媒体に信号を記録する際にトラックの端部に形成されるイレーズバンドの幅を測定するイレーズバンド幅の測定方法において、
少なくとも前記イレーズバンドの幅を測定すべき前記磁気ディスク媒体のテストトラックの周辺をＤＣイレーズした後、前記磁気ヘッドにより所定周波数の周期信号を当該テストトラックに記録するテストトラック記録ステップと、
前記磁気ディスク媒体の前記テストトラックに隣接するイレーズ位置を徐々に前記テストトラックの中心に移動させながら、前記磁気ヘッドにより各イレーズ位置を順次ＤＣイレーズすると共に、各イレーズ位置のＤＣイレーズを行う度に、前記テストトラックのトラックエッジにおいて残留信号を再生して当該残留信号の信号強度とメディアノイズを測定し、これらを記録するイレーズ残留信号測定ステップと、
前記各イレーズ位置に対する前記残留信号の信号強度及びメディアノイズの測定データに基づいて、前記イレーズバンドの幅を算出するイレーズバンド幅算出ステップとを含むことを特徴とするイレーズバンド幅の測定方法。
【請求項２】
前記イレーズバンド幅算出ステップは、
前記各イレーズ位置に対する前記残留信号の信号強度の測定データから、ＤＣイレーズにより信号強度が減少を開始する第１のイレーズ位置を算出するステップと、
前記各イレーズ位置に対する前記残留信号のメディアノイズの測定データから、ＤＣイレーズによりメディアノイズが減少を開始する第２のイレーズ位置を算出するステップと、
前記第１のイレーズ位置と第２のイレーズ位置との差の絶対値をイレーズバンドの幅として算出するステップとを含むことを特徴とする請求項１に記載のイレーズバンド幅の測定方法。
【請求項３】
前記磁気ヘッドは、記録ヘッドと再生ヘッドを備え、前記ＤＣイレーズ及び所定周波数の周期信号の記録は当該記録ヘッドを用いて行い、前記残留信号の再生は当該再生ヘッドを用いて行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のイレーズバンド幅の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ヘッドにより磁気ディスク媒体に信号を記録する際にトラックの端部に形成されるイレーズバンドの幅を測定するイレーズバンド幅の測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスク装置は、高速回転する磁気ディスク媒体上に、磁気ヘッドを浮上させてディジタル情報を読み書きする大容量外部記憶装置として知られており、このようなハードディスク装置では、磁気ディスク媒体を同一のスピンドル軸に１枚以上積み重ねたものを使用し、磁気ディスク媒体の各面に対応して少なくとも１個以上の磁気ヘッドを搭載したアームを設けて、これを半径方向に移動させて、目的のトラックを選択して記録・再生を行っている。
記録を行うためのライト（記録）ヘッドとしては、主に図２の２０に示したようなインダクティブヘッドが用いられている。インダクティブヘッドはリング形状のコア２１の一部分にコイル２２を巻きつけた構造となっている。コア２１の一方の端にはギャップ２４が設けられおり、ギャップ２４の両端が磁極を形成している。コイル２２にライト電流を流したときに発生するギャップ２４からの漏れ磁界を利用して磁気ディスク媒体１への記録を行っている。
【０００３】
一方、リード（再生）ヘッドは、磁界の変化を電気抵抗率の変化に変換するＭＲ（Magneto Resistive）素子（磁気抵抗効果素子）が一般に用いられている。さらに最近ではＭＲ素子に対して感度が約２倍高いＧＭＲ（Giant Magneto Resistive）素子も使われるようになっている。
ところで、ライトヘッド２０のギャップ２４から発生する磁界は、エッジ効果によりトラックの両側に広がりを持っている。広がりの端の方は磁界が弱いため、磁気ディスク媒体１が飽和磁化されない。そのため図３に示したように信号を記録したトラック３２の両端にイレーズバンド３１が形成される。イレーズバンド３１は磁気モーメントがランダムに配列している領域である。すなわち本領域ではメディアノイズが支配的となっている。メディアノイズとは磁化遷移状態の不規則性や揺らぎに基づくノイズである。
【０００４】
ところで、信号の記録されているトラックを消去する場合、一般にＤＣ（直流）イレーズを行う。ＤＣイレーズは比較的大きいＤＣ電流をライトヘッドに供給することによりトラックを一方向に飽和磁化する処理であり、ＤＣイレーズを行ったトラックにはイレーズバンドは通常形成されない。
イレーズバンドは、主に記録ヘッドの形状（ギャップ幅、ライト幅、ポール長等）や磁極材料の特性によりその幅が決まる。また記録時の条件（記録電流、記録周波数等）によっても幅が変わる。ちなみに最近のライト幅が２００ｎｍ〜３００ｎｍのヘッドではイレーズバンドの幅は１０ｎｍ〜２０ｎｍ程度である。
このようなイレーズバンドは、トータルのトラック幅を増加させるので、磁気ディスク媒体の１枚当たりの記憶容量に制約を与える。そのため、磁気ディスク媒体の高記録密度化のためのヘッドやディスクの研究開発では、イレーズバンド幅を測定して特性を評価することが重要となっている。
【０００５】
従来、イレーズバンド幅を測定するために幾つかの方法が用いられてきた。その一つは、磁気力顕微鏡（ＭＦＭ：Magnetic Force Microscope）を用いる方法である。磁気力顕微鏡は、測定試料の磁気特性（磁区状態など）を探針で非接触により走査して検知し、これをモニタに画像化する装置である。
また別の方法は、非特許文献１に開示されている。本方法はスピンスタンドとスペクトラムアナライザを使用する。本方法はまず、テストトラックの周辺をＤＣイレーズする。次に記録ヘッドにより同一線記録密度の２つの参照トラックを互いに隣接して記録する。次に２つの参照トラックの中心に異なる線記録密度のテストトラックを記録する。次にテストトラックを中心にトラックスキャンを実行する。
この時スペクトラムアナライザを用いて２本の参照トラックとテストトラックの再生信号強度を測定し、それぞれのトラックプロファイルを取得する。さらに得られた３個のトラックプロファイルをデータ処理することによりイレーズバンド幅を求める。
【特許文献１】特開２０００−３３９６０１号公報
【特許文献２】特開２０００−１９５０１２号公報
【特許文献３】特開２００２−９３０８８号公報
【非特許文献１】"Effects of Current and Frequency on Write, Read, and Erase Widths for Thin-Film Inductive and Magnetoresistive Heads"（IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 25, No. 1, January 1989）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上述のＭＦＭによる方法は、装置の調整、測定及び後処理に時間がかかる問題があり、非特許文献１に開示の方法は、ＭＦＭによる方法に比べ測定時間が短いという利点があるが、テストトラックの他に２本の異なる線記録密度の参照トラックを必要とするため、処理が複雑となる問題がある。
本発明は、上述の点に鑑み、磁気ヘッドにより磁気ディスク媒体に読み書きすることで短時間での測定を可能とすると共に、その際に余分な参照トラックを必要とせずに測定可能とするイレーズバンド幅の測定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】
本発明は、上述の目的を達成するため、磁気ヘッドにより磁気ディスク媒体に信号を記録する際にトラックの端部に形成されるイレーズバンドの幅を測定するイレーズバンド幅の測定方法において、少なくとも前記イレーズバンドの幅を測定すべき前記磁気ディスク媒体のテストトラックの周辺をＤＣイレーズした後、前記磁気ヘッドにより所定周波数の周期信号を当該テストトラックに記録するテストトラック記録ステップと、前記磁気ディスク媒体の前記テストトラックに隣接するイレーズ位置を徐々に前記テストトラックの中心に移動させながら、前記磁気ヘッドにより各イレーズ位置を順次ＤＣイレーズすると共に、各イレーズ位置のＤＣイレーズを行う度に、前記テストトラックのトラックエッジにおいて残留信号を再生して当該残留信号の信号強度とメディアノイズを測定し、これらを記録するイレーズ残留信号測定ステップと、前記各イレーズ位置に対する前記残留信号の信号強度及びメディアノイズの測定データに基づいて、前記イレーズバンドの幅を算出するイレーズバンド幅算出ステップとを含むことを特徴とする。
【０００８】
ここで、前記イレーズバンド幅算出ステップは、前記各イレーズ位置に対する前記残留信号の信号強度の測定データから、ＤＣイレーズにより信号強度が減少を開始する第１のイレーズ位置を算出するステップと、前記各イレーズ位置に対する前記残留信号のメディアノイズの測定データから、ＤＣイレーズによりメディアノイズが減少を開始する第２のイレーズ位置を算出するステップと、前記第１のイレーズ位置と第２のイレーズ位置との差の絶対値をイレーズバンドの幅として算出するステップとを含むことが好ましく、前記磁気ヘッドは、記録ヘッドと再生ヘッドを備え、前記ＤＣイレーズ及び所定周波数の周期信号の記録は当該記録ヘッドを用いて行い、前記残留信号の再生は当該再生ヘッドを用いて行うことが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、磁気ヘッドにより磁気ディスク媒体に読み書きすることでイレーズバンド幅を測定するものであるから、イレーズバンド幅を短時間で測定することが可能であり、余分な参照トラックを必要としないため処理がシンプルであり、実現が容易である。
従って、そのイレーズバンド幅による磁気ヘッド又は／及び磁気ディスク媒体の特性評価を効率化、省力化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施形態としては、スピンスタンドを備えるリードライト試験装置に記録ヘッドと再生ヘッドを備える磁気ヘッド及び磁気ディスク媒体を装着して本発明の測定方法を適用することが好ましい。
本発明により測定するイレーズバンド幅（イレーズバンド幅算出ステップで算出するイレーズバンド幅）は、リードライト試験装置に装着する磁気ヘッドと磁気ディスク媒体の組合せ特性を示すものであり、磁気ヘッドと磁気ディスク媒体の一方に基準のものを用いれば、他方の特性を示すものとなる。
【実施例】
【００１１】
次に本発明の実施例について説明する。図１は本発明に係るイレーズバンド幅の測定方法の実施例に使用するリードライト試験装置の構成を示したものである。リードライト試験装置９は、スピンスタンド３、信号発生器６、スペクトラムアナライザ７、コントローラ１１から構成されている。
スピンスタンド３は、磁気ディスク媒体１を回転させるためのスピンドルモータ８、磁気ヘッドとしてのヘッドスライダ２、ヘッドスライダ２をロード・アンロードするためのロード・アンロード機構１５、ヘッドスライダ２を磁気ディスク媒体１上の任意のトラックに位置決めするためのヘッド位置決め機構１０、リードライトアンプ１４から構成されている。
ヘッドスライダ２は、インダクティブ方式のライトヘッド２０と、ＭＲ素子を使用したリードヘッド（不図示）を含んでいる。
【００１２】
リードライトアンプ１４は、ライト電流を発生するためのライトアンプ（不図示）と、ヘッド信号を増幅するためのリードアンプ（不図示）から構成されている。リードライトアンプ１４のライト電流出力端子はライト電流信号線１７を介してライトヘッド４のコイルに接続されている。またリードヘッドの出力はＭＲ信号線１６を介してリードライトアンプ１４のアンプ入力端子に接続されている。
コントローラ１１は、通信回線１２により、スピンスタンド３、信号発生器６、スペクトラムアナライザ７と接続されており、各種コマンドによりこれらのリモート制御が可能となっている。このコントローラ１１は、パーソナルコンピュータ、オペレーティングシステム、リードライト試験装置９の制御プログラムから構成されている。
次に、この実施例のイレーズバンド幅の測定手順について説明する。図６は、実施例のイレーズバンド幅の測定手順を示したフローチャートである。この測定手順においては、ステップ１０１，１０２が本発明のテストトラック記録ステップを、ステップ１０３〜１１０が本発明のイレーズ残留信号測定ステップを、ステップ１１１〜１１３が本発明のイレーズバンド幅算出ステップをそれぞれ構成している。
【００１３】
まず、図６のステップ１００に示したように、最初に測定の準備を行う。そのためまず、磁気ディスク媒体１をスピンスタンド３にセットし、所定の回転数で回転させる。磁気ディスク媒体１が定常回転数（例えば４５００ｒｐｍ）に達したらヘッド位置決め機構１０によりヘッドスライダ２を所定のロード位置（例えば磁気ディスク媒体１の記録面の外周部）に移動させる。そしてロード・アンロード機構１５によりヘッドスライダ２を磁気ディスク媒体１の記録面上に降下させて浮上させる。以上により測定の準備が完了する。
次に、図６のステップ１０１に示したように、テストトラックの周辺をＤＣイレーズする。ＤＣイレーズはトラック全体を同一方向に飽和磁化する処理である。ＤＣイレーズはライトヘッド４のコイルに５０ｍＡ〜６０ｍＡ程度のＤＣ電流を一定時間供給することにより行うことができる。テストトラックとしては磁気ディスク媒体１の記録面内の任意のトラックを選ぶことができる。本ステップではテストトラックだけでなく、本トラックの周辺のトラックも一括してＤＣイレーズする。
【００１４】
次に、図６のステップ１０２に示したように、テストトラックに周期信号を１周分記録する。そのためまず、テストトラックの中心位置にライトヘッド４を移動する。次に信号発生器５から所定周波数（例えば１０ＭＨｚ）の方形波信号を発生させる。リードライトアンプ１４は方形波信号を一定の周期で極性が反転するライト電流に変換する。ライト電流はライト電流信号線１７を介してライトヘッド４のコイルに供給され、ギャップ部から発生する漏れ磁界がギャップ下のトラックの磁化方向をライト電流の極性に基づいて変化させる。その結果、テストトラックとして図３に示すデータトラック３２とこれに隣接するイレーズバンド３１が磁気ディスク媒体１に記録される。
次に、図６のステップ１０３に示したように、テストトラックの内周側の半径位置に最初のイレーズ位置を設定する。ここで最初のイレーズ位置は、十分なテストトラックとの間隔を有していることが望ましい。少なくともＤＣイレーズによりテストトラック（イレーズバンドを含む）が消去されないだけの距離が必要である。例えば図４の３５に示したように、テストトラックの中心からライトヘッド２０の記録幅の１．５倍だけ内周側の位置に設定する。
【００１５】
次に、図６のステップ１０４に示したように、新たに設定されたイレーズ位置にライトヘッドを移動し、１周分ＤＣイレーズを行う。
次に、図６のステップ１０５に示したように、リードヘッド（の中心）をテストトラックの内周側のトラックエッジ（図４の３３で示したデータトラック３２の端縁位置）に移動し、イレーズ後の残留信号を再生する。再生信号はＭＲ信号線１６を介してリードライトアンプ１４に入力され、１００〜２００ｍＶｐｐ程度の振幅に増幅される。本信号はリード信号線１３を介してスペクトラムアナライザ７の信号入力端子に入力される。
次に、図６のステップ１０６に示したように、スペクトラムアナライザ７により再生信号の周波数解析を行い、スペクトラムを求める。そのためまずスペクトラムアナライザ７の解析周波数範囲を例えば０Ｈｚ〜２００ＭＨｚ、解析周波数分解能を１００Ｈｚに設定する。そしてスペクトラムアナライザ７の掃引を実行し、スペクトラムアナライザ７のモニタ画面にスペクトラム画像を表示させる。本スペクトラムは図５に示したように１０ＭＨｚの基本波（Ｈ１）と奇数次の高調波（Ｈ３，Ｈ５，Ｈ７，・・・）の信号成分と、ほぼ解析周波数範囲に広がるノイズ成分５０を含んでいる。
【００１６】
次に、図６のステップ１０７に示したように、再生信号の信号強度を測定する。そのためスペクトラムアナライザ７のモニタ画面のスペクトラム画像から、１０ＭＨｚの基本波成分（Ｈ１）のピーク振幅値を読み取る。そしてこれをイレーズ位置に対応した値として記録する。
次に、図６のステップ１０８に示したように、終了条件が満たされているか否かの判定を行う。終了条件としては例えば、ステップ１０７における残留信号の信号強度の低下率や、現在のイレーズ位置とテストトラックの中心位置との距離を条件とする。前者の場合例えば、残留信号の信号強度が最大値に対して５０％未満に低下した場合に終了条件が満たされたと判定する。
終了条件が満たされていない場合は測定を継続し、図６のステップ１０９に示したように残留信号のメディアノイズを計算する。そのため図６のステップ１０６で求めた残留信号のスペクトラムにおいて斜線で示した部分の面積を求める。そしてこれをイレーズ位置に対応した値として記録する。
【００１７】
次に、図６のステップ１１０に示したように、イレーズ位置を微小量だけ外周方向（テストトラックの方向）に移動し、新たなイレーズ位置を設定する。次に図６のステップ１０４に戻り、この新たに設定されたイレーズ位置にライトヘッドを移動し、再び１周分イレーズを行う。
以下同様にして、図６のステップ１０４からステップ１１０までの処理を繰り返し行う。繰り返し回数が増える度に、イレーズ位置が徐々にテストトラックの中心に近づいていく。その結果、テストトラックが徐々に内周側から消去され、残留信号の信号強度が減少し、またメディアノイズの測定値も同じく徐々に減少する。
そのため、図４に示したように、イレーズ位置対信号強度のデータ４０の値とイレーズ位置対メディアノイズのデータ４１の値はいずれもあるヘッド位置から単調に減少する特性を示すようになる。図４に示したように、イレーズ位置対メディアノイズのデータ４１の値が減少を開始するヘッド位置は、イレーズ位置対信号強度のデータ４０の値が減少を開始するヘッド位置よりもイレーズバンドの幅３１の分だけ内周寄りとなる。
【００１８】
図６のステップ１０４からステップ１１０までの処理の繰り返しを何回か行うことにより、前述したステップ１０８における終了条件が満足され、繰り返しを終了して測定データからイレーズバンド幅を計算するための処理に移る。
まず、図６のステップ１１１に示したように、イレーズ位置対信号強度のデータ４０から信号強度が減少を始めるヘッド位置（第１のイレーズ位置）Ｐ１を求める。そのためまず、図４に示したようにイレーズ位置対信号強度のデータ４０の各データ点において、信号強度が最大値の例えば５０％〜９０％の範囲にあるデータ点を近似する直線Ｌ１を求める。次にイレーズ位置対信号強度のデータ４０の各データ点において、内周側の数個のデータ点を近似する直線Ｌ２を求める。さらにＬ１とＬ２の交点を計算し、交点におけるヘッド位置Ｐ１を求める。
【００１９】
次に、図６のステップ１１２に示したように、イレーズ位置対メディアノイズのデータ４１からメディアノイズが減少を始めるヘッド位置（第２のイレーズ位置）Ｐ２を求める。そのためまず、図４に示したようにイレーズ位置対メディアノイズのデータ４１の各データ点において、メディアノイズが例えば最大値の５０％〜９０％の範囲にあるデータ点を近似する直線Ｌ３を求める。次にイレーズ位置対メディアノイズのデータ４１の各データ点において、内周側の数個のデータ点を近似する直線Ｌ４を求める。さらにＬ３とＬ４の交点を計算し、交点におけるヘッド位置Ｐ２を求める。
最後に図６のステップ１１３に示したように、Ｐ１とＰ２の差の絶対値を計算し、これをイレーズバンド幅とする。
上述した一連の処理は図１に示したコントローラ１１のプログラムによってほぼ自動的に行なわれる。測定に要する時間は１回当たり数分程度である。これに対して従来のＭＦＭによる方法では装置の調整時間を含めると３０分〜４０分の時間を要していた。
【００２０】
なお、本実施例ではテストトラックの内周側からテストトラックの中心に向かってイレーズ位置を外周方向に徐々にずらしながら測定を行う例を説明したが、テストトラックの外周側からテストトラックの中心に向かってイレーズ位置を内周方向に徐々にずらしながら測定を行うようにしても良い。
また、本実施例ではトラックを円周方向に磁化する長手記録の場合について説明したが、本方法は垂直記録に適用することも可能である。その場合の測定方法は長手記録と同様となる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明は、磁気ヘッドにより磁気ディスク媒体の読み書きを行ってイレーズバンド幅を測定するものであるから、その測定結果により磁気ヘッド又は／及び磁気ディスク媒体の特性を評価し、高記録密度化のための研究開発に活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る実施例に使用するリードライト試験装置を示す構成図である。
【図２】磁気ヘッドのライトヘッドによる磁気ディスク媒体への記録原理を示す説明図である。
【図３】データトラックとイレーズバンドを示す模式図である。
【図４】本発明に係る実施例のイレーズバンド幅の計算方法を示す説明図である。
【図５】本発明に係る実施例の残留信号を示すスペクトラムである。
【図６】本発明に係る実施例のイレーズバンド幅の測定手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２３】
１    磁気ディスク媒体
２    磁気ヘッド
３    スピンスタンド
９    リードライト試験装置
２０    記録ヘッド
３１    イレーズバンド
３２    データトラック
１０１，１０２    テストトラック記録ステップ
１０３〜１１０    イレーズ残留信号測定ステップ
１１１〜１１３    イレーズバンド幅算出ステップ
Ｐ１    第１のイレーズ位置
Ｐ２    第２のイレーズ位置
【図１】
2005209274.tif 000003
【図２】
2005209274.tif 000004
【図３】
2005209274.tif 000005
【図４】
2005209274.tif 000006
【図５】
2005209274.tif 000007
【図６】
2005209274.tif 000008