垂直磁気記録媒体の検査方法及びその検査装置
【課題】垂直磁気記録媒体の媒体ノイズ成分を、分離して、垂直磁気記録媒体の性能を検査する装置において、媒体ノイズ成分を、正確に分離して、検出し、エラーレートの低減を図る。
【解決手段】磁気ヘッド（１）の再生波形から得た垂直磁気記録媒体（８）の媒体ノイズ成分から、磁化の転移点に依存するジッタノイズと、Ｔ５０ノイズと、直流成分に乗るＤＣ（直流）ノイズを、相関行列により、分離して、検出する。媒体ノイズ成分からノイズパワーを検出するための線形分離式に、ＤＣノイズ成分の基底行列を付加することにより、最小二乗法で、ＤＣノイズを、他の磁化遷移点変動に依存する媒体ノイズと分離して、検出する。このため、垂直磁気記録媒体の性能を正確に評価でき、垂直磁気記録媒体のエラーレートの低減に寄与する。
【解決手段】磁気ヘッド（１）の再生波形から得た垂直磁気記録媒体（８）の媒体ノイズ成分から、磁化の転移点に依存するジッタノイズと、Ｔ５０ノイズと、直流成分に乗るＤＣ（直流）ノイズを、相関行列により、分離して、検出する。媒体ノイズ成分からノイズパワーを検出するための線形分離式に、ＤＣノイズ成分の基底行列を付加することにより、最小二乗法で、ＤＣノイズを、他の磁化遷移点変動に依存する媒体ノイズと分離して、検出する。このため、垂直磁気記録媒体の性能を正確に評価でき、垂直磁気記録媒体のエラーレートの低減に寄与する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直磁気記録媒体の再生特性に影響する媒体ノイズの検査を行うための垂直磁気記録媒体の検査方法及びその装置に関し、特に、媒体ノイズの成分を高精度に分離するための垂直磁気記録媒体の検査方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク等の磁気記憶媒体を用いた磁気記憶装置は、広く利用されている。この磁気記憶装置には、大型化せずに、大容量の装置が、要求されている。
【０００３】
磁気記憶装置には、磁気記憶媒体に水平方向の磁区を記録する水平記録（又は面内記録）方式が、広く利用されている。
【０００４】
一方、垂直記録方式は、磁気記憶媒体に、面と垂直方向に磁区を記録するものであり、記憶密度の向上が期待されている。この垂直記録を行うには、水平記録媒体とは異なる垂直記録媒体が使用される。このため、水平記録媒体と同様に、垂直記録媒体でも、再生信号のＳ／Ｎ比に影響する媒体ノイズを解析し、その媒体の評価又は検査を行う必要がある。
【０００５】
図１６は、面内記録方式の媒体ノイズの説明図である。面内記録では、再生波形は、データの「１」、「０」に応じた信号レベルを示す。この再生波形の媒体ノイズとして、ジッタノイズと、Ｔ５０ノイズが、Ｓ／Ｎ比に影響するものとして知られている。ジッタノイズは、理想転移点からの再生波形の転移点の変動により、再生波形にジッタ状のノイズとして、現れるものである。
【０００６】
又、Ｔ５０ノイズは、再生波形の転移幅は、理想幅から変動することにより、ノイズとして現れるものである。いずれも、磁気記憶媒体の特性により、変動する。
【０００７】
このような観点から、垂直磁気記録媒体において、媒体の評価又は検査のため、ジッタノイズとＴ５０ノイズを検査し、エラーレートを評価する方法が、提案されている（例えば、非特許文献１）。
【０００８】
図１７は、従来の垂直記録媒体における媒体ノイズの説明図、図１８は、図１７の従来の媒体ノイズの測定処理の説明図である。
【０００９】
図１７に示すように、垂直記録においては、再生出力としての再生波形は、データの変化点に、レベル変化を示す。このため、水平記録と同様に、ジッタノイズと、Ｔ５０ノイズが、Ｓ／Ｎ比に影響する。ジッタノイズは、理想転移点からの再生波形の転移点の変動であり、Ｔ５０ノイズは、再生波形のレベルの±５０％のレベルの再生波形の幅であり、転移幅の変動である。
【００１０】
図１８に示すように、このジッタノイズ及びＴ５０ノイズを測定するため、相関行列を作成し、最小２乗法により、そのノイズパワーを測定することが、前述のように、提案されている。即ち、図１５に示すように、垂直記録媒体のデータを読み取った実測波形から、媒体ノイズの相関行列Ｒを作成する（Ｓ１００）。次に、ノイズモデルを、ジッタノイズ及びＴ５０ノイズの相関行列Ｒｊ，Ｒｗで規定し、線形分離式Ｒを仮定し、Ｓ１００で得られた媒体ノイズの相関行列Ｒと線形分離式Ｒとから、最小二乗法により、各相関行列の各係数を算出する（Ｓ１０２）。更に、その係数を用いて、各ノイズのノイズパワーを算出する（Ｓ１０４）。
【００１１】
このようにして、垂直記録媒体のジッタノイズ及びＴ５０ノイズのノイズパワーを測定し、垂直記録媒体の磁気粒子や、層厚等の分析を行う。
【非特許文献１】論文「垂直磁気記録方式における媒体ノイズのモード解析」著者 中川健他３名、信学技法ＭＲ２００２−６１、２００２年１２月電子情報通信学会発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来技術では、垂直記録媒体の再生波形の変化点の位置や、傾きの測定により、媒体ノイズを評価し、垂直記録媒体の評価や検査を行っていた。
【００１３】
しかしながら、垂直磁気記録方式では、再生信号に直流成分を持つことから、従来の垂直記録媒体の再生波形の変化点の位置や、傾きの測定による媒体ノイズを評価する方法では、垂直記録媒体の特性による直流成分の変動によるノイズを評価することが困難であった。
【００１４】
即ち、垂直磁気記録方式では、再生信号の直流成分に、媒体ノイズが乗ることは知られていたが、その直流成分に載るＤＣ（直流）ノイズが、どれだけ、エラーレートに影響するかの検討はなされていなかった。このことは、媒体ノイズの評価や検査のため、ＤＣノイズを、高精度に分離することが、困難であった。
【００１５】
従って、本発明の目的は、垂直磁気記録媒体の再生信号の直流成分に乗るノイズを高精度に分離して、検出するための垂直記録媒体の検査方法及びその装置を提供することにある。
【００１６】
又、本発明の他の目的は、垂直磁気記録媒体の再生信号から遷移点ノイズと、直流成分に乗るノイズとを分離して、検出するため垂直記録媒体の検査方法及びその装置を提供することにある。
【００１７】
更に、本発明の他の目的は、垂直磁気記録媒体の再生信号から遷移点ノイズと、直流成分に乗るノイズとを分離して、検出するとともに、非対称なノイズも検出するため垂直記録媒体の検査方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この目的の達成のため、本発明の垂直磁気記録媒体の媒体ノイズを検査する垂直磁気記録媒体の検査方法は、前記垂直磁気記録媒体から磁気ヘッドにより記録データを読み取り、再生波形を得るステップと、コンピュータにより、前記再生波形から媒体ノイズ成分を抽出し、前記媒体ノイズの相関行列を作成するステップと、コンピュータにより、磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との線形和により規定したノイズ相関行列と、前記抽出した媒体ノイズ相関行列とから最小二乗法を用いて、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との各々の係数を計算するステップと、コンピュータにより、前記各係数を用いて、磁化遷移点ノイズ成分のパワーと、ＤＣノイズ成分のパワーとの各々を計算するステップとを有する。
【００１９】
又、本発明の検査装置は、垂直磁気記録媒体の媒体ノイズを検査する垂直磁気記録媒体の検査装置において、前記垂直磁気記録媒体から記録データを読み取り、再生波形を得るための磁気ヘッドと、前記再生波形から媒体ノイズ成分を抽出し、前記媒体ノイズの成分を計算するコンピュータとを有し、前記コンピュータは、前記抽出した媒体ノイズから、前記媒体ノイズの相関行列を作成し、磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との線形和により規定したノイズ相関行列と、前記抽出した媒体ノイズ相関行列とから最小二乗法を用いて、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との各々の係数を計算し、前記各係数を用いて、磁化遷移点ノイズ成分のパワーと、ＤＣノイズ成分のパワーとの各々を計算する。
【００２０】
更に、本発明では、好ましくは、前記係数計算ステップは、前記垂直磁気記録の各極性の磁化遷移点ノイズに関する相関行列と前記各極性のＤＣノイズに関する相関行列との線形和により規定したノイズ相関行列と、前記抽出した媒体ノイズ相関行列とから最小二乗法を用いて、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との各々の各極性の係数を計算するステップからなる。
【００２１】
更に、本発明では、好ましくは、前記係数計算ステップは、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列と前記ＤＣノイズに関する相関行列との線形和により規定したノイズ相関行列と、前記抽出した媒体ノイズ相関行列との差の二乗式を、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列の係数と前記ＤＣノイズに関する相関行列の係数との各々で、偏微分計算するステップと、前記偏微分計算で得られた方程式から、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列の係数と前記ＤＣノイズに関する相関行列の係数を計算するステップとからなる。
【００２２】
更に、本発明では、好ましくは、前記係数計算ステップは、前記磁化遷移点ノイズに関する基底行列と前記ＤＣノイズに関する基底行列との線形和により規定したノイズ相関行列と、前記抽出した媒体ノイズ相関行列とから最小二乗法を用いて、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との各々の係数を計算するステップからなる。
【００２３】
更に、本発明では、好ましくは、前記パワー計算ステップは、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列の係数と、前記ＤＣノイズに関する相関行列の係数と、前記基底行列の対角成分とを用いて、前記磁化遷移点ノイズ成分のパワーと、前記ＤＣノイズ成分のパワーとの各々を計算するステップからなる。
【００２４】
更に、本発明では、好ましくは、前記計算したノイズ成分のパワーを、前記基底行列の対角成分を直行座標として、視覚化装置に出力するステップを更に有する。
【００２５】
更に、本発明では、好ましくは、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列は、前記磁化遷移点の変動に関するジッタノイズの相関行列と、前記磁化遷移点の傾きの変動に関するＴ５０ノイズの相関行列とからなる。
【００２６】
更に、本発明では、好ましくは、前記媒体ノイズの相関行列を作成するステップは、複数ブロックの前記再生波形の平均波形を計算するステップと、前記再生波形から前記平均波形を差し引き、前記媒体ノイズ成分を抽出し、前記媒体ノイズの相関行列を作成するステップとからなる。
【００２７】
更に、本発明では、好ましくは、前記再生波形を得るステップは、前記垂直磁気記録媒体に前記磁気ヘッドにより複数ブロックの記録データを書き込むステップと、前記書込み後、前記垂直磁気記録媒体から磁気ヘッドにより記録データを読み取り、再生波形を得るステップからなる。
【００２８】
更に、本発明では、好ましくは、前記再生波形を得るステップは、回転する前記垂直磁気記録媒体から前記磁気ヘッドにより記録データを読み取り、再生波形を得るステップからなる。
【発明の効果】
【００２９】
垂直磁気記録媒体の媒体ノイズを、磁化の転移点に依存するジッタノイズと、Ｔ５０ノイズの他に、垂直磁気記録方式の再生波形が、矩形波のため、直流成分に乗るＤＣ（直流）ノイズを、相関行列により、分離して、ノイズパワーを検出でき、垂直磁気記録媒体の性能を正確に評価できる。このため、垂直磁気記録媒体のエラーレートの低減に寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態を、垂直記録媒体の媒体ノイズ検査装置、媒体ノイズ検査処理、媒体ノイズ基底行列の視覚化処理、他の実施の形態の順で説明するが、本発明は、この実施の形態に限られない。
【００３１】
（垂直記録媒体の媒体ノイズ検査装置）
図１は、本発明の媒体ノイズ検査装置の実施の形態のブロック図、図２は、図１の垂直磁気記録媒体の断面図、図３は、図１の垂直磁気記録の記録状態の説明図、図４は、垂直磁気記録媒体の再生波形と媒体ノイズとの説明図であり、垂直磁気記録媒体として、垂直磁気ディスクを示す。
【００３２】
図１に示すように、検査装置は、スピンスタンド１０と、データ処理ユニット２０からなる。スピンスタンド１０は、磁気ヘッド（垂直磁気記録再生ヘッド）１と、垂直磁気記録媒体（垂直磁気記録ディスク）８と、垂直磁気記録媒体８を回転するスピンドルモータ４と、磁気ヘッド１を垂直記録媒体８の半径方向に移動するヘッドステージ５と、磁気ヘッド１の読み取り信号を増幅するアンプ２と、スピンドルモータ４とヘッドステージ５を制御する制御回路６とからなる。
【００３３】
一方、データ処理ユニット２０は、アンプ２を介する磁気ヘッド１の読み取り信号（アナログ信号）を、デジタル値に変換するアナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄコンバータ）２２と、磁気ヘッド１に、測定用ライトデータを送り、且つアンプ２、磁気ヘッド１の読み取り信号（アンプ２、Ａ／Ｄコンバータ２２を介する）を測定波形として、媒体ノイズ成分を解析処理するコンピュータ（ＣＰＵ）２６と、ＣＰＵ２６の解析結果を表示するための表示装置２４とからなる。
【００３４】
スピンドルモータ４に、評価、解析対象の垂直磁気記録媒体８を、セットする。図２に示すように、垂直磁気記録媒体８の断面構造は、ガラス又はアルミニュームで構成された基板８０の上に、裏打層８２、中間層８４、記録層８６、保護層８８が、順次積層された構成である。裏打層８２は、軟磁性層で構成され、中間層は、通常、非磁性層である。
【００３５】
図３に示すように、垂直磁気記録方式は、記録層８６に、垂直方向に、磁化を形成して、記録する。このため、記録層８６を形成する個々の磁性粒子８６−１が、個々に分離されていることが、記録密度の向上の点で、重要である。
【００３６】
特に、前述の媒体ノイズの磁化転移点は、この磁性粒子８６−１の分離程度に影響されると言われている。又、図４に示すように、垂直磁気記録方式では、膜厚方向の磁化の向きで、データ「１」、「０」を記録するため、再生波形は、磁化の向きが変化する磁化の転移点で、変化する、所謂、矩形波状となる。
【００３７】
このため、媒体ノイズは、前述の磁化の転移点に依存するジッタノイズと、Ｔ５０ノイズと、更に、ＤＣノイズとがある。このＤＣノイズは、垂直磁気記録方式の再生波形が、矩形波であり、直流成分が多いため、この直流成分にノイズが乗る。これを、ＤＣ（直流）ノイズと称している。このＤＣノイズも、Ｓ／Ｎ比に影響し、エラーレートの劣化の原因となるから、ＤＣノイズも分離して、解析する必要がある。このため、図１のＣＰＵ２６が、図５以下で説明する解析処理により、測定波形から、ジッタノイズと、Ｔ５０ノイズと、ＤＣノイズとを個々に分離し、それぞれのノイズパワーを計算する。
【００３８】
（媒体ノイズ検査処理）
図５は、図１のＣＰＵが実行する媒体ノイズの解析処理フロー図、図６は、図５の解析処理の説明図、図７は、図５のノイズパワーの分離処理フロー図、図８は、孤立波における各媒体ノイズのビットエラーレートの特性図である。
【００３９】
図６を用いて、図５の処理を説明する。
【００４０】
（Ｓ１０）ＣＰＵ２０は、測定データとして、図６に示すように、Ｐサンプル（Ｐ＞１）の長さの任意のデータを、Ｎ個分（Ｎブロック分、Ｎ＞１）だけ、磁気ヘッド１に与え、磁気ヘッド１は、磁気ディスク（垂直記録ディスク）８に、この測定パターンを記録する。
【００４１】
（Ｓ１２）ＣＰＵ２０は、磁気ヘッド１に、磁気ディスク２の記録された測定データ（Ｐ×Ｎ）の読み出しを複数回（例えば、３回）指示する。これにより、ＣＰＵ２０は、磁気ヘッド１からアンプ２、Ａ／Ｄコンバータ２２を介し、複数個（ここでは、３個）の測定波形Ｒ１，Ｒ２、Ｒ３を得る。
【００４２】
（Ｓ１４）ＣＰＵ２０は、複数個（ここでは、３個）の測定波形Ｒ１，Ｒ２、Ｒ３の振幅の平均をとり、１つの平均化リード波形（Ｐ×Ｎ）ＡｖＲを計算する。この平均化により、再生信号に含まれるホワイトノイズを除去する。
【００４３】
（Ｓ１６）次に、ＣＰＵ２０は、平均化されたリード波形ＡｖＲのＮ個のブロックの振幅の平均波形を計算する。尚、各ブロックは、同一の波形（データ）を記録するものとする。
【００４４】
（Ｓ１８）ＣＰＵ２０は、平均化されたリード波形ＡｖＲの各ブロックの再生波形から、ステップＳ１６の各ブロックの平均波形を差し引く。これにより、媒体ノイズのみを含む信号波形Ｍｗｓ（Ｐ×Ｎブロック）が得られる。
【００４５】
（Ｓ２０）ＣＰＵ２０は、媒体ノイズのみを含むし信号波形Ｍｗｓを、データ列とし、このデータ列を、行列化する。即ち、信号波形ＭｗｓをＰ×Ｎ行列の行列Ｘに変換する。
【００４６】
（Ｓ２２）次に、ＣＰＵ２０は、ノイズ相関行列Ｒを導出する。即ち、測定したノイズの行列から、各ノイズ成分を分離するため、ノイズモデル（ジッタノイズ、Ｔ５０ノイズ、ＤＣノイズ）を規定し、各ノイズ成分を分離するための線形分離式Ｒを仮定する。ここで、Ｒは、前記測定波形から得た行列Ｘと以下の式（１）の対応関係がある。
【００４７】
【数１】
ここで、式（１）のＸＴは、Ｘの転置である。
【００４８】
（Ｓ２４）次に、ノイズ相関行列Ｒから、最小二乗法により、各ノイズ成分を分離する。この処理を、図７で詳細に説明する。
【００４９】
（Ｓ３０）図７に示すように、先ず、ノイズを分離するためのノイズ相関行列Ｒを、各ノイズ（ここでは、ジッタノイズ、Ｔ５０ノイズ、ＤＣノイズ及びサンプリングノイズ）の基底行列の線形和で、表す。ここでは、ジッタノイズの基底行列をＲｊ１，Ｒｊ２とし、Ｔ５０ノイズの基底行列をＲｗ１，Ｒｗ２とし、ＤＣノイズの基底行列をＲＤ１，ＲＤ２とし、サンプリングノイズの基底行列をＲｐとする。従って、各基底行列の係数をａｊ１，ａｊ２，ａｗ１，ａｗ２，ａＤ１，ａＤ２，ａｐとすると、ノイズ相関行列Ｒは、下記式（２）で表される。
【００５０】
【数２】
式（２）から明らかなように、この実施の形態では、１つのノイズ成分（例えば、ジッタノイズ）に、２つに基底行列（例えば、Ｒｊ１，Ｒｊ２）を規定している。後述するように、２つの基底行列は、転移点での転移の方向に対応している。又、Ｔ５０ノイズ、ＤＣノイズも同様である。従って、各転移方向や記録方向の各々のノイズを分離できる。
【００５１】
（Ｓ３２）次に、各基底行列の係数ａｊ１，ａｊ２，ａｗ１，ａｗ２，ａＤ１，ａＤ２，ａｐを推定する。このため、最小二乗法を使用する。即ち、式（１）の行列Ｒ（測定値）の（ｉ，ｊ）成分を、Ｒｉ，ｊとすると、Ｒｉ，ｊから式（２）を差し引いた二乗の和を、エラーＥとし、式（３）のエラー式を用いる。
【００５２】
【数３】
この式（３）が、最小となる条件を計算する。具体的には、式（３）のＥを、各係数ａｊ１，ａｊ２，ａｗ１，ａｗ２，ａＤ１，ａＤ２，ａｐで、偏微分し、下記式（４）のように、偏微分値を「０」とする方程式を計算する。
【００５３】
【数４】
即ち、係数ａｊ１の偏微分方程式は、下記式（５）で表される。
【００５４】
【数５】
係数ａｊ２の偏微分方程式は、下記式（６）で表される。
【００５５】
【数６】
係数ａｗ１の偏微分方程式は、下記式（７）で表される。
【００５６】
【数７】
係数ａｗ２の偏微分方程式は、下記式（８）で表される。
【００５７】
【数８】
係数ａＤ１の偏微分方程式は、下記式（９）で表される。
【００５８】
【数９】
係数ａＤ２の偏微分方程式は、下記式（１０）で表される。
【００５９】
【数１０】
係数ａｐの偏微分方程式は、下記式（１１）で表される。
【００６０】
【数１１】
この式（５）から式（１１）の７つの方程式を、連立方程式として、係数ａｊ１，ａｊ２，ａｗ１，ａｗ２，ａＤ１，ａＤ２，ａｐについて、解く。これにより、係数ａｊ１，ａｊ２，ａｗ１，ａｗ２，ａＤ１，ａＤ２，ａｐが計算される。
【００６１】
（Ｓ３４）計算した係数ａｊ１，ａｊ２，ａｗ１，ａｗ２，ａＤ１，ａＤ２，ａｐと、各ノイズ成分の基底行列の対角成分Ｒ（ｉ，ｉ）を用いて、各ノイズ成分のパワーをする。即ち、ジッタノイズ成分のパワーσｊ１、σｊ２は、下記式（１２）により、計算する。
【００６２】
【数１２】
同様に、Ｔ５０ノイズ成分のパワーσｗ１、σｗ２は、下記式（１３）により、計算する。
【００６３】
【数１３】
ＤＣノイズ成分のパワーσＤ１、σＤ２は、下記式（１４）により、計算する。
【００６４】
【数１４】
サンプリングノイズ成分のパワーσｐは、下記式（１５）により、計算する。
【００６５】
【数１５】
このように、相関行列の線形和Ｒのノイズ成分に、ＤＣノイズに対応する相関行列を加えたので、垂直記録の遷移点ノイズであるジッタノイズ（遷移点の変動）とＴ５０変動ノイズ（遷移点の傾き変動）だけでなく、ＤＣノイズを分離して、検出できる。しかも、線形分離式であるため、精度良く、他のノイズと分離して、検出できる。
【００６６】
又、ノイズ毎の相関行列を、ジッタノイズ、Ｔ５０ノイズについては、エッジの立ち上がりの極性毎に、ＤＣノイズについては、極性ＮとＳに独立した相関行列を用いる。このため、非対称なノイズも、検出できる。
【００６７】
図８は、垂直記録における各ノイズ成分が、１００％である場合のエラーレートのＳＮＲ（Ｓ／Ｎ比）依存性を説明するためのシミュレーション結果のグラフである。
【００６８】
孤立波のＳＮＲを変化し、そのＳＮＲにおいて、各ノイズ成分である、ホワイトノイズ、ジッタノイズ、Ｔ５０変動ノイズ、ＤＣノイズを１００％として、ビットエラーレートをシミュレーションにより、測定し、横軸に、ＳＮＲ（ｄＢ）、縦軸に、ビットエラーレート（ｌｏｇ表記）をとり、図８の結果を得た。
【００６９】
図８から、ＳＮＲが同じであっても、ノイズ成分により、エラーレートが異なることが、判る。例えば、ＳＮＲ＝２０ｄＢについて、ジッタノイズ１００％、Ｔ５０変動ノイズ１００％、ＤＣノイズ１００％を比較すると、エラーレートは、ＤＣノイズも良く（最も低く）、以下、ジッタノイズ、Ｔ５０変動ノイズの順となる。特に、ＤＣノイズとＴ５０ノイズの間には、約２．５桁の差がある。
【００７０】
このことは、ＳＮＲの評価だけでは、エラーレートを最適化するのは、困難であり、本発明は、垂直記録において、従来分離できなかったＤＣノイズを分離したので、各ノイズ成分が、分離でき、そのノイズ成分のパワーで、エラーレートの評価ができる。即ち、ノイズ成分のパワーを測定することにより、エラーレートの改善の方向性（どのノイズ成分を抑圧するか）を判断できる。
【００７１】
又、エラーレートを測定しなくても、垂直記録媒体の品質評価が可能となる。例えば、ＤＣノイズパワーが大きく、Ｔ５０ノイズが小さいものは、エラーレートが良く、逆なら、エラーレートが悪いという判断ができる。
【００７２】
さらに、垂直記録媒体の開発において、ジッタノイズ、Ｔ５０変動ノイズ及びＤＣノイズのパワー測定から、エラーレートの低減には、どのノイズ成分を低減すればよいかの指針を与えることができる。これにより、媒体の層厚や、材料選択、層構成の改善に寄与できる。
【００７３】
（媒体ノイズ基底行列の視覚化処理）
次に、前述の測定した各媒体ノイズ成分の分析を容易にする方法を説明する。図９乃至図１２は、各ノイズ成分の基底行列の視覚化の説明図である。ＣＰＵ２０は、前述のように、計算した各ノイズ成分のノイズパワーを、横軸、縦軸に基底行列をとった直交座標系に、時間軸を斜め方向として、表示装置２４に、表示する。
【００７４】
図９は、ジッタノイズの基底行列の視覚化画面図であり、斜めの時間軸方向にノイズパワーの強度（ジッタの大きさ）を表示する。実際には、強度はカラー表示であるが、簡単化のため、等高線表示とし、等高線の高い（図では、黒の部分）ほど、ノイズパワーが大きい。
【００７５】
同様に、図１０は、Ｔ５０変動ノイズの基底行列の視覚化画面図であり、斜めの時間軸方向にノイズパワー（変動幅）の大きさを表示する。実際には、強度はカラー表示であるが、簡単化のため、斜線と黒色表示とし、黒の部分ほど、変動幅の絶対値が大きく、対角成分の方向は、正の極性であり、それと隣り合った部分は、負の極性となり、これらが交互に配置している。
【００７６】
又、図１１は、ＤＣノイズの基底行列の視覚化画面図であり、斜めの時間軸方向にノイズパワーの強度を表示する。実際には、強度はカラー表示であるが、簡単化のため、等高線表示とし、等高線の高い（図では、黒の部分）ほど、ノイズパワー（ＤＣノイズの強度）が大きい。
【００７７】
更に、図１２は、サンプリングノイズの基底行列の視覚化画面図であり、斜めの時間軸方向にノイズパワーの強度を表示する。実際には、強度はカラー表示であるが、簡単化のため、等高線表示とし、等高線の高い（図では、黒の部分）ほど、ノイズパワーの絶対値が大きく、対角成分の方向は、正の極性であり、それと直行した方向は、負の極性である。
【００７８】
前述の相関行列で、測定した各ノイズパワーを、視覚化し、且つ表示装置２４に並列に表示する。これにより、媒体ノイズの各ノイズ成分の強度を、容易に判別でき、前述の媒体評価や検査に有効である。
【００７９】
図１３乃至図１５は、本発明の各ノイズ成分の基底行列の視覚化の他の実施の形態の説明図である。ＣＰＵ２０は、前述のように、計算した各ノイズ成分のノイズパワーを、横軸、縦軸に基底行列をとった直交座標系に、時間軸を斜め方向として、表示装置２４に、表示する。
【００８０】
この時、前述のように、ノイズ毎の相関行列を、ジッタノイズ、Ｔ５０ノイズについては、エッジの立ち上がりの極性毎に、ＤＣノイズについては、極性ＮとＳに独立した相関行列を用いており、これを区別して、表示する。このため、非対称なノイズも、容易に判別できる。
【００８１】
図１３は、ジッタノイズの基底行列の視覚化画面図であり、各々ジッタノイズの基底行列Ｒｊ１（Ｓ極からＮ極への遷移），Ｒｊ２（Ｓ極からＮ極への遷移）に個別に、斜めの時間軸方向にノイズパワーの強度（ジッタの大きさ）を表示する。実際には、強度はカラー表示であるが、簡単化のため、等高線表示とし、等高線の高い（図では、黒の部分）ほど、ノイズパワーが大きい。
【００８２】
同様に、図１４は、Ｔ５０変動ノイズの基底行列の視覚化画面図であり、各々Ｔ５０ノイズの基底行列Ｒｗ１（Ｓ極からＮ極への遷移），Ｒｗ２（Ｓ極からＮ極への遷移）に個別に、斜めの時間軸方向にノイズパワー（変動幅）の大きさを表示する。実際には、強度はカラー表示であるが、簡単化のため、斜線と黒色表示とし、黒の部分ほど、変動幅の絶対値が大きく、対角成分の方向は、正の極性であり、それと直行した方向は、負の極性である。
【００８３】
又、図１５は、ＤＣノイズの基底行列の視覚化画面図であり、各々ＤＣノイズの基底行列ＲＤ１（Ｎ極），ＲＤ２（Ｓ極）に個別に、斜めの時間軸方向にノイズパワーの強度を表示する。実際には、強度はカラー表示であるが、簡単化のため、等高線表示とし、等高線の高い（図では、黒の部分）ほど、ノイズパワー（ＤＣノイズの強度）が大きい。
【００８４】
このように、垂直記録の記録方向に対応して、各ノイズパワーを表示することにより、媒体ノイズの各ノイズ成分の強度を、容易に判別でき、且つ非対称なノイズも視覚化により、容易に判別でき、媒体評価や検査に有効である。
【００８５】
（他の実施の形態）
前述の実施の形態では、媒体ノイズの検査を、垂直記録媒体の性能評価、分析の使用例で説明したが、製造した垂直記録媒体の性能検査に使用することもできる。又、垂直記録媒体を、垂直磁気ディスクの例で説明したが、ディスク以外のテープ等の他の記憶媒体にも適用できる。
【００８６】
以上、本発明を、実施の形態で説明したが、本発明は、その趣旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これを本発明の範囲から排除するものではない。
【００８７】
（付記１）垂直磁気記録媒体の媒体ノイズを検査する垂直磁気記録媒体の検査方法において、前記垂直磁気記録媒体から磁気ヘッドにより記録データを読み取り、再生波形を得るステップと、コンピュータにより、前記再生波形から媒体ノイズ成分を抽出し、前記媒体ノイズの相関行列を作成するステップと、コンピュータにより、磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との線形和により規定したノイズ相関行列と、前記抽出した媒体ノイズ相関行列とから最小二乗法を用いて、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との各々の係数を計算するステップと、コンピュータにより、前記各係数を用いて、磁化遷移点ノイズ成分のパワーと、ＤＣノイズ成分のパワーとの各々を計算するステップとを有することを特徴とする垂直磁気記録媒体の検査方法。
【００８８】
（付記２）前記係数計算ステップは、前記垂直磁気記録の各極性の磁化遷移点ノイズに関する相関行列と前記各極性のＤＣノイズに関する相関行列との線形和により規定したノイズ相関行列と、前記抽出した媒体ノイズ相関行列とから最小二乗法を用いて、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との各々の各極性の係数を計算するステップからなることを特徴とする付記１の垂直磁気記録媒体の検査方法。
【００８９】
（付記３）前記係数計算ステップは、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列と前記ＤＣノイズに関する相関行列との線形和により規定したノイズ相関行列と、前記抽出した媒体ノイズ相関行列との差の二乗式を、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列の係数と前記ＤＣノイズに関する相関行列の係数との各々で、偏微分計算するステップと、前記偏微分計算で得られた方程式から、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列の係数と前記ＤＣノイズに関する相関行列の係数を計算するステップとからなることを特徴とする付記１の垂直磁気記録媒体の検査方法。
【００９０】
（付記４）前記係数計算ステップは、前記磁化遷移点ノイズに関する基底行列と前記ＤＣノイズに関する基底行列との線形和により規定したノイズ相関行列と、前記抽出した媒体ノイズ相関行列とから最小二乗法を用いて、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との各々の係数を計算するステップからなることを特徴とする付記１の垂直磁気記録媒体の検査方法。
【００９１】
（付記５）前記パワー計算ステップは、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列の係数と、前記ＤＣノイズに関する相関行列の係数と、前記基底行列の対角成分とを用いて、前記磁化遷移点ノイズ成分のパワーと、前記ＤＣノイズ成分のパワーとの各々を計算するステップからなることを特徴とする付記４の垂直磁気記録媒体の検査方法。
【００９２】
（付記６）前記計算したノイズ成分のパワーを、前記基底行列の対角成分を直行座標として、視覚化装置に出力するステップを更に有することを特徴とする付記１の垂直磁気記録媒体の検査方法。
【００９３】
（付記７）前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列は、前記磁化遷移点の変動に関するジッタノイズの相関行列と、前記磁化遷移点の傾きの変動に関するＴ５０ノイズの相関行列とからなることを特徴とする付記１の垂直磁気記録媒体の検査方法。
【００９４】
（付記８）前記媒体ノイズの相関行列を作成するステップは、複数ブロックの前記再生波形の平均波形を計算するステップと、前記再生波形から前記平均波形を差し引き、前記媒体ノイズ成分を抽出し、前記媒体ノイズの相関行列を作成するステップとからなることを特徴とする付記１の垂直磁気記録媒体の検査方法。
【００９５】
（付記９）前記再生波形を得るステップは、前記垂直磁気記録媒体に前記磁気ヘッドにより複数ブロックの記録データを書き込むステップと、前記書込み後、前記垂直磁気記録媒体から磁気ヘッドにより記録データを読み取り、再生波形を得るステップからなることを特徴とする付記１の垂直磁気記録媒体の検査方法。
【００９６】
（付記１０）前記再生波形を得るステップは、回転する前記垂直磁気記録媒体から前記磁気ヘッドにより記録データを読み取り、再生波形を得るステップからなることを特徴とする付記１の垂直磁気記録媒体の検査方法。
【００９７】
（付記１１）垂直磁気記録媒体の媒体ノイズを検査する垂直磁気記録媒体の検査装置において、前記垂直磁気記録媒体から記録データを読み取り、再生波形を得るための磁気ヘッドと、前記再生波形から媒体ノイズ成分を抽出し、前記媒体ノイズの成分を計算するコンピュータとを有し、前記コンピュータは、前記抽出した媒体ノイズから、前記媒体ノイズの相関行列を作成し、磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との線形和により規定したノイズ相関行列と、前記抽出した媒体ノイズ相関行列とから最小二乗法を用いて、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との各々の係数を計算し、前記各係数を用いて、磁化遷移点ノイズ成分のパワーと、ＤＣノイズ成分のパワーとの各々を計算することを特徴とする垂直磁気記録媒体の検査装置。
【００９８】
（付記１２）前記コンピュータは、前記垂直磁気記録の各極性の磁化遷移点ノイズに関する相関行列と前記各極性のＤＣノイズに関する相関行列との線形和により規定したノイズ相関行列と、前記抽出した媒体ノイズ相関行列とから最小二乗法を用いて、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との各々の各極性の係数を計算することを特徴とする付記１１の垂直磁気記録媒体の検査装置。
【００９９】
（付記１３）前記コンピュータは、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列と前記ＤＣノイズに関する相関行列との線形和により規定したノイズ相関行列と、前記抽出した媒体ノイズ相関行列との差の二乗式を、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列の係数と前記ＤＣノイズに関する相関行列の係数との各々で、偏微分計算し、前記偏微分計算で得られた方程式から、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列の係数と前記ＤＣノイズに関する相関行列の係数を計算することを特徴とする付記１１の垂直磁気記録媒体の検査装置。
【０１００】
（付記１４）前記コンピュータは、前記磁化遷移点ノイズに関する基底行列と前記ＤＣノイズに関する基底行列との線形和により規定したノイズ相関行列と、前記抽出した媒体ノイズ相関行列とから最小二乗法を用いて、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との各々の係数を計算することを特徴とする付記１１の垂直磁気記録媒体の検査装置。
【０１０１】
（付記１５）前記コンピュータは、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列の係数と、前記ＤＣノイズに関する相関行列の係数と、前記基底行列の対角成分とを用いて、前記磁化遷移点ノイズ成分のパワーと、前記ＤＣノイズ成分のパワーとの各々を計算することを特徴とする付記１４の垂直磁気記録媒体の検査装置。
【０１０２】
（付記１６）前記計算したノイズ成分のパワーを、前記基底行列の対角成分を直行座標として、視覚化出力する出力装置を更に有することを特徴とする付記１１の垂直磁気記録媒体の検査装置。
【０１０３】
（付記１７）前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列は、前記磁化遷移点の変動に関するジッタノイズの相関行列と、前記磁化遷移点の傾きの変動に関するＴ５０ノイズの相関行列とからなることを特徴とする付記１１の垂直磁気記録媒体の検査装置。
【０１０４】
（付記１８）前記コンピュータは、複数ブロックの前記再生波形の平均波形を計算し、前記再生波形から前記平均波形を差し引き、前記媒体ノイズ成分を抽出し、前記媒体ノイズの相関行列を作成することを特徴とする付記１１の垂直磁気記録媒体の検査装置。
【０１０５】
（付記１９）前記コンピュータは、前記垂直磁気記録媒体に前記磁気ヘッドにより複数ブロックの記録データを書き込み、前記書込み後、前記垂直磁気記録媒体から磁気ヘッドにより記録データを読み取り、再生波形を得ることを特徴とする付記１１の垂直磁気記録媒体の検査装置。
【０１０６】
（付記２０）前記磁気ヘッドは、回転する前記垂直磁気記録媒体から前記磁気ヘッドにより記録データを読み取り、再生波形を得ることを特徴とする付記１１の垂直磁気記録媒体の検査装置。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
垂直磁気記録媒体の媒体ノイズを、磁化の転移点に依存するジッタノイズと、Ｔ５０ノイズの他に、垂直磁気記録方式の再生波形が、矩形波のため、直流成分に乗るＤＣ（直流）ノイズを、相関行列により、分離して、ノイズパワーを検出でき、垂直磁気記録媒体の性能を正確に評価できる。このため、垂直磁気記録媒体のエラーレートの低減に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の垂直磁気記録媒体の検査装置の一実施の形態を示す構成図である。
【図２】図１の垂直磁気記録媒体の断面図である。
【図３】図１の垂直磁気記録媒体の垂直記録状態の説明図である。
【図４】図１の垂直磁気記録媒体の垂直記録方式の説明図である。
【図５】図１の媒体ノイズ解析処理フロー図である。
【図６】図５の媒体ノイズ解析処理の説明図である。
【図７】図５の係数計算処理フロー図である。
【図８】本発明の磁化遷移点ノイズとＤＣノイズによるエラーレートのシミュレーション結果の説明図である。
【図９】本発明のジッタノイズの視覚化処理の説明図である。
【図１０】本発明のＴ５０ノイズの視覚化処理の説明図である。
【図１１】本発明のＤＣノイズの視覚化処理の説明図である。
【図１２】本発明のサンプリングノイズの視覚化処理の説明図である。
【図１３】本発明のジッタノイズの他の視覚化処理の説明図である。
【図１４】本発明のＴ５０ノイズの他の視覚化処理の説明図である。
【図１５】本発明のＤＣノイズの他の視覚化処理の説明図である。
【図１６】従来の面内記録方式の説明図である。
【図１７】従来の垂直磁気記録方式の媒体ノイズの説明図である。
【図１８】従来の垂直磁気記録媒体の媒体ノイズの検出処理の説明図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１ 垂直磁気ヘッド
２ アンプ
４ スピンドルモータ
５ ヘッドステージ
８ 垂直磁気ディスク
１０ スピンスタンド
２０ 解析装置
２２ Ａ／Ｄコンバータ
２４ 表示装置（視覚化装置）
２６ ＣＰＵ（コンピュータ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直磁気記録媒体の再生特性に影響する媒体ノイズの検査を行うための垂直磁気記録媒体の検査方法及びその装置に関し、特に、媒体ノイズの成分を高精度に分離するための垂直磁気記録媒体の検査方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク等の磁気記憶媒体を用いた磁気記憶装置は、広く利用されている。この磁気記憶装置には、大型化せずに、大容量の装置が、要求されている。
【０００３】
磁気記憶装置には、磁気記憶媒体に水平方向の磁区を記録する水平記録（又は面内記録）方式が、広く利用されている。
【０００４】
一方、垂直記録方式は、磁気記憶媒体に、面と垂直方向に磁区を記録するものであり、記憶密度の向上が期待されている。この垂直記録を行うには、水平記録媒体とは異なる垂直記録媒体が使用される。このため、水平記録媒体と同様に、垂直記録媒体でも、再生信号のＳ／Ｎ比に影響する媒体ノイズを解析し、その媒体の評価又は検査を行う必要がある。
【０００５】
図１６は、面内記録方式の媒体ノイズの説明図である。面内記録では、再生波形は、データの「１」、「０」に応じた信号レベルを示す。この再生波形の媒体ノイズとして、ジッタノイズと、Ｔ５０ノイズが、Ｓ／Ｎ比に影響するものとして知られている。ジッタノイズは、理想転移点からの再生波形の転移点の変動により、再生波形にジッタ状のノイズとして、現れるものである。
【０００６】
又、Ｔ５０ノイズは、再生波形の転移幅は、理想幅から変動することにより、ノイズとして現れるものである。いずれも、磁気記憶媒体の特性により、変動する。
【０００７】
このような観点から、垂直磁気記録媒体において、媒体の評価又は検査のため、ジッタノイズとＴ５０ノイズを検査し、エラーレートを評価する方法が、提案されている（例えば、非特許文献１）。
【０００８】
図１７は、従来の垂直記録媒体における媒体ノイズの説明図、図１８は、図１７の従来の媒体ノイズの測定処理の説明図である。
【０００９】
図１７に示すように、垂直記録においては、再生出力としての再生波形は、データの変化点に、レベル変化を示す。このため、水平記録と同様に、ジッタノイズと、Ｔ５０ノイズが、Ｓ／Ｎ比に影響する。ジッタノイズは、理想転移点からの再生波形の転移点の変動であり、Ｔ５０ノイズは、再生波形のレベルの±５０％のレベルの再生波形の幅であり、転移幅の変動である。
【００１０】
図１８に示すように、このジッタノイズ及びＴ５０ノイズを測定するため、相関行列を作成し、最小２乗法により、そのノイズパワーを測定することが、前述のように、提案されている。即ち、図１５に示すように、垂直記録媒体のデータを読み取った実測波形から、媒体ノイズの相関行列Ｒを作成する（Ｓ１００）。次に、ノイズモデルを、ジッタノイズ及びＴ５０ノイズの相関行列Ｒｊ，Ｒｗで規定し、線形分離式Ｒを仮定し、Ｓ１００で得られた媒体ノイズの相関行列Ｒと線形分離式Ｒとから、最小二乗法により、各相関行列の各係数を算出する（Ｓ１０２）。更に、その係数を用いて、各ノイズのノイズパワーを算出する（Ｓ１０４）。
【００１１】
このようにして、垂直記録媒体のジッタノイズ及びＴ５０ノイズのノイズパワーを測定し、垂直記録媒体の磁気粒子や、層厚等の分析を行う。
【非特許文献１】論文「垂直磁気記録方式における媒体ノイズのモード解析」著者 中川健他３名、信学技法ＭＲ２００２−６１、２００２年１２月電子情報通信学会発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来技術では、垂直記録媒体の再生波形の変化点の位置や、傾きの測定により、媒体ノイズを評価し、垂直記録媒体の評価や検査を行っていた。
【００１３】
しかしながら、垂直磁気記録方式では、再生信号に直流成分を持つことから、従来の垂直記録媒体の再生波形の変化点の位置や、傾きの測定による媒体ノイズを評価する方法では、垂直記録媒体の特性による直流成分の変動によるノイズを評価することが困難であった。
【００１４】
即ち、垂直磁気記録方式では、再生信号の直流成分に、媒体ノイズが乗ることは知られていたが、その直流成分に載るＤＣ（直流）ノイズが、どれだけ、エラーレートに影響するかの検討はなされていなかった。このことは、媒体ノイズの評価や検査のため、ＤＣノイズを、高精度に分離することが、困難であった。
【００１５】
従って、本発明の目的は、垂直磁気記録媒体の再生信号の直流成分に乗るノイズを高精度に分離して、検出するための垂直記録媒体の検査方法及びその装置を提供することにある。
【００１６】
又、本発明の他の目的は、垂直磁気記録媒体の再生信号から遷移点ノイズと、直流成分に乗るノイズとを分離して、検出するため垂直記録媒体の検査方法及びその装置を提供することにある。
【００１７】
更に、本発明の他の目的は、垂直磁気記録媒体の再生信号から遷移点ノイズと、直流成分に乗るノイズとを分離して、検出するとともに、非対称なノイズも検出するため垂直記録媒体の検査方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この目的の達成のため、本発明の垂直磁気記録媒体の媒体ノイズを検査する垂直磁気記録媒体の検査方法は、前記垂直磁気記録媒体から磁気ヘッドにより記録データを読み取り、再生波形を得るステップと、コンピュータにより、前記再生波形から媒体ノイズ成分を抽出し、前記媒体ノイズの相関行列を作成するステップと、コンピュータにより、磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との線形和により規定したノイズ相関行列と、前記抽出した媒体ノイズ相関行列とから最小二乗法を用いて、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との各々の係数を計算するステップと、コンピュータにより、前記各係数を用いて、磁化遷移点ノイズ成分のパワーと、ＤＣノイズ成分のパワーとの各々を計算するステップとを有する。
【００１９】
又、本発明の検査装置は、垂直磁気記録媒体の媒体ノイズを検査する垂直磁気記録媒体の検査装置において、前記垂直磁気記録媒体から記録データを読み取り、再生波形を得るための磁気ヘッドと、前記再生波形から媒体ノイズ成分を抽出し、前記媒体ノイズの成分を計算するコンピュータとを有し、前記コンピュータは、前記抽出した媒体ノイズから、前記媒体ノイズの相関行列を作成し、磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との線形和により規定したノイズ相関行列と、前記抽出した媒体ノイズ相関行列とから最小二乗法を用いて、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との各々の係数を計算し、前記各係数を用いて、磁化遷移点ノイズ成分のパワーと、ＤＣノイズ成分のパワーとの各々を計算する。
【００２０】
更に、本発明では、好ましくは、前記係数計算ステップは、前記垂直磁気記録の各極性の磁化遷移点ノイズに関する相関行列と前記各極性のＤＣノイズに関する相関行列との線形和により規定したノイズ相関行列と、前記抽出した媒体ノイズ相関行列とから最小二乗法を用いて、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との各々の各極性の係数を計算するステップからなる。
【００２１】
更に、本発明では、好ましくは、前記係数計算ステップは、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列と前記ＤＣノイズに関する相関行列との線形和により規定したノイズ相関行列と、前記抽出した媒体ノイズ相関行列との差の二乗式を、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列の係数と前記ＤＣノイズに関する相関行列の係数との各々で、偏微分計算するステップと、前記偏微分計算で得られた方程式から、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列の係数と前記ＤＣノイズに関する相関行列の係数を計算するステップとからなる。
【００２２】
更に、本発明では、好ましくは、前記係数計算ステップは、前記磁化遷移点ノイズに関する基底行列と前記ＤＣノイズに関する基底行列との線形和により規定したノイズ相関行列と、前記抽出した媒体ノイズ相関行列とから最小二乗法を用いて、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との各々の係数を計算するステップからなる。
【００２３】
更に、本発明では、好ましくは、前記パワー計算ステップは、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列の係数と、前記ＤＣノイズに関する相関行列の係数と、前記基底行列の対角成分とを用いて、前記磁化遷移点ノイズ成分のパワーと、前記ＤＣノイズ成分のパワーとの各々を計算するステップからなる。
【００２４】
更に、本発明では、好ましくは、前記計算したノイズ成分のパワーを、前記基底行列の対角成分を直行座標として、視覚化装置に出力するステップを更に有する。
【００２５】
更に、本発明では、好ましくは、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列は、前記磁化遷移点の変動に関するジッタノイズの相関行列と、前記磁化遷移点の傾きの変動に関するＴ５０ノイズの相関行列とからなる。
【００２６】
更に、本発明では、好ましくは、前記媒体ノイズの相関行列を作成するステップは、複数ブロックの前記再生波形の平均波形を計算するステップと、前記再生波形から前記平均波形を差し引き、前記媒体ノイズ成分を抽出し、前記媒体ノイズの相関行列を作成するステップとからなる。
【００２７】
更に、本発明では、好ましくは、前記再生波形を得るステップは、前記垂直磁気記録媒体に前記磁気ヘッドにより複数ブロックの記録データを書き込むステップと、前記書込み後、前記垂直磁気記録媒体から磁気ヘッドにより記録データを読み取り、再生波形を得るステップからなる。
【００２８】
更に、本発明では、好ましくは、前記再生波形を得るステップは、回転する前記垂直磁気記録媒体から前記磁気ヘッドにより記録データを読み取り、再生波形を得るステップからなる。
【発明の効果】
【００２９】
垂直磁気記録媒体の媒体ノイズを、磁化の転移点に依存するジッタノイズと、Ｔ５０ノイズの他に、垂直磁気記録方式の再生波形が、矩形波のため、直流成分に乗るＤＣ（直流）ノイズを、相関行列により、分離して、ノイズパワーを検出でき、垂直磁気記録媒体の性能を正確に評価できる。このため、垂直磁気記録媒体のエラーレートの低減に寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態を、垂直記録媒体の媒体ノイズ検査装置、媒体ノイズ検査処理、媒体ノイズ基底行列の視覚化処理、他の実施の形態の順で説明するが、本発明は、この実施の形態に限られない。
【００３１】
（垂直記録媒体の媒体ノイズ検査装置）
図１は、本発明の媒体ノイズ検査装置の実施の形態のブロック図、図２は、図１の垂直磁気記録媒体の断面図、図３は、図１の垂直磁気記録の記録状態の説明図、図４は、垂直磁気記録媒体の再生波形と媒体ノイズとの説明図であり、垂直磁気記録媒体として、垂直磁気ディスクを示す。
【００３２】
図１に示すように、検査装置は、スピンスタンド１０と、データ処理ユニット２０からなる。スピンスタンド１０は、磁気ヘッド（垂直磁気記録再生ヘッド）１と、垂直磁気記録媒体（垂直磁気記録ディスク）８と、垂直磁気記録媒体８を回転するスピンドルモータ４と、磁気ヘッド１を垂直記録媒体８の半径方向に移動するヘッドステージ５と、磁気ヘッド１の読み取り信号を増幅するアンプ２と、スピンドルモータ４とヘッドステージ５を制御する制御回路６とからなる。
【００３３】
一方、データ処理ユニット２０は、アンプ２を介する磁気ヘッド１の読み取り信号（アナログ信号）を、デジタル値に変換するアナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄコンバータ）２２と、磁気ヘッド１に、測定用ライトデータを送り、且つアンプ２、磁気ヘッド１の読み取り信号（アンプ２、Ａ／Ｄコンバータ２２を介する）を測定波形として、媒体ノイズ成分を解析処理するコンピュータ（ＣＰＵ）２６と、ＣＰＵ２６の解析結果を表示するための表示装置２４とからなる。
【００３４】
スピンドルモータ４に、評価、解析対象の垂直磁気記録媒体８を、セットする。図２に示すように、垂直磁気記録媒体８の断面構造は、ガラス又はアルミニュームで構成された基板８０の上に、裏打層８２、中間層８４、記録層８６、保護層８８が、順次積層された構成である。裏打層８２は、軟磁性層で構成され、中間層は、通常、非磁性層である。
【００３５】
図３に示すように、垂直磁気記録方式は、記録層８６に、垂直方向に、磁化を形成して、記録する。このため、記録層８６を形成する個々の磁性粒子８６−１が、個々に分離されていることが、記録密度の向上の点で、重要である。
【００３６】
特に、前述の媒体ノイズの磁化転移点は、この磁性粒子８６−１の分離程度に影響されると言われている。又、図４に示すように、垂直磁気記録方式では、膜厚方向の磁化の向きで、データ「１」、「０」を記録するため、再生波形は、磁化の向きが変化する磁化の転移点で、変化する、所謂、矩形波状となる。
【００３７】
このため、媒体ノイズは、前述の磁化の転移点に依存するジッタノイズと、Ｔ５０ノイズと、更に、ＤＣノイズとがある。このＤＣノイズは、垂直磁気記録方式の再生波形が、矩形波であり、直流成分が多いため、この直流成分にノイズが乗る。これを、ＤＣ（直流）ノイズと称している。このＤＣノイズも、Ｓ／Ｎ比に影響し、エラーレートの劣化の原因となるから、ＤＣノイズも分離して、解析する必要がある。このため、図１のＣＰＵ２６が、図５以下で説明する解析処理により、測定波形から、ジッタノイズと、Ｔ５０ノイズと、ＤＣノイズとを個々に分離し、それぞれのノイズパワーを計算する。
【００３８】
（媒体ノイズ検査処理）
図５は、図１のＣＰＵが実行する媒体ノイズの解析処理フロー図、図６は、図５の解析処理の説明図、図７は、図５のノイズパワーの分離処理フロー図、図８は、孤立波における各媒体ノイズのビットエラーレートの特性図である。
【００３９】
図６を用いて、図５の処理を説明する。
【００４０】
（Ｓ１０）ＣＰＵ２０は、測定データとして、図６に示すように、Ｐサンプル（Ｐ＞１）の長さの任意のデータを、Ｎ個分（Ｎブロック分、Ｎ＞１）だけ、磁気ヘッド１に与え、磁気ヘッド１は、磁気ディスク（垂直記録ディスク）８に、この測定パターンを記録する。
【００４１】
（Ｓ１２）ＣＰＵ２０は、磁気ヘッド１に、磁気ディスク２の記録された測定データ（Ｐ×Ｎ）の読み出しを複数回（例えば、３回）指示する。これにより、ＣＰＵ２０は、磁気ヘッド１からアンプ２、Ａ／Ｄコンバータ２２を介し、複数個（ここでは、３個）の測定波形Ｒ１，Ｒ２、Ｒ３を得る。
【００４２】
（Ｓ１４）ＣＰＵ２０は、複数個（ここでは、３個）の測定波形Ｒ１，Ｒ２、Ｒ３の振幅の平均をとり、１つの平均化リード波形（Ｐ×Ｎ）ＡｖＲを計算する。この平均化により、再生信号に含まれるホワイトノイズを除去する。
【００４３】
（Ｓ１６）次に、ＣＰＵ２０は、平均化されたリード波形ＡｖＲのＮ個のブロックの振幅の平均波形を計算する。尚、各ブロックは、同一の波形（データ）を記録するものとする。
【００４４】
（Ｓ１８）ＣＰＵ２０は、平均化されたリード波形ＡｖＲの各ブロックの再生波形から、ステップＳ１６の各ブロックの平均波形を差し引く。これにより、媒体ノイズのみを含む信号波形Ｍｗｓ（Ｐ×Ｎブロック）が得られる。
【００４５】
（Ｓ２０）ＣＰＵ２０は、媒体ノイズのみを含むし信号波形Ｍｗｓを、データ列とし、このデータ列を、行列化する。即ち、信号波形ＭｗｓをＰ×Ｎ行列の行列Ｘに変換する。
【００４６】
（Ｓ２２）次に、ＣＰＵ２０は、ノイズ相関行列Ｒを導出する。即ち、測定したノイズの行列から、各ノイズ成分を分離するため、ノイズモデル（ジッタノイズ、Ｔ５０ノイズ、ＤＣノイズ）を規定し、各ノイズ成分を分離するための線形分離式Ｒを仮定する。ここで、Ｒは、前記測定波形から得た行列Ｘと以下の式（１）の対応関係がある。
【００４７】
【数１】
ここで、式（１）のＸＴは、Ｘの転置である。
【００４８】
（Ｓ２４）次に、ノイズ相関行列Ｒから、最小二乗法により、各ノイズ成分を分離する。この処理を、図７で詳細に説明する。
【００４９】
（Ｓ３０）図７に示すように、先ず、ノイズを分離するためのノイズ相関行列Ｒを、各ノイズ（ここでは、ジッタノイズ、Ｔ５０ノイズ、ＤＣノイズ及びサンプリングノイズ）の基底行列の線形和で、表す。ここでは、ジッタノイズの基底行列をＲｊ１，Ｒｊ２とし、Ｔ５０ノイズの基底行列をＲｗ１，Ｒｗ２とし、ＤＣノイズの基底行列をＲＤ１，ＲＤ２とし、サンプリングノイズの基底行列をＲｐとする。従って、各基底行列の係数をａｊ１，ａｊ２，ａｗ１，ａｗ２，ａＤ１，ａＤ２，ａｐとすると、ノイズ相関行列Ｒは、下記式（２）で表される。
【００５０】
【数２】
式（２）から明らかなように、この実施の形態では、１つのノイズ成分（例えば、ジッタノイズ）に、２つに基底行列（例えば、Ｒｊ１，Ｒｊ２）を規定している。後述するように、２つの基底行列は、転移点での転移の方向に対応している。又、Ｔ５０ノイズ、ＤＣノイズも同様である。従って、各転移方向や記録方向の各々のノイズを分離できる。
【００５１】
（Ｓ３２）次に、各基底行列の係数ａｊ１，ａｊ２，ａｗ１，ａｗ２，ａＤ１，ａＤ２，ａｐを推定する。このため、最小二乗法を使用する。即ち、式（１）の行列Ｒ（測定値）の（ｉ，ｊ）成分を、Ｒｉ，ｊとすると、Ｒｉ，ｊから式（２）を差し引いた二乗の和を、エラーＥとし、式（３）のエラー式を用いる。
【００５２】
【数３】
この式（３）が、最小となる条件を計算する。具体的には、式（３）のＥを、各係数ａｊ１，ａｊ２，ａｗ１，ａｗ２，ａＤ１，ａＤ２，ａｐで、偏微分し、下記式（４）のように、偏微分値を「０」とする方程式を計算する。
【００５３】
【数４】
即ち、係数ａｊ１の偏微分方程式は、下記式（５）で表される。
【００５４】
【数５】
係数ａｊ２の偏微分方程式は、下記式（６）で表される。
【００５５】
【数６】
係数ａｗ１の偏微分方程式は、下記式（７）で表される。
【００５６】
【数７】
係数ａｗ２の偏微分方程式は、下記式（８）で表される。
【００５７】
【数８】
係数ａＤ１の偏微分方程式は、下記式（９）で表される。
【００５８】
【数９】
係数ａＤ２の偏微分方程式は、下記式（１０）で表される。
【００５９】
【数１０】
係数ａｐの偏微分方程式は、下記式（１１）で表される。
【００６０】
【数１１】
この式（５）から式（１１）の７つの方程式を、連立方程式として、係数ａｊ１，ａｊ２，ａｗ１，ａｗ２，ａＤ１，ａＤ２，ａｐについて、解く。これにより、係数ａｊ１，ａｊ２，ａｗ１，ａｗ２，ａＤ１，ａＤ２，ａｐが計算される。
【００６１】
（Ｓ３４）計算した係数ａｊ１，ａｊ２，ａｗ１，ａｗ２，ａＤ１，ａＤ２，ａｐと、各ノイズ成分の基底行列の対角成分Ｒ（ｉ，ｉ）を用いて、各ノイズ成分のパワーをする。即ち、ジッタノイズ成分のパワーσｊ１、σｊ２は、下記式（１２）により、計算する。
【００６２】
【数１２】
同様に、Ｔ５０ノイズ成分のパワーσｗ１、σｗ２は、下記式（１３）により、計算する。
【００６３】
【数１３】
ＤＣノイズ成分のパワーσＤ１、σＤ２は、下記式（１４）により、計算する。
【００６４】
【数１４】
サンプリングノイズ成分のパワーσｐは、下記式（１５）により、計算する。
【００６５】
【数１５】
このように、相関行列の線形和Ｒのノイズ成分に、ＤＣノイズに対応する相関行列を加えたので、垂直記録の遷移点ノイズであるジッタノイズ（遷移点の変動）とＴ５０変動ノイズ（遷移点の傾き変動）だけでなく、ＤＣノイズを分離して、検出できる。しかも、線形分離式であるため、精度良く、他のノイズと分離して、検出できる。
【００６６】
又、ノイズ毎の相関行列を、ジッタノイズ、Ｔ５０ノイズについては、エッジの立ち上がりの極性毎に、ＤＣノイズについては、極性ＮとＳに独立した相関行列を用いる。このため、非対称なノイズも、検出できる。
【００６７】
図８は、垂直記録における各ノイズ成分が、１００％である場合のエラーレートのＳＮＲ（Ｓ／Ｎ比）依存性を説明するためのシミュレーション結果のグラフである。
【００６８】
孤立波のＳＮＲを変化し、そのＳＮＲにおいて、各ノイズ成分である、ホワイトノイズ、ジッタノイズ、Ｔ５０変動ノイズ、ＤＣノイズを１００％として、ビットエラーレートをシミュレーションにより、測定し、横軸に、ＳＮＲ（ｄＢ）、縦軸に、ビットエラーレート（ｌｏｇ表記）をとり、図８の結果を得た。
【００６９】
図８から、ＳＮＲが同じであっても、ノイズ成分により、エラーレートが異なることが、判る。例えば、ＳＮＲ＝２０ｄＢについて、ジッタノイズ１００％、Ｔ５０変動ノイズ１００％、ＤＣノイズ１００％を比較すると、エラーレートは、ＤＣノイズも良く（最も低く）、以下、ジッタノイズ、Ｔ５０変動ノイズの順となる。特に、ＤＣノイズとＴ５０ノイズの間には、約２．５桁の差がある。
【００７０】
このことは、ＳＮＲの評価だけでは、エラーレートを最適化するのは、困難であり、本発明は、垂直記録において、従来分離できなかったＤＣノイズを分離したので、各ノイズ成分が、分離でき、そのノイズ成分のパワーで、エラーレートの評価ができる。即ち、ノイズ成分のパワーを測定することにより、エラーレートの改善の方向性（どのノイズ成分を抑圧するか）を判断できる。
【００７１】
又、エラーレートを測定しなくても、垂直記録媒体の品質評価が可能となる。例えば、ＤＣノイズパワーが大きく、Ｔ５０ノイズが小さいものは、エラーレートが良く、逆なら、エラーレートが悪いという判断ができる。
【００７２】
さらに、垂直記録媒体の開発において、ジッタノイズ、Ｔ５０変動ノイズ及びＤＣノイズのパワー測定から、エラーレートの低減には、どのノイズ成分を低減すればよいかの指針を与えることができる。これにより、媒体の層厚や、材料選択、層構成の改善に寄与できる。
【００７３】
（媒体ノイズ基底行列の視覚化処理）
次に、前述の測定した各媒体ノイズ成分の分析を容易にする方法を説明する。図９乃至図１２は、各ノイズ成分の基底行列の視覚化の説明図である。ＣＰＵ２０は、前述のように、計算した各ノイズ成分のノイズパワーを、横軸、縦軸に基底行列をとった直交座標系に、時間軸を斜め方向として、表示装置２４に、表示する。
【００７４】
図９は、ジッタノイズの基底行列の視覚化画面図であり、斜めの時間軸方向にノイズパワーの強度（ジッタの大きさ）を表示する。実際には、強度はカラー表示であるが、簡単化のため、等高線表示とし、等高線の高い（図では、黒の部分）ほど、ノイズパワーが大きい。
【００７５】
同様に、図１０は、Ｔ５０変動ノイズの基底行列の視覚化画面図であり、斜めの時間軸方向にノイズパワー（変動幅）の大きさを表示する。実際には、強度はカラー表示であるが、簡単化のため、斜線と黒色表示とし、黒の部分ほど、変動幅の絶対値が大きく、対角成分の方向は、正の極性であり、それと隣り合った部分は、負の極性となり、これらが交互に配置している。
【００７６】
又、図１１は、ＤＣノイズの基底行列の視覚化画面図であり、斜めの時間軸方向にノイズパワーの強度を表示する。実際には、強度はカラー表示であるが、簡単化のため、等高線表示とし、等高線の高い（図では、黒の部分）ほど、ノイズパワー（ＤＣノイズの強度）が大きい。
【００７７】
更に、図１２は、サンプリングノイズの基底行列の視覚化画面図であり、斜めの時間軸方向にノイズパワーの強度を表示する。実際には、強度はカラー表示であるが、簡単化のため、等高線表示とし、等高線の高い（図では、黒の部分）ほど、ノイズパワーの絶対値が大きく、対角成分の方向は、正の極性であり、それと直行した方向は、負の極性である。
【００７８】
前述の相関行列で、測定した各ノイズパワーを、視覚化し、且つ表示装置２４に並列に表示する。これにより、媒体ノイズの各ノイズ成分の強度を、容易に判別でき、前述の媒体評価や検査に有効である。
【００７９】
図１３乃至図１５は、本発明の各ノイズ成分の基底行列の視覚化の他の実施の形態の説明図である。ＣＰＵ２０は、前述のように、計算した各ノイズ成分のノイズパワーを、横軸、縦軸に基底行列をとった直交座標系に、時間軸を斜め方向として、表示装置２４に、表示する。
【００８０】
この時、前述のように、ノイズ毎の相関行列を、ジッタノイズ、Ｔ５０ノイズについては、エッジの立ち上がりの極性毎に、ＤＣノイズについては、極性ＮとＳに独立した相関行列を用いており、これを区別して、表示する。このため、非対称なノイズも、容易に判別できる。
【００８１】
図１３は、ジッタノイズの基底行列の視覚化画面図であり、各々ジッタノイズの基底行列Ｒｊ１（Ｓ極からＮ極への遷移），Ｒｊ２（Ｓ極からＮ極への遷移）に個別に、斜めの時間軸方向にノイズパワーの強度（ジッタの大きさ）を表示する。実際には、強度はカラー表示であるが、簡単化のため、等高線表示とし、等高線の高い（図では、黒の部分）ほど、ノイズパワーが大きい。
【００８２】
同様に、図１４は、Ｔ５０変動ノイズの基底行列の視覚化画面図であり、各々Ｔ５０ノイズの基底行列Ｒｗ１（Ｓ極からＮ極への遷移），Ｒｗ２（Ｓ極からＮ極への遷移）に個別に、斜めの時間軸方向にノイズパワー（変動幅）の大きさを表示する。実際には、強度はカラー表示であるが、簡単化のため、斜線と黒色表示とし、黒の部分ほど、変動幅の絶対値が大きく、対角成分の方向は、正の極性であり、それと直行した方向は、負の極性である。
【００８３】
又、図１５は、ＤＣノイズの基底行列の視覚化画面図であり、各々ＤＣノイズの基底行列ＲＤ１（Ｎ極），ＲＤ２（Ｓ極）に個別に、斜めの時間軸方向にノイズパワーの強度を表示する。実際には、強度はカラー表示であるが、簡単化のため、等高線表示とし、等高線の高い（図では、黒の部分）ほど、ノイズパワー（ＤＣノイズの強度）が大きい。
【００８４】
このように、垂直記録の記録方向に対応して、各ノイズパワーを表示することにより、媒体ノイズの各ノイズ成分の強度を、容易に判別でき、且つ非対称なノイズも視覚化により、容易に判別でき、媒体評価や検査に有効である。
【００８５】
（他の実施の形態）
前述の実施の形態では、媒体ノイズの検査を、垂直記録媒体の性能評価、分析の使用例で説明したが、製造した垂直記録媒体の性能検査に使用することもできる。又、垂直記録媒体を、垂直磁気ディスクの例で説明したが、ディスク以外のテープ等の他の記憶媒体にも適用できる。
【００８６】
以上、本発明を、実施の形態で説明したが、本発明は、その趣旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これを本発明の範囲から排除するものではない。
【００８７】
（付記１）垂直磁気記録媒体の媒体ノイズを検査する垂直磁気記録媒体の検査方法において、前記垂直磁気記録媒体から磁気ヘッドにより記録データを読み取り、再生波形を得るステップと、コンピュータにより、前記再生波形から媒体ノイズ成分を抽出し、前記媒体ノイズの相関行列を作成するステップと、コンピュータにより、磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との線形和により規定したノイズ相関行列と、前記抽出した媒体ノイズ相関行列とから最小二乗法を用いて、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との各々の係数を計算するステップと、コンピュータにより、前記各係数を用いて、磁化遷移点ノイズ成分のパワーと、ＤＣノイズ成分のパワーとの各々を計算するステップとを有することを特徴とする垂直磁気記録媒体の検査方法。
【００８８】
（付記２）前記係数計算ステップは、前記垂直磁気記録の各極性の磁化遷移点ノイズに関する相関行列と前記各極性のＤＣノイズに関する相関行列との線形和により規定したノイズ相関行列と、前記抽出した媒体ノイズ相関行列とから最小二乗法を用いて、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との各々の各極性の係数を計算するステップからなることを特徴とする付記１の垂直磁気記録媒体の検査方法。
【００８９】
（付記３）前記係数計算ステップは、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列と前記ＤＣノイズに関する相関行列との線形和により規定したノイズ相関行列と、前記抽出した媒体ノイズ相関行列との差の二乗式を、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列の係数と前記ＤＣノイズに関する相関行列の係数との各々で、偏微分計算するステップと、前記偏微分計算で得られた方程式から、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列の係数と前記ＤＣノイズに関する相関行列の係数を計算するステップとからなることを特徴とする付記１の垂直磁気記録媒体の検査方法。
【００９０】
（付記４）前記係数計算ステップは、前記磁化遷移点ノイズに関する基底行列と前記ＤＣノイズに関する基底行列との線形和により規定したノイズ相関行列と、前記抽出した媒体ノイズ相関行列とから最小二乗法を用いて、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との各々の係数を計算するステップからなることを特徴とする付記１の垂直磁気記録媒体の検査方法。
【００９１】
（付記５）前記パワー計算ステップは、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列の係数と、前記ＤＣノイズに関する相関行列の係数と、前記基底行列の対角成分とを用いて、前記磁化遷移点ノイズ成分のパワーと、前記ＤＣノイズ成分のパワーとの各々を計算するステップからなることを特徴とする付記４の垂直磁気記録媒体の検査方法。
【００９２】
（付記６）前記計算したノイズ成分のパワーを、前記基底行列の対角成分を直行座標として、視覚化装置に出力するステップを更に有することを特徴とする付記１の垂直磁気記録媒体の検査方法。
【００９３】
（付記７）前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列は、前記磁化遷移点の変動に関するジッタノイズの相関行列と、前記磁化遷移点の傾きの変動に関するＴ５０ノイズの相関行列とからなることを特徴とする付記１の垂直磁気記録媒体の検査方法。
【００９４】
（付記８）前記媒体ノイズの相関行列を作成するステップは、複数ブロックの前記再生波形の平均波形を計算するステップと、前記再生波形から前記平均波形を差し引き、前記媒体ノイズ成分を抽出し、前記媒体ノイズの相関行列を作成するステップとからなることを特徴とする付記１の垂直磁気記録媒体の検査方法。
【００９５】
（付記９）前記再生波形を得るステップは、前記垂直磁気記録媒体に前記磁気ヘッドにより複数ブロックの記録データを書き込むステップと、前記書込み後、前記垂直磁気記録媒体から磁気ヘッドにより記録データを読み取り、再生波形を得るステップからなることを特徴とする付記１の垂直磁気記録媒体の検査方法。
【００９６】
（付記１０）前記再生波形を得るステップは、回転する前記垂直磁気記録媒体から前記磁気ヘッドにより記録データを読み取り、再生波形を得るステップからなることを特徴とする付記１の垂直磁気記録媒体の検査方法。
【００９７】
（付記１１）垂直磁気記録媒体の媒体ノイズを検査する垂直磁気記録媒体の検査装置において、前記垂直磁気記録媒体から記録データを読み取り、再生波形を得るための磁気ヘッドと、前記再生波形から媒体ノイズ成分を抽出し、前記媒体ノイズの成分を計算するコンピュータとを有し、前記コンピュータは、前記抽出した媒体ノイズから、前記媒体ノイズの相関行列を作成し、磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との線形和により規定したノイズ相関行列と、前記抽出した媒体ノイズ相関行列とから最小二乗法を用いて、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との各々の係数を計算し、前記各係数を用いて、磁化遷移点ノイズ成分のパワーと、ＤＣノイズ成分のパワーとの各々を計算することを特徴とする垂直磁気記録媒体の検査装置。
【００９８】
（付記１２）前記コンピュータは、前記垂直磁気記録の各極性の磁化遷移点ノイズに関する相関行列と前記各極性のＤＣノイズに関する相関行列との線形和により規定したノイズ相関行列と、前記抽出した媒体ノイズ相関行列とから最小二乗法を用いて、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との各々の各極性の係数を計算することを特徴とする付記１１の垂直磁気記録媒体の検査装置。
【００９９】
（付記１３）前記コンピュータは、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列と前記ＤＣノイズに関する相関行列との線形和により規定したノイズ相関行列と、前記抽出した媒体ノイズ相関行列との差の二乗式を、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列の係数と前記ＤＣノイズに関する相関行列の係数との各々で、偏微分計算し、前記偏微分計算で得られた方程式から、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列の係数と前記ＤＣノイズに関する相関行列の係数を計算することを特徴とする付記１１の垂直磁気記録媒体の検査装置。
【０１００】
（付記１４）前記コンピュータは、前記磁化遷移点ノイズに関する基底行列と前記ＤＣノイズに関する基底行列との線形和により規定したノイズ相関行列と、前記抽出した媒体ノイズ相関行列とから最小二乗法を用いて、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との各々の係数を計算することを特徴とする付記１１の垂直磁気記録媒体の検査装置。
【０１０１】
（付記１５）前記コンピュータは、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列の係数と、前記ＤＣノイズに関する相関行列の係数と、前記基底行列の対角成分とを用いて、前記磁化遷移点ノイズ成分のパワーと、前記ＤＣノイズ成分のパワーとの各々を計算することを特徴とする付記１４の垂直磁気記録媒体の検査装置。
【０１０２】
（付記１６）前記計算したノイズ成分のパワーを、前記基底行列の対角成分を直行座標として、視覚化出力する出力装置を更に有することを特徴とする付記１１の垂直磁気記録媒体の検査装置。
【０１０３】
（付記１７）前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列は、前記磁化遷移点の変動に関するジッタノイズの相関行列と、前記磁化遷移点の傾きの変動に関するＴ５０ノイズの相関行列とからなることを特徴とする付記１１の垂直磁気記録媒体の検査装置。
【０１０４】
（付記１８）前記コンピュータは、複数ブロックの前記再生波形の平均波形を計算し、前記再生波形から前記平均波形を差し引き、前記媒体ノイズ成分を抽出し、前記媒体ノイズの相関行列を作成することを特徴とする付記１１の垂直磁気記録媒体の検査装置。
【０１０５】
（付記１９）前記コンピュータは、前記垂直磁気記録媒体に前記磁気ヘッドにより複数ブロックの記録データを書き込み、前記書込み後、前記垂直磁気記録媒体から磁気ヘッドにより記録データを読み取り、再生波形を得ることを特徴とする付記１１の垂直磁気記録媒体の検査装置。
【０１０６】
（付記２０）前記磁気ヘッドは、回転する前記垂直磁気記録媒体から前記磁気ヘッドにより記録データを読み取り、再生波形を得ることを特徴とする付記１１の垂直磁気記録媒体の検査装置。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
垂直磁気記録媒体の媒体ノイズを、磁化の転移点に依存するジッタノイズと、Ｔ５０ノイズの他に、垂直磁気記録方式の再生波形が、矩形波のため、直流成分に乗るＤＣ（直流）ノイズを、相関行列により、分離して、ノイズパワーを検出でき、垂直磁気記録媒体の性能を正確に評価できる。このため、垂直磁気記録媒体のエラーレートの低減に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の垂直磁気記録媒体の検査装置の一実施の形態を示す構成図である。
【図２】図１の垂直磁気記録媒体の断面図である。
【図３】図１の垂直磁気記録媒体の垂直記録状態の説明図である。
【図４】図１の垂直磁気記録媒体の垂直記録方式の説明図である。
【図５】図１の媒体ノイズ解析処理フロー図である。
【図６】図５の媒体ノイズ解析処理の説明図である。
【図７】図５の係数計算処理フロー図である。
【図８】本発明の磁化遷移点ノイズとＤＣノイズによるエラーレートのシミュレーション結果の説明図である。
【図９】本発明のジッタノイズの視覚化処理の説明図である。
【図１０】本発明のＴ５０ノイズの視覚化処理の説明図である。
【図１１】本発明のＤＣノイズの視覚化処理の説明図である。
【図１２】本発明のサンプリングノイズの視覚化処理の説明図である。
【図１３】本発明のジッタノイズの他の視覚化処理の説明図である。
【図１４】本発明のＴ５０ノイズの他の視覚化処理の説明図である。
【図１５】本発明のＤＣノイズの他の視覚化処理の説明図である。
【図１６】従来の面内記録方式の説明図である。
【図１７】従来の垂直磁気記録方式の媒体ノイズの説明図である。
【図１８】従来の垂直磁気記録媒体の媒体ノイズの検出処理の説明図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１ 垂直磁気ヘッド
２ アンプ
４ スピンドルモータ
５ ヘッドステージ
８ 垂直磁気ディスク
１０ スピンスタンド
２０ 解析装置
２２ Ａ／Ｄコンバータ
２４ 表示装置（視覚化装置）
２６ ＣＰＵ（コンピュータ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直磁気記録媒体の媒体ノイズを検査する垂直磁気記録媒体の検査方法において、
前記垂直磁気記録媒体から磁気ヘッドにより記録データを読み取り、再生波形を得るステップと、
コンピュータにより、前記再生波形から媒体ノイズ成分を抽出し、前記媒体ノイズの相関行列を作成するステップと、
コンピュータにより、磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との線形和により規定したノイズ相関行列と、前記抽出した媒体ノイズ相関行列とから最小二乗法を用いて、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との各々の係数を計算するステップと、
コンピュータにより、前記各係数を用いて、磁化遷移点ノイズ成分のパワーと、ＤＣノイズ成分のパワーとの各々を計算するステップとを有する
ことを特徴とする垂直磁気記録媒体の検査方法。
【請求項２】
前記係数計算ステップは、
前記垂直磁気記録の各極性の磁化遷移点ノイズに関する相関行列と前記各極性のＤＣノイズに関する相関行列との線形和により規定したノイズ相関行列と、前記抽出した媒体ノイズ相関行列とから最小二乗法を用いて、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との各々の各極性の係数を計算するステップからなる
ことを特徴とする請求項１の垂直磁気記録媒体の検査方法。
【請求項３】
前記係数計算ステップは、
前記磁化遷移点ノイズに関する基底行列と前記ＤＣノイズに関する基底行列との線形和により規定したノイズ相関行列と、前記抽出した媒体ノイズ相関行列とから最小二乗法を用いて、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との各々の係数を計算するステップからなる
ことを特徴とする請求項１の垂直磁気記録媒体の検査方法。
【請求項４】
前記パワー計算ステップは、
前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列の係数と、前記ＤＣノイズに関する相関行列の係数と、前記基底行列の対角成分とを用いて、前記磁化遷移点ノイズ成分のパワーと、前記ＤＣノイズ成分のパワーとの各々を計算するステップからなる
ことを特徴とする請求項３の垂直磁気記録媒体の検査方法。
【請求項５】
前記計算したノイズ成分のパワーを、前記基底行列の対角成分を直行座標として、視覚化装置に出力するステップを更に有する
ことを特徴とする請求項１の垂直磁気記録媒体の検査方法。
【請求項６】
垂直磁気記録媒体の媒体ノイズを検査する垂直磁気記録媒体の検査装置において、
前記垂直磁気記録媒体から記録データを読み取り、再生波形を得るための磁気ヘッドと、
前記再生波形から媒体ノイズ成分を抽出し、前記媒体ノイズの成分を計算するコンピュータとを有し、
前記コンピュータは、前記抽出した媒体ノイズから、前記媒体ノイズの相関行列を作成し、磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との線形和により規定したノイズ相関行列と、前記抽出した媒体ノイズ相関行列とから最小二乗法を用いて、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との各々の係数を計算し、前記各係数を用いて、磁化遷移点ノイズ成分のパワーと、ＤＣノイズ成分のパワーとの各々を計算する
ことを特徴とする垂直磁気記録媒体の検査装置。
【請求項７】
前記コンピュータは、前記垂直磁気記録の各極性の磁化遷移点ノイズに関する相関行列と前記各極性のＤＣノイズに関する相関行列との線形和により規定したノイズ相関行列と、前記抽出した媒体ノイズ相関行列とから最小二乗法を用いて、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との各々の各極性の係数を計算する
ことを特徴とする請求項６の垂直磁気記録媒体の検査装置。
【請求項８】
前記コンピュータは、
前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列と前記ＤＣノイズに関する相関行列との線形和により規定したノイズ相関行列と、前記抽出した媒体ノイズ相関行列との差の二乗式を、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列の係数と前記ＤＣノイズに関する相関行列の係数との各々で、偏微分計算し、前記偏微分計算で得られた方程式から、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列の係数と前記ＤＣノイズに関する相関行列の係数を計算する
ことを特徴とする請求項６の垂直磁気記録媒体の検査装置。
【請求項９】
前記コンピュータは、
前記磁化遷移点ノイズに関する基底行列と前記ＤＣノイズに関する基底行列との線形和により規定したノイズ相関行列と、前記抽出した媒体ノイズ相関行列とから最小二乗法を用いて、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との各々の係数を計算する
ことを特徴とする請求項６の垂直磁気記録媒体の検査装置。
【請求項１０】
前記コンピュータは、
前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列の係数と、前記ＤＣノイズに関する相関行列の係数と、前記基底行列の対角成分とを用いて、前記磁化遷移点ノイズ成分のパワーと、前記ＤＣノイズ成分のパワーとの各々を計算する
ことを特徴とする請求項９の垂直磁気記録媒体の検査装置。
【請求項１】
垂直磁気記録媒体の媒体ノイズを検査する垂直磁気記録媒体の検査方法において、
前記垂直磁気記録媒体から磁気ヘッドにより記録データを読み取り、再生波形を得るステップと、
コンピュータにより、前記再生波形から媒体ノイズ成分を抽出し、前記媒体ノイズの相関行列を作成するステップと、
コンピュータにより、磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との線形和により規定したノイズ相関行列と、前記抽出した媒体ノイズ相関行列とから最小二乗法を用いて、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との各々の係数を計算するステップと、
コンピュータにより、前記各係数を用いて、磁化遷移点ノイズ成分のパワーと、ＤＣノイズ成分のパワーとの各々を計算するステップとを有する
ことを特徴とする垂直磁気記録媒体の検査方法。
【請求項２】
前記係数計算ステップは、
前記垂直磁気記録の各極性の磁化遷移点ノイズに関する相関行列と前記各極性のＤＣノイズに関する相関行列との線形和により規定したノイズ相関行列と、前記抽出した媒体ノイズ相関行列とから最小二乗法を用いて、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との各々の各極性の係数を計算するステップからなる
ことを特徴とする請求項１の垂直磁気記録媒体の検査方法。
【請求項３】
前記係数計算ステップは、
前記磁化遷移点ノイズに関する基底行列と前記ＤＣノイズに関する基底行列との線形和により規定したノイズ相関行列と、前記抽出した媒体ノイズ相関行列とから最小二乗法を用いて、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との各々の係数を計算するステップからなる
ことを特徴とする請求項１の垂直磁気記録媒体の検査方法。
【請求項４】
前記パワー計算ステップは、
前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列の係数と、前記ＤＣノイズに関する相関行列の係数と、前記基底行列の対角成分とを用いて、前記磁化遷移点ノイズ成分のパワーと、前記ＤＣノイズ成分のパワーとの各々を計算するステップからなる
ことを特徴とする請求項３の垂直磁気記録媒体の検査方法。
【請求項５】
前記計算したノイズ成分のパワーを、前記基底行列の対角成分を直行座標として、視覚化装置に出力するステップを更に有する
ことを特徴とする請求項１の垂直磁気記録媒体の検査方法。
【請求項６】
垂直磁気記録媒体の媒体ノイズを検査する垂直磁気記録媒体の検査装置において、
前記垂直磁気記録媒体から記録データを読み取り、再生波形を得るための磁気ヘッドと、
前記再生波形から媒体ノイズ成分を抽出し、前記媒体ノイズの成分を計算するコンピュータとを有し、
前記コンピュータは、前記抽出した媒体ノイズから、前記媒体ノイズの相関行列を作成し、磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との線形和により規定したノイズ相関行列と、前記抽出した媒体ノイズ相関行列とから最小二乗法を用いて、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との各々の係数を計算し、前記各係数を用いて、磁化遷移点ノイズ成分のパワーと、ＤＣノイズ成分のパワーとの各々を計算する
ことを特徴とする垂直磁気記録媒体の検査装置。
【請求項７】
前記コンピュータは、前記垂直磁気記録の各極性の磁化遷移点ノイズに関する相関行列と前記各極性のＤＣノイズに関する相関行列との線形和により規定したノイズ相関行列と、前記抽出した媒体ノイズ相関行列とから最小二乗法を用いて、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との各々の各極性の係数を計算する
ことを特徴とする請求項６の垂直磁気記録媒体の検査装置。
【請求項８】
前記コンピュータは、
前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列と前記ＤＣノイズに関する相関行列との線形和により規定したノイズ相関行列と、前記抽出した媒体ノイズ相関行列との差の二乗式を、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列の係数と前記ＤＣノイズに関する相関行列の係数との各々で、偏微分計算し、前記偏微分計算で得られた方程式から、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列の係数と前記ＤＣノイズに関する相関行列の係数を計算する
ことを特徴とする請求項６の垂直磁気記録媒体の検査装置。
【請求項９】
前記コンピュータは、
前記磁化遷移点ノイズに関する基底行列と前記ＤＣノイズに関する基底行列との線形和により規定したノイズ相関行列と、前記抽出した媒体ノイズ相関行列とから最小二乗法を用いて、前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列とＤＣノイズに関する相関行列との各々の係数を計算する
ことを特徴とする請求項６の垂直磁気記録媒体の検査装置。
【請求項１０】
前記コンピュータは、
前記磁化遷移点ノイズに関する相関行列の係数と、前記ＤＣノイズに関する相関行列の係数と、前記基底行列の対角成分とを用いて、前記磁化遷移点ノイズ成分のパワーと、前記ＤＣノイズ成分のパワーとの各々を計算する
ことを特徴とする請求項９の垂直磁気記録媒体の検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００８−１７１５０７（Ｐ２００８−１７１５０７Ａ）
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−４５６６（Ｐ２００７−４５６６）
【出願日】平成１９年１月１２日（２００７．１．１２）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月１２日（２００７．１．１２）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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