(57)【要約】【課題】磁気記録層上に保護膜を有する磁気記録媒体について、光学的測定を行うことなく電磁変換特性検査工程の中で保護膜厚検査も同時に行うことが可能となる方法を提供する。【解決手段】本発明に係る磁気記録媒体の保護膜厚測定方法は、被測定媒体と保護膜厚が測定済みの参照用媒体のそれぞれについて、波数ｋ1の正弦波信号を書き込み、再生信号振幅Ａ1を測定し、次いで、前記波数ｋ1と異なる波数ｋ2の正弦波信号を書き込み、再生信号振幅Ａ2を測定した後、それぞれの媒体について読み出し距離ｄ1、ｄ0を算出し、前記被測定媒体の読み出し距離ｄ1と前記参照用媒体の読み出し距離ｄ0との差から被測定媒体の保護膜厚を算出することを特徴とする。【選択図】図２
2009032366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気記録層上に保護膜を有する磁気記録媒体の保護膜厚測定方法であって、
被測定媒体と保護膜厚が測定済みの参照用媒体のそれぞれについて、磁気記録再生ヘッドを用いて波数ｋ1の正弦波信号を書き込み、再生信号振幅Ａ1を測定し、次いで、前記波数ｋ1と異なる波数ｋ2の正弦波信号を書き込み、再生信号振幅Ａ2を測定した後、それぞれの媒体について読み出し距離ｄ1、ｄ0を以下の式（ａ）で算出し、
ｄ＝ｌｎ（Ａ1／Ａ2）／（ｋ2−ｋ1）・・・（ａ）
前記被測定媒体の読み出し距離ｄ1と前記参照用媒体の読み出し距離ｄ0との差から被測定媒体の保護膜厚を算出することを特徴とする磁気記録媒体の保護膜厚測定方法。
【請求項２】
前記被測定媒体と前記参照用媒体とで、同一の半径位置で異なる周波数により正弦波信号を書き込むことを特徴とする請求項１に記載の保護膜厚測定方法。
【請求項３】
波数ｋ1の正弦波信号を磁気記録媒体に記録する第１の磁気記録手段と、
前記波数ｋ1とは異なる波数ｋ2の正弦波信号を前記磁気記録媒体に記録する第２の磁気記録手段と、
前記磁気記録媒体に記録された信号を再生する手段と、
再生信号から前記波数ｋ1の信号成分のみを抽出する第１のフィルタリング手段と、
前記再生信号から前記波数ｋ2の信号成分のみを抽出する第２のフィルタリング手段とを有し、
被測定媒体と保護膜厚が測定済みの参照用媒体のそれぞれについて、前記波数ｋ1の信号成分の再生信号振幅Ａ1、及び前記波数ｋ2の信号成分の再生信号振幅Ａ2を測定し、読み出し距離ｄ1、ｄ0を以下の式（ａ）によって算出し、
ｄ＝ｌｎ（Ａ1／Ａ2）／（ｋ2−ｋ1）・・・式（ａ）
前記被測定媒体の読み出し距離ｄ1と前記参照用媒体の読み出し距離ｄ0との差から被測定媒体の保護膜厚を算出することを特徴とする磁気記録媒体評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、ハードディスク用磁気記録媒体の評価技術に関し、より具体的には、磁気記録媒体の磁気記録層上に形成される保護膜の厚さの検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、コンピュータや携帯情報端末などの記憶装置には、磁気ディスク記憶装置が広く用いられている。磁気ディスク装置では、高速回転する磁気ディスク（磁気記録媒体）上に磁気記録再生ヘッド（以下、単にヘッドとも称す。）を浮上させて、磁気ディスクに対する信号の読み書きを行なっている。
【０００３】
このような磁気記録媒体は、一般的に、基板上に磁気記録層を形成し、その上に保護膜を形成するという工程を経て製造されている。
【０００４】
磁気記録媒体の製造工程においては、その工程の一つとして、多数の完成媒体の中からサンプルを定時的に抜き取って、サンプルに対して電磁変換特性の評価が行われる。この電磁変換特性検査工程では、ＳＮ比やオーバーライトなど、磁気記録媒体の特性を表すパラメータとして確立されている量の評価が行われている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−７１５４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のような検査方法では、磁気記録媒体の特性を表すパラメータとして確立されている量の異常を検知することはできても、異常発生原因を直ちに推定することは困難であった。例えば、磁気記録層上に保護膜を有する磁気記録媒体において、保護膜の厚さに関して異常が生じた場合、ＳＮ比やＴＡＡ（トラック平均振幅）などに変化が生じるが、これらの変化から保護膜の厚さの変化の有無を確認することは不可能である。したがって、別途光学的手法にて保護膜の厚さを検査する必要があった。
【０００７】
一方、磁気記録媒体の検査に関して、磁気記録媒体からの再生信号振幅が所定の値に比例することを利用して、磁気ヘッドの浮上量変化をとらえる方法が知られている（特許文献１参照）。しかしながら、再生信号の絶対値を利用するこの方法においては、記録媒体を交換している間に再生信号を検出するゲインのドリフトがあった場合にはその補正はできず、測定された浮上量に誤差を生じることになる。また、保護膜厚とは異なることに起因して出力信号振幅に差が生じていたとしても、その原因を特定することができなかった。
【０００８】
本発明は、このような問題を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、磁気記録層上に非磁性の保護膜を有する磁気記録媒体について、光学的測定を行うことなく電磁変換特性検査工程にて保護膜厚検査も同時に行う手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、磁気記録層上に保護膜を有する磁気記録媒体の保護膜厚測定方法であって、被測定媒体と保護膜厚が測定済みの参照用媒体のそれぞれについて、磁気記録再生ヘッドを用いて波数ｋ1の正弦波信号を書き込み、再生信号振幅Ａ1を測定し、次いで、前記波数ｋ1と異なる波数ｋ2の正弦波信号を書き込み、再生信号振幅Ａ2を測定した後、それぞれの媒体について読み出し距離ｄ1、ｄ0を以下の式（ａ）で算出し、
ｄ＝ｌｎ（Ａ1／Ａ2）／（ｋ2−ｋ1）・・・（ａ）
前記被測定媒体の読み出し距離ｄ1と前記参照用媒体の読み出し距離ｄ0との差から被測定媒体の保護膜厚を算出することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の保護膜厚測定方法であって、前記被測定媒体と前記参照用媒体とで、同一の半径位置で異なる周波数により正弦波信号を書き込むことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明は、磁気記録媒体評価装置であって、波数ｋ1の正弦波信号を磁気記録媒体に記録する第１の磁気記録手段と、前記波数ｋ1とは異なる波数ｋ2の正弦波信号を前記磁気記録媒体に記録する第２の磁気記録手段と、前記磁気記録媒体に記録された信号を再生する手段と、再生信号から前記波数ｋ1の信号成分のみを抽出する第１のフィルタリング手段と、前記再生信号から前記波数ｋ2の信号成分のみを抽出する第２のフィルタリング手段とを有し、被測定媒体と保護膜厚が測定済みの参照用媒体のそれぞれについて、前記波数ｋ1の信号成分の再生信号振幅Ａ1、及び前記波数ｋ2の信号成分の再生信号振幅Ａ2を測定し、読み出し距離ｄ1、ｄ0を以下の式（ａ）によって算出し、
ｄ＝ｌｎ（Ａ1／Ａ2）／（ｋ2−ｋ1）・・・式（ａ）
前記被測定媒体の読み出し距離ｄ1と前記参照用媒体の読み出し距離ｄ0との差から被測定媒体の保護膜厚を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、磁気記録層上に保護膜を有する磁気記録媒体について、光学的測定を行うことなく電磁変換特性検査工程の中で保護膜厚検査も同時に行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下で、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１４】
磁気記録再生ヘッドを用いて、磁気記録媒体に記録された情報を再生する場合、磁気記録媒体の磁気記録層と磁気記録再生ヘッドの読み出し素子との間の距離（以下、単に読み出し距離と称する。）に依存して再生信号の出力が変化する。
【００１５】
より具体的には、波数ｋの信号を記録し、読み出し距離ｄで信号を再生した場合、再生信号振幅はｅｘｐ（−ｋｄ）に比例する。ここで波数ｋは、以下の式（１）で表される。
ｋ＝２π／λ・・・式（１）
また、記録波長λは、半径ｒ、回転角速度ω、記録信号周波数fを用いて、以下の式（２）で表される。  
λ＝ｒω／f・・・式（２）
よって、異なる波数ｋ1、ｋ2にて再生信号振幅Ａ1、Ａ2を測定した場合、その比Ａ1／Ａ2は、ヘッドおよび媒体特性によらず、以下の式（３）で表すことができる。  
Ａ1／Ａ2＝ｅｘｐ（−（ｋ1−ｋ2）ｄ）・・・式（３）
従って、読み出し距離ｄは、以下の式（４）によって得ることができる。 
ｄ＝ｌｎ（Ａ1／Ａ2）／（ｋ2−ｋ1）・・・式（４）
ここで、波数ｋを変えるには、周波数ｆを変えてもよいし、また半径ｒを変えてもよい。
【００１６】
一方、媒体表面（保護膜表面）からヘッドまでの距離は、個々のヘッドによって異なるが、同一ヘッドで異なる媒体を測定する場合、ヘッドの浮上高さ（媒体表面からヘッドまでの距離）の差は小さい。すなわち、ある磁気記録媒体の読み出し距離ｄ0及び保護膜厚δ0、並びに、もう１つの磁気記録媒体の読み出し距離ｄ1及び保護膜厚δ1を用いると、ヘッドの浮上高さについて、以下の式（５）が成り立つ。  
ｄ0−δ0＝ｄ1−δ1・・・式（５）
従って、光学的手法で保護膜厚δ0を測定した参照用媒体を用いて、同一ヘッドで被測定媒体および参照用媒体の読み出し距離ｄ1、ｄ0を測定すると、被測定媒体の保護膜厚δ1は、以下の式（６）によって得ることができる。  
δ1＝δ0＋ｄ1−ｄ0・・・式（６）
【００１７】
次に、本発明に係る磁気記録媒体評価装置の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る磁気記録媒体評価装置１００の構成を示す。
【００１８】
磁気記録媒体評価装置１００は、コンピュータ１０１、スピンスタンド１０２、信号発生器１０３、及び信号評価装置１０４から構成されている。
【００１９】
コンピュータ１０１は、パーソナルコンピュータなどとすることができ、ＣＰＵ、記憶装置、メモリなど（いずれも不図示）を備える。ＣＰＵは、記憶装置に格納されたプログラムをロードし、メモリを用いてロードされたプログラムを実行することにより、プログラムにより指示される処理を実行することができる。さらに、コンピュータ１０１は、マウスやキーボードなどの入力装置（不図示）、及び、ディスプレイなどの出力装置（不図示）を備える。
【００２０】
また、コンピュータ１０１は、通信回線１２０を介して、スピンスタンド１０２、信号発生器１０３、及び信号評価装置１０４と通信可能に接続されており、各装置を制御することができる。コンピュータ１０１の記憶装置には、本発明に係る磁気記録媒体の検査手順がプログラムとして格納されており、ＣＰＵがそのプログラムを処理することにより、各装置を、本発明に係る検査手順を実行するように制御することができる。また、コンピュータ１０１のメモリ及び記憶装置は、各装置から受信した信号をデータとして格納することができる。
【００２１】
スピンスタンド１０２は、磁気記録媒体１１１を回転させるためのスピンドルモータ１１２、磁気記録再生ヘッド１１３、磁気記録再生ヘッド１１３を位置決めするためのポジショナ１１４、リードライトアンプ１１５から構成される。
【００２２】
磁気記録再生ヘッド１１３は、磁気記録媒体１１１に信号を書き込むための書き込み素子（不図示）と、磁気記録媒体１１１から信号を読み取るための読み出し素子（不図示）とを備える。読み出し素子としては、ＭＲ素子、ＴＭＲ素子等の当該技術において一般的に使用される素子を用いることができる。
【００２３】
リードライトアンプ１１５は、書き込み素子に、ライト信号（書き込み信号）からライト電流を生じさせるためのライトアンプ（不図示）と、読み出し素子から読み取ったリード信号（再生信号）を増幅させるためのリードアンプ（不図示）とから構成される。ライト信号は、信号発生器１０３から信号線１２１を介してリードライトアンプ１１５に送信され、さらに、信号線１２２を介して書き込み素子に送られる。リード信号（再生信号）は、読み出し素子から信号線１２３を介してリードライトアンプ１１３に送信され、さらに、信号線１２４を介して信号評価装置１０４に送信される。
【００２４】
信号評価装置１０４は、バンドパスフィルタ１０５を備え、バンドパスフィルタ１０５を用いて、受信したリード信号から所望の周波数を有する信号を取り出すことができる。
【００２５】
次に、本発明に係る磁気記録媒体の保護膜厚検査方法の手順を、その実施例と併せて詳細に説明する。図２は、本発明に係る、磁気記録媒体の保護膜厚検査方法の手順を示す流れ図である。図中の各ステップは、コンピュータ１０１に入力された情報、及び、検査手順を指示するプログラムをＣＰＵが処理し、コンピュータ１０１に接続された各装置を統括的に制御することによって実施される。
【００２６】
本実施例では、コイルターン数４、インダクタンス約４ｎＨの単磁極書き込み素子、ＴＭＲ素子からなる読み出し素子、及び保磁力約５ｋＯｅ、磁気記録層膜厚約１５ｎｍ、半径３２ｍｍの垂直磁気記録媒体を用いた。また、参照用媒体には、保護膜厚５．５ｎｍのものを用いた。参照用媒体の保護膜厚δ0は、図２の手順を実施する前、または、後述する被測定媒体の保護膜厚算出処理（ステップ２２０）の前までにコンピュータ１０１に入力し、メモリまたは記憶装置に格納しておく。なお、垂直磁気記録媒体の回転数を５４００ＲＰＭとした場合の磁気記録再生ヘッド下端と媒体表面（保護膜表面）との距離は、およそ１０ｎｍであった（この値はヘッドによって差がある。）。また、Ｇｕｚｉｋ社製信号評価装置ＲＷＡ−２００２（リードライトアナライザー）と、Ｃａｎｏｎ社製スピンスタンドＲＳ−２０５０Ｕとを組み合わせた媒体評価装置を用いた。
【００２７】
測定は、回転数５４００ＲＰＭ、半径２２．３ｍｍの位置で、同一ヘッドを用いて行なった。なお、測定対象の磁気記録媒体の保護膜成膜時の保護膜厚管理は、保護膜の主成分であるカーボンの蛍光Ｘ線強度が狙い値どおりになるように調整することによって行った。
【００２８】
図２に示すように、まず、保護膜厚を予め測定しておいた参照用媒体の、読み出し距離ｄ0を算出する。
【００２９】
信号発生器１０３によって、周波数ｆ1＝１００ＭＨｚ（波数ｋ1＝０．０５ｎｍ-1）で、磁気記録媒体に対して矩形信号書き込みを行い（ステップ２０１）、信号評価装置１０４によって、１００ＭＨｚのバンドパスフィルタを通して（ステップ２０２）、再生信号振幅Ａ1（ｍＶ単位）を測定した（ステップ２０３）。波数ｋ1、及び測定された再生信号振幅Ａ1は、コンピュータ１０１のメモリまたは記憶装置に格納される。
【００３０】
次いで、信号発生器１０３によって、周波数ｆ2＝２００ＭＨｚ（波数ｋ2＝０．１０ｎｍ-1）で、磁気記録媒体に対して矩形信号書き込みを行い（ステップ２０４）、信号評価装置１０４によって、２００ＭＨｚのバンドパスフィルタを通して（ステップ２０５）、再生信号振幅Ａ2（ｍＶ単位）を測定した（ステップ２０６）。波数ｋ2、及び測定された再生信号振幅Ａ2は、コンピュータ１０１のメモリまたは記憶装置に格納される。
【００３１】
次に、ステップ２０７において、コンピュータ１０１は、メモリまたは記憶装置に格納された波数ｋ1、ｋ2、及び再生信号振幅Ａ1、Ａ2を用いて、読み出し距離ｄ0を算出する。ここでは、コンピュータ１０１のＣＰＵは、記憶装置に格納されたプログラムを処理することによって、上述の式（４）（ｄ＝ｌｎ（Ａ1／Ａ2）／（ｋ2−ｋ1））で示される演算を行い、読み出し距離ｄ0を算出する。また、算出された読み出し距離ｄ0は、コンピュータ１０１のメモリまたは記憶装置に格納される。なお、参照用媒体の読み出し距離ｄ0の算出（ステップ２０７）は、被測定媒体についての測定値を取得した後に行なってもよい。
【００３２】
次いで、被測定媒体の読み出し距離ｄ1を算出する。被測定媒体に対しても、上述したステップ２０１〜２０７と同様の処理を行なう。
【００３３】
すなわち、スピンスタンド１０２から参照用媒体を取り出し、被測定媒体を設置した後、信号発生器１０３によって、周波数ｆ1＝１００ＭＨｚ（波数ｋ1＝０．０５ｎｍ-1）で、磁気記録媒体に対して矩形信号書き込みを行い（ステップ２１１）、信号評価装置１０４によって、１００ＭＨｚのバンドパスフィルタを通して（ステップ２１２）、再生信号振幅Ａ1（ｍＶ単位）を測定した（ステップ２１３）。波数ｋ1、及び測定された再生信号振幅Ａ1は、コンピュータ１０１のメモリまたは記憶装置に格納される。
【００３４】
次いで、信号発生器１０３によって、周波数ｆ2＝２００ＭＨｚ（波数ｋ２＝０．１０ｎｍ-1）で、磁気記録媒体に対して矩形信号書き込みを行い（ステップ２１４）、信号評価装置１０４によって、２００ＭＨｚのバンドパスフィルタを通して（ステップ２１５）、再生信号振幅Ａ2（ｍＶ単位）を測定した（ステップ２１６）。波数ｋ2、及び測定された再生信号振幅Ａ2は、コンピュータ１０１のメモリまたは記憶装置に格納される。
【００３５】
次に、ステップ２１７において、コンピュータ１０１は、メモリまたは記憶装置に格納された波数ｋ1、ｋ2、及び再生信号振幅Ａ1、Ａ2を用いて、読み出し距離ｄ1を算出する。ここでは、コンピュータ１０１のＣＰＵは、記憶装置に格納されたプログラムを処理することによって、上述の式（４）（ｄ＝ｌｎ（Ａ1／Ａ2）／（ｋ2−ｋ1））で示される演算を行い、読み出し距離ｄ1を算出する。また、算出された読み出し距離ｄ1は、コンピュータ１０１のメモリまたは記憶装置に格納される。
【００３６】
最後に、ステップ２２０において、メモリまたは記憶装置に格納された参照用媒体の保護膜厚δ0、読み出し距離ｄ0、及び被測定媒体の読み出し距離ｄ1を用いて、被測定媒体の保護膜厚δ1を算出する。ここでは、コンピュータ１０１のＣＰＵは、記憶装置に格納されたプログラムを処理することによって、上述の式（６）（δ1＝δ0＋ｄ1−ｄ0）で示される演算を行い、被測定媒体の保護膜厚δ1を算出する。また、算出された被測定媒体の保護膜厚δ1は、コンピュータ１０１のメモリまたは記憶装置に格納される。格納された被測定媒体の保護膜厚δ1は、コンピュータ１０１の出力装置に表示することができる。
【００３７】
図３に、本実施例による、保護膜厚の異なる複数の磁気記録媒体の保護膜厚測定結果を示す。図示されるように、本発明に係る保護膜厚測定方法、すなわち、信号振幅比による保護膜厚の推定値（縦軸）と、光学的手法によって測定した保護膜厚の測定値（横軸）は、ほぼ等しいことがわかる。このように、本発明によれば、保護膜厚の媒体間差が正確に測定できることが確認された。
【００３８】
以上のように、本発明によれば、磁気記録層上に保護膜を有する磁気記録媒体について、光学的測定を行うことなく、電磁変換特性検査工程の中で保護膜厚検査も同時に行うことが可能となる。
【００３９】
また、本発明によれば、上述した特許文献１に記載の方法のように再生信号の測定値の絶対値を用いるのではなく、相対値を用いるので、測定値の誤差が生じないように保護膜厚検査を行うことができる。したがって、磁性膜の特性によらず、磁気記録媒体毎に読み出し距離が測定されるため、より信頼性の高い測定結果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態に係る、磁気記録媒体評価装置の構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る、磁気記録媒体の保護膜厚評価手順を示す流れ図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る、磁気記録媒体の保護膜厚測定結果のグラフを示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１００  磁気記録媒体評価装置
１０１  コンピュータ
１０２  スピンスタンド
１０３  信号発生器
１０４  信号評価装置
１０５  バンドパスフィルタ
１１１  磁気記録媒体
１１２  スピンドルモータ
１１３  磁気記録再生ヘッド
１１４  ポジショナ
１１５  リードライトアンプ
１２０  通信回線
１２１、１２２、１２３、１２４  信号線
【図１】
2009032366.tif 000003
【図２】
2009032366.tif 000004
【図３】
2009032366.tif 000005