(57)【要約】【課題】  非同期ランナウトによる位置ずれの影響を少なくすることにより、極小ライト幅のヘッドを使用した場合でも、オーバーライト特性の測定のバラツキを少なくすることが可能な磁気ディスク媒体のオーバーライト特性の測定方法を提供する。【解決手段】  ヘッドにより第１の周期信号をライトしたテストトラックに第２の周期信号をオーバーライトするステップ２０４と、半径方向にスキャンしてメディアノイズを測定することにより、トータルトラック幅をセクタ毎に求めるステップ２０５と、トータルトラック幅が所定値以下のセクタを有効セクタとして判別するステップ２０６と、有効セクタのリード信号の周波数解析により、第１の周期信号の残留基本波成分を求めるステップ２０７と、第１の周期信号の基本波成分及び、有効セクタの第１の周期信号の残留基本波成分より、オーバーライトの値を算出するステップ２０８とを含む。【選択図】        図２
2007087450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ディスク媒体のテストトラックを含むテスト領域を消去した後、ヘッドによりテストトラックに第１の周期信号をライトするステップと、
前記第１の周期信号がライトされたテストトラックをリードし、リード信号の周波数解析により、前記第１の周期信号の基本波成分を求めるステップと、
前記ヘッドにより第１の周期信号がライトされたテストトラックに第２の周期信号をオーバーライトするステップと、
前記テスト領域を半径方向にスキャンしてメディアノイズを測定することにより、前記第２の周期信号が第１の周期信号にオーバーライトされたテストトラックのトータルトラック幅を当該テストトラックを分割するセクタ毎に求めるステップと、
前記トータルトラック幅が所定値以下のセクタを有効セクタとして判別するステップと、
前記オーバーライトされたテストトラックをセクタ毎にリードし、前記有効セクタのリード信号の周波数解析により、前記第１の周期信号の残留基本波成分を求めるステップと、
前記第１の周期信号の基本波成分及び、前記有効セクタの前記第１の周期信号の残留基本波成分より、オーバーライトの値を算出するステップと
を含むことを特徴とする磁気ディスク媒体のオーバーライト特性の測定方法。
【請求項２】
前記オーバーライトの値は、前記有効セクタ毎の前記第１の周期信号の残留基本波成分の平均値の、前記第１の周期信号の基本波成分に対する比率として算出することを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク媒体のオーバーライト特性の測定方法。
【請求項３】
前記セクタ毎にトータルトラック幅を求めるステップは、
前記テスト領域全体に渡りヘッドを前記磁気ディスク媒体の半径方向にスキャンさせながら、各ヘッド位置において、前記テストトラックを等間隔に分割するセクタ毎にメディアノイズを測定することにより、セクタ毎のメディアノイズのトラックプロファイルを取得し、各トラックプロファイルからトラックの両端エッジ位置を推定することにより、セクタ毎のトータルトラック幅を求めることを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク媒体のオーバーライト特性の測定方法。
【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記録再生特性を評価する際に用いて好適なオーバーライト特性の測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウムやガラスのディスク基板に磁気記録層を形成してなる磁気記録媒体としての磁気ディスクに磁気ヘッドを使ってデータの読み書きを行う代表的なストレージ装置であるハードディスク装置は、近年、１年で１．６から２．０倍という目覚しいペースで高密度化による大容量化が進んでおり、現在では７０Ｇビット／平方インチの面記録密度が達成されている。
その磁気ディスクでは、多数の微小結晶粒で構成される薄い磁性膜(多結晶磁性膜)に面内方向又は垂直方向の磁化を記録する方式が用いられており、高密度化は主に結晶粒を微細化することにより行われるが、微細化すると記録した情報が熱によって不安定になり消失し易くなる、いわゆる熱揺らぎの影響が現れる。そのため結晶粒が保磁できる磁気エネルギを増やすため、媒体の保磁力を高めることが行われている。
【０００３】
しかし、磁気ディスクの保磁力を高めると、ヘッドの記録能力も同時に高めなければならない。記録能力が不足するとオーバーライト特性が悪化したり、磁化遷移をきちんと形成できなくなったりするためである。
そのため、高密度媒体や記録ヘッドの開発においては、オーバーライト特性の評価が重要となっている。オーバーライト特性は、低周波（ＬＦ）信号を記録し、高周波（ＨＦ）信号を重ね書きした時の低周波信号の減衰率で定義されるが、磁気ディスクの電磁変換特性を測定するためのリードライトテスタには大抵これを測定する機能が備えられている。
一方、高密度化のために磁気ディスクの保磁力の向上と共に、ヘッドのライト幅の極小化も行われた。その結果、最新のヘッドのライト幅は２００ｎｍ以下まで極小化が進んでいる。このような極小幅ヘッドに対して、現状のリードライトテスタの機械精度はもはや限界に達しつつある。
【０００４】
このような課題に対応するため、例えば、特許文献１には、セクタデータの消去、書き込み、読み取りの各段階において、セクタ毎にヘッドの位置情報を記録し、その情報を用いて有効データを選別することにより等価的に機械精度を超えたオーバーライト特性の測定を行う方法が開示されている。
また、特許文献２には、オーバーライトしたトラックの半径方向スキャンにより取得した残留ＬＦ信号のマグニチュードのオフトラックプロファイルにより有効データを選別し、同様に機械精度を超えたオーバーライト特性の測定を行う方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−９３０８８号公報
【特許文献２】特開２００５−５６４９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようなオーバーライト特性の測定に関しては、図４に模式的に示したように、非同期ランナウト（ヘッドとディスクの相対位置の回転に非同期的なずれ）の影響が深刻化している。非同期ランナウトにより低周波信号と高周波信号のトラック中心の部分的な位置ずれが発生するので、重ね書きが不完全となり、測定結果が不正確となってしまう。
非同期ランナウトの影響を少なくする手段として、例えばライト幅の広いヘッドを選択することが考えられる。しかしオーバーライト特性はヘッドに強く依存するので、使用できるヘッドが限定されるのは望ましくない。
また、上述の特許文献１の方法では、リードライトテスタの機械精度を超えたオーバーライト特性の測定が可能であるが、リードライトテスタが磁気ディスクに埋め込まれたサーボ信号から位置情報を得るための追加的なハードウェアを必要とすると共に、磁気ディスクにはあらかじめサーボライタによりサーボ信号を書き込んでおく必要があるという問題がある。
【０００６】
そして、特許文献２の方法では、実効トラックの中心位置をオーバーライト後のトラックの再生信号の振幅値のオフトラックプロファイルから推定して有効データを選別しているが、上書きするＨＦ信号の線記録密度が高い場合には、オフトラックプロファイルが歪んだ形状となるため、実効トラックの中心位置の推定が正しく行えなくなる問題がある。
本発明は、上述の点に鑑み、非同期ランナウトによる位置ずれの影響を少なくすることにより、極小ライト幅のヘッドを使用した場合でも、オーバーライト特性の測定のバラツキを少なくすることができ、その結果、測定精度を向上することが可能な磁気ディスク媒体のオーバーライト特性の測定方法を提供することにある。
【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、磁気ディスク媒体のテストトラックを含むテスト領域を消去した後、ヘッドによりテストトラックに第１の周期信号をライトするステップと、第１の周期信号がライトされたテストトラックをリードし、リード信号の周波数解析により、第１の周期信号の基本波成分を求めるステップと、ヘッドにより第１の周期信号がライトされたテストトラックに第２の周期信号をオーバーライトするステップと、テスト領域を半径方向にスキャンしてメディアノイズを測定することにより、第２の周期信号が第１の周期信号にオーバーライトされたテストトラックのトータルトラック幅をテストトラックを分割するセクタ毎に求めるステップと、トータルトラック幅が所定値以下のセクタを有効セクタとして判別するステップと、オーバーライトされたテストトラックをセクタ毎にリードし、有効セクタのリード信号の周波数解析により、第１の周期信号の残留基本波成分を求めるステップと、第１の周期信号の基本波成分及び、有効セクタの第１の周期信号の残留基本波成分より、オーバーライトの値を算出するステップとを含むことを特徴とする。
【０００８】
ここで、オーバーライトの値は、有効セクタ毎の第１の周期信号の残留基本波成分の平均値の、第１の周期信号の基本波成分に対する比率として算出することができる。
また、セクタ毎にトータルトラック幅を求めるステップは、テスト領域全体に渡りヘッドを磁気ディスク媒体の半径方向にスキャンさせながら、各ヘッド位置において、テストトラックを等間隔に分割するセクタ毎にメディアノイズを測定することにより、セクタ毎のメディアノイズのトラックプロファイルを取得し、各トラックプロファイルからトラックの両端エッジ位置を推定することにより、セクタ毎のトータルトラック幅を求めることができる。
本発明においては、まず、テスト領域を消去することにより、磁気モーメントを一方向に整列させてメディアノイズがほぼ零の状態とする。そして、ヘッドをテストトラック位置に位置決めした状態で、テストトラックに第１の周期信号をライトし、第２の周期信号をオーバーライトするが、周期信号がライトされた領域では、磁化遷移状態の不規則性や揺らぎに基づくメディアノイズが発生するので、テスト領域を半径方向にスキャンしてこのメディアノイズを測定することにより、第１の周期信号と第２の周期信号のいずれかがライトされた領域としてのトータルトラック幅を求めることができる。
【０００９】
このトータルトラック幅は、第１の周期信号と第２の周期信号のライト位置のずれの大きさに対応し、それが所定値以下である有効セクタは、第１の周期信号をライトしたテストトラックに対して位置ずれ少なく第２の周期信号がオーバーライトされたセクタであるから、その有効セクタの第１の周期信号の残留基本波成分を用いてオーバーライトの値を算出することにより、非同期ランナウトによる位置ずれの影響が低減される。
【発明の効果】
【００１０】
従って、本発明によれば、非同期ランナウトによる位置ずれの影響が低減されるので、極小ライト幅のヘッドを使用した場合でも、オーバーライト特性の測定値のバラツキを少なくすることができ、その結果、測定精度を向上することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
＜リードライトテスタの構成＞
図１は、本発明の実施形態において、オーバーライト特性の測定に使用されるリードライトテスタ１００の構成を示したものである。
図１に示されているように、磁気ディスク１０１はスピンドルモータ１０２の回転軸に固定され、モータードライバ１０３により回転される。ロードビーム１１３の先端にはヘッド１０４が取り付けられている。ヘッド１０４は記録用のインダクティブヘッド（ライトヘッド）と、再生用のＭＲ（Ｍａｇｎｅｔｏ  Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）ヘッド（リードヘッド）から構成されている。磁気ディスク１０１が回転している間、ヘッド１０４は磁気ディスク１０１の記録面上を浮上しながら、ヘッド位置決め機構１０５により半径方向に移動する。これによりヘッド１０４は磁気ディスク１０１の記録面内の任意の位置にアクセスすることができる。
【００１２】
データジェネレータ１０８が発生するライトデータは、ライトアンプ１０６によりパターンに応じて方向の変化するライト電流に変換され、ヘッド１０４に磁束の変化を生じさせ、磁気ディスク１０１に対する信号の記録が行われる。
ヘッド１０４からのリード信号１２１は、リードアンプ１０７により増幅され、その出力はスペクトラムアナライザ１０９に入力される。タイミング発生回路１１４にはスピンドルモータ１０２からインデクスパルス信号１２４とセクタパルス信号１２５が入力されている。インデクスパルス信号１２４はスピンドルモータ１０２が１回転する毎に１回出力されるパルス信号である。セクタパルス信号１２５はインデクスパルス信号１２４を２５６個等間隔に分割した信号である。磁気ディスク１０１の記録面に記録されたトラックはセクタパルス信号１２５により複数の等間隔の論理的なセクタに分割される。タイミング発生回路１１４はコンピュータ１１１の設定に基づき、ゲート信号１２３の論理セクタ毎のＯＮ／ＯＦＦを行う。スペクトラムアナライザ１０９はゲート信号１２３がＯＮの期間のみリード信号２０１を取り込み周波数解析を実行する。
【００１３】
そして、リードライトテスタ１００の各部はコンピュータ１１１が発生する各種制御信号により制御される。それらは例えばヘッド位置決め機構１０５に対する位置決めの制御信号であり、或いはデータジェネレータ１０８に対するデータ出力の制御信号である。また、スペクトラムアナライザ１０９のスペクトラムデータは信号線１２６を介してコンピュータ１１１に送られる。
＜オーバーライト特性の測定手順＞
次に、このリードライトテスタ１００を用いた本発明の実施形態におけるオーバーライト特性の測定手順について説明する。
なお、「トラックにライト」とは、ヘッド１０４を構成するライトヘッド（好ましくはその中心）を半径方向の特定のトラック位置（例えばテストトラック位置）に位置決めした状態でそのライトヘッドにより磁気ディスク１０１に信号を書き込むことをいい、「トラックをリード」とは、ヘッド１０４を構成するリードヘッド（好ましくはその中心）を半径方向の特定のトラック位置（例えばテストトラック位置）に位置決めした状態でそのリードヘッドにより磁気ディスク１０１から信号を読み出すことをいう。
〔起動〕
磁気ディスクの特性評価を行うために、操作者はまず図１のコンピュータ１１１の図示しないプログラムを起動させる。プログラムは最初に磁気ディスク１０１をスピンドルモータ１０２の回転軸に固定した後、これを一定の回転数で回転させ、ヘッド１０４を磁気ディスク１０１の記録面内のテストトラック１１２に移動させる。
〔ＤＣイレーズ〕
そして、図２のステップ２０１に示すように、ヘッド１０４によりテストトラック１１２を含む磁気ディスク１０１のテスト領域全体をＤＣイレーズ（直流消去）する。これを行うために、プログラムはまず磁気ディスク１０１が１回転する間、ライトアンプ１０６から一定の電流をヘッド１０４の図示しないコイルに供給し、図示しないヘッドギャップから一定の漏れ磁界を発生させる。これにより磁気ディスク１０１のヘッドギャップ下のトラックの磁気モーメントが一定の方向に整列する。これをテスト領域内で半径方向にヘッドを移動させながら、十分に広い領域がＤＣイレーズされるまで繰り返し行う。
〔第１の周期信号ライト〕
次に、図２のステップ２０２に示すように、テストトラック１１２に第１の周期信号（好ましくはＬＦ信号）を１周分ライトする。これを行うために、プログラムはヘッド１０４をテストトラックの中心（テストトラック位置）に移動させ、ライトアンプ１０６により周期的に方向が反転するライト電流をヘッド１０４の図示しないコイルに供給する。これを磁気ディスク１０１が１回転する間行うことにより、一定の周波数の周期信号を表す磁気モーメントのパターンがテストトラック１１２に形成される。
〔第１の周期信号リード・基本波成分抽出〕
次に、図２のステップ２０３に示すように、テストトラックを１周分リードし、周波数解析により第１の周期信号の基本波成分を求め、これを記録する。これを行うために、プログラムはまずヘッド１０４（のリードヘッド）によりテストトラックの信号を再生し、次に、タイミング発生回路１１４に対して磁気ディスク１０１が１回転する間ゲート信号１２３がＯＮとなるように設定し、さらにスペクトラムアナライザ１０９にリード信号１２２を１周分取り込ませ、フーリエ変換させてスペクトラムを表示させる。そしてそのスペクトラムをコンピュータ１１１に転送する。本スペクトラムは第１の周期信号の基本波とその奇数次の高調波を含む複数のピークを有するが、この内、基本波のピーク電圧を読み取る。そしてこれを第１の周期信号の基本波成分として記録する。
〔第２の周期信号オーバーライト〕
次に、図２のステップ２０４に示すように、テストトラックに第２の周期信号（好ましくはＨＦ信号）をオーバーライトする。この操作はライトする周期信号の周波数が異なることを除き、図２のステップ２０２の処理と同様である。
〔セクタ毎のトータルトラック幅測定〕
次に、図２のステップ２０５に示すように、テスト領域の半径方向スキャンにより、セクタ毎のトータルトラック幅を求め、これらを記録する。この具体的な手順は図３のステップ２１１〜２１６に示されている。
（メディアノイズ測定によるセクタ毎のトラックプロファイル作成）
すなわち、まず図３のステップ２１１に示すように、プログラムはヘッド１０４を磁気ディスク１０１の半径方向のテスト領域における新しい位置へ移動させ、磁気ディスク１０１から信号をリードする。ここでテスト領域における新しい位置は、最初はテスト領域の内周側の開始位置に設定される。
【００１４】
次に、図３のステップ２１２〜２１４に示すように、現ヘッド位置におけるセクタ毎のメディアノイズの測定を行うためのループを実行する。
まず、図３のステップ２１２に示すように、リード信号のフーリエ変換により、次のセクタの周波数スペクトラムを求める。ここで次のセクタは、最初はトラックの先頭セクタ（セクタ１）に設定される。これを行うために、プログラムはまずセクタ１がヘッド１０４を通過する期間のみゲート信号１２３がＯＮとなるようにタイミング発生回路１１４を設定する。そしてスペクトラムアナライザ１０９に対してセクタ１のリード信号１２２の取り込みを行わせ、フーリエ変換させて周波数スペクトラムを表示させる。そしてこれをコンピュータ１１１に転送する。
次に、図３のステップ２１３に示すように、周波数スペクトラムからノイズパワースペクトラムを抽出し、これを所定の周波数範囲で積分してメディアノイズを求め、これをセクタ毎のトラックプロファイルのデータ点として記録する。ここで周波数スペクトラムは第２の周期信号の基本波とその奇数次の高調波、第１の周期信号の基本波の残留分とその奇数次の高調波の残留分を含む複数のピークを有するが、ノイズパワースペクトラムはこれらのピークを除去することにより抽出される。そして、図３のステップ２１２〜２１３の処理を全てのセクタ（１〜Ｎ）について繰り返し行う。
【００１５】
さらに、図３のステップ２１１〜２１４の処理を、ヘッド位置を半径方向に一定の間隔で移動させながら、ヘッドがテスト領域全体を横断するまで繰り返し行う。その結果、図５に示すようなメディアノイズのトラックプロファイルがセクタ毎に得られる。ここで、メディアノイズが所定のレベルを超えている部分はヘッドにより第１又は第２の周期信号のパターンが記録されている部分に対応する。
（セクタ毎のトータルトラック幅算出）
次に、図３のステップ２１６に示すように、セクタ毎のメディアノイズのトラックプロファイルから、セクタ毎のトラックの両端エッジ位置を推定し、トータルトラック幅を求め、これらを記録する。ここでトラックプロファイルからセクタ毎の両端エッジ位置を推定するために、周知の方法を適用することができる。例えば、図５のトラックプロファイルを台形近似し、振幅の５０％におけるヘッド位置を両端エッジ位置とする。そして両端エッジ位置の間隔を当該セクタのトータルトラック幅として記録する。これを全セクタ（セクタ１〜Ｎ）について行う。
【００１６】
セクタ毎のトータルトラック幅は、オーバーライト時のヘッドの位置ずれにより、通常ヘッドのライト幅よりも広くなる。オーバーライト時のヘッドの平均位置ずれ量はセクタ毎に異なり、平均位置ずれ量が大きいほど、セクタのトータルトラック幅は大きくなる（図６参照）。
（有効セクタ判別）
次に、図２のステップ２０６に示すように、トータルトラック幅を所定値と比較し、所定値以下のセクタを有効セクタとして記録する。ここで所定値として適切な値はヘッドのライト幅の１２０％程度の値である。そのため有効セクタは、オーバーライト時のヘッドの平均位置ずれ量が比較的少ない、すなわちオーバーライトが正常に行われているセクタのみとなる。
（有効セクタリード・残留基本波成分抽出）
次に、図２のステップ２０７に示すように、テストトラック１１２の各有効セクタをリードし、周波数解析により、有効セクタ毎の第１の周期信号の残留基本波成分を求め、これらを記録する。この処理は、測定をトラック全体ではなく、有効セクタに対して行うこと、及びオーバーライト前ではなくオーバーライト後のテストトラック１１２について行うことを除き、図２のステップ２０３に示した処理と同様である。
（オーバーライト値算出）
最後に、図２のステップ２０８に示すように、第１の周期信号の基本波成分と、有効セクタ毎の第１の周期信号の残留基本波成分より、オーバーライトの値を算出する。ここでオーバーライトの値は、図２のステップ２０７で求めた有効セクタ毎の第１の周期信号の残留基本波成分の平均値の、図２のステップ２０３で求めた第１の周期信号の基本波成分に対する比率として与えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態においてオーバーライト特性の測定に用いるリードライトテスタの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態におけるオーバーライト特性の測定手順を示すフローチャートである。
【図３】図２の実施形態のステップ２０５の詳細手順を示すフローチャートである。
【図４】オーバーライト特性の測定時に生じる非同期ランナウトの説明図である。
【図５】本発明の実施形態におけるオフトラックプロファイルの例（その１）である。
【図６】本発明の実施形態におけるオフトラックプロファイルの例（その２）である。
【符号の説明】
【００１８】
１００    リードライトテスタ
１０１    磁気ディスク媒体
１０２    スピンドルモータ
１０４    ヘッド
１１２    テストトラック
【図１】
2007087450.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2007087450.tif 000007
【図６】
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