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熱アシスト磁気記録方式による磁気記録媒体の検査方法
説明

熱アシスト磁気記録方式による磁気記録媒体の検査方法

【課題】熱アシスト磁気記録方式による垂直磁気記録媒体に対して、光照射機能を有するような特別の磁気ヘッドを用いることなく、サーティファイ検査を実施する。
【解決手段】熱アシスト磁気記録方式に用いる磁気記録媒体の検査方法であって、磁気記録媒体に熱エネルギーを与えるステップと、磁気記録媒体における磁化の方向が一定となるように、磁気記録媒体の熱エネルギーが与えられた領域に磁界を印加するステップと、磁気記録媒体から再生信号を得るステップと、再生信号において、ピークが発生した部分に対応する磁気記録媒体の領域を欠陥と判別するステップとを備えることを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
近年、記憶装置であるハードディスクドライブ(Hard Disk Drive)は、大容量化の傾向にあり、磁気記録媒体の高記録密度化が進んでいる。ハードディスクドライブにおいて、従来の記録方式の長手記録方式は、記録媒体面内方向に平行に磁化する方式である。長手記録方式の場合、近年の高記録密度化により、熱揺らぎによる磁化反転の影響が大きくなり、高記録密度化に対する限界が近づいている。
【0002】
一方、記録媒体面内に対して垂直方向に記録する垂直記録方式では、記録磁化内の反磁界は、記録密度を増加させると磁化を安定化させる傾向があるため、反磁界による熱揺らぎが起こりにくくなっている。そこで、近年の高記録密度化に対応するため、垂直記録方式を用いた垂直磁気記録媒体が採用されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
また、さらなる高記録密度化を目的とした熱安定性を高めるため、異方性磁界強度を高めた強磁性材料を記録層に使用することが検討されている。これにより、磁気記録媒体の保磁力が上がり、記録に必要な記録磁界強度を高くすることができる。しかし、磁気ヘッドにおける最大記録磁界には限界があるので、記録磁界の不足が生じると予想されている。この問題に対して熱アシスト磁気記録方式が提案されている。
【0004】
熱アシスト磁気記録方式では、熱エネルギーを与えて磁気記録媒体の保磁力を小さくして記録磁界を印加するので、記録が可能となる。熱の印加は光を、磁気記録媒体の表面に照射して行われることが一般的であり、記録に用いられる磁気ヘッドは、このような光照射の機能をもつものとなる。
【0005】
一方、ハードディスクドライブは、ハードディスク上にヘッドを10nm程度浮上させて、データの記録再生を行うものであるから、ハードディスク表面上に欠陥があると、ヘッド浮上変動やヘッドダメージなど深刻なエラーへとつながる。そのため、最低限必要とされる性能を磁気ディスクが単体にて満足していることをハードディスクドライブ内に組み込む前にテストする必要がある。一般にこのテストは、テスト用のヘッドを使用して、磁気ディスクのグライド特性、サーティファイ特性を検査することにより行われる。
【0006】
グライド検査では、磁気ディスク上の突起数が検査される。また、サーティファイ検査では、磁気ディスクの電気的特性や欠陥の有無が検査される。このサーティファイ検査では、磁気記録媒体に特定の信号を記録し、この記録信号を再生したときの再生信号のレベルを、基準信号のレベルと比較することにより、欠陥の有無を検査するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2002−230734号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
熱アシスト記録方式による磁気記録媒体に対して、前述のサーティファイ検査を行う場合、通常用いられる試験ヘッドでは記録磁界強度が不足するため検査信号が書込めず、検査を実施することが困難となる。そのため、熱アシスト用記録媒体に対してサーティファイ検査を実施する場合は、ハードディスクドライブで使用される光照射機能をもつ熱アシスト用ヘッドを使用する必要がある。しかし、そのような特別のヘッドを使用するためには、検査装置の大きな改造が必要となり、コスト面で困難である。また、ハードディスクドライブで用いられるヘッドは書込み幅が狭いため、信号を再生する際にヘッドの高精度の位置決め制御が必要となるが、一般的なサーティファイ検査装置にはそのような機能は付与されていない。そのため、仮に光照射機能をもつ磁気ヘッドを流用してサーティファイ検査に使用したとしても、位置決めができないため再生信号を捕らえることができず、結果としてサーティファイ検査が不可能となる。なお、一般的に用いられるサーティファイ検査用磁気ヘッドは、書込み幅を広くしており、高精度の位置決め制御をせずとも再生信号を捕らえることが出来るようになっている。
【0009】
このように、熱アシスト磁気記録方式による磁気記録媒体を製造する場合、サーティファイ検査の方法が問題となる。
【0010】
したがって、本発明の目的は、熱アシスト磁気記録方式による磁気記録媒体を製造する場合に、光照射機能を有するような特別な磁気ヘッドを用いることなくサーティファイ検査を行う方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上記課題を解決するために、本発明は、熱アシスト磁気記録方式に用いる磁気記録媒体の検査方法であって、前記磁気記録媒体の測定領域に熱エネルギーを与えるステップと、前記熱エネルギーを与えた後の測定領域の保磁力を超える強さの磁界を1方向に印加するステップと、前記測定領域を冷却するステップと、前記印加した磁界を取り去るステップと、前記磁気記録媒体から再生信号を得るステップと、前記再生信号において、エキストラパルスが発生した部分に対応する前記磁気記録媒体の領域を欠陥と判別するステップとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
熱アシスト磁気記録方式による垂直磁気記録媒体に対して、光照射機能を有するような特別の磁気ヘッドを用いることなく、サーティファイ検査を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】熱エネルギーを与えながら磁界を印加して検査対象となる磁気記録媒体を一方向に磁化するための磁化装置の模式図を示す。
【図2】永久磁石/レーザー照射部と磁気記録媒体との関係をより詳細に説明するための図である。
【図3】磁界発生ブロックの動作を説明するための図である。
【図4】(a)は、磁気記録媒体の回転による特定の領域の移動の様子を示し、(b)は、当該特定の領域の保持力及び印加磁界強度の時間遷移を示す図である。
【図5】本発明に係るサーティファイ検査装置の構成を示す図である。
【図6】エキストラパルスを説明するための図である。
【図7】実施例2における交流消磁を実施するための装置における、久磁石/レーザー照射部と磁気記録媒体との関係をより詳細に説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
<実施形態1>
図1は、熱エネルギーを与えながら磁界を印加して検査対象となる磁気記録媒体を一方向に磁化するための磁化装置の模式図である。図1(a)は、磁化装置の平面図であり、(b)は、磁化装置の正面図である。
【0015】
磁化装置は、磁界発生ブロック104と、回転駆動部105とから構成される。
【0016】
回転駆動部105に磁気記録媒体103がセットされると、回転駆動部105は、符号107に示すように一定方向に磁気記録媒体103を回転させる。
【0017】
磁界発生ブロック104は、永久磁石101を備えて、磁気記録媒体103に磁界を印加する。また、磁界発生ブロック104は、磁気記録媒体103に熱エネルギーを与えるためのレーザー照射部102を備える。
【0018】
なお、磁界発生ブロック104は、図1(b)に示すように、回転駆動部105に向かって徐々に移動しながら、回転している磁気記録媒体103に磁界を印加する。この具体的な動作については、図3を用いて説明する。
【0019】
図2は、図1(b)における永久磁石101/レーザー照射部102と、磁気記録媒体103との関係をより詳細に説明するための図である。また、図2は、永久磁石101と、レーザー照射部102とが、磁気記録媒体103の真上および真下にあるときの磁界発生ブロック104の断面図の一例である。このとき、磁気記録媒体103は、符号201で示す矢印の方向に回転しているものとする。
【0020】
したがって、磁気記録媒体103のある一部の領域を基準にすれば、この領域では、まず、レーザー照射部102によるレーザー照射が、永久磁石101による磁界印加よりも先に行われることになる。
【0021】
次に、磁気記録媒体を一方向に磁化する方法について説明する。
【0022】
まず、図1に示すように回転駆動部105に磁気記録媒体103をセットする。次に、磁界発生ブロック104を磁気記録媒体103の内周側まで移動させる(図3(a)に示す状態)。次に、符号301に示す矢印方向に磁界発生ブロック104を移動させ、図3(b)に示すように、最終的に磁気記録媒体103の外周端よりも離れた位置まで移動させる。
【0023】
この一連の磁界発生ブロック104の移動動作において、磁気記録媒体103は、回転駆動部105による駆動に従って回転している。さらに、一連の磁界発生ブロック104の移動動作において、レーザー照射部102によるレーザー照射も実施される。レーザー照射は、例えば、波長が830nm、スポット径が80μmのものを使用し、レーザーパワーを300mWに設定して実施することができる。
【0024】
以上のように、まず、レーザー照射により磁気記録媒体に熱エネルギーを与えつつ、磁気記録媒体を回転させながら磁界発生ブロックを移動させることで、媒体の全面に順次、磁界を印加することができる。なお、一例として、媒体の回転速度は、周速一定で12.5m/sとなるように設定し、また、磁界発生ブロックの移動は、磁気記録媒体が1回転する間に50μm移動するように制御することが可能である。なお、磁気記録媒体の回転は、媒体の各半径位置で同一の熱エネルギーを与えるため、周速一定である方が望ましい。
【0025】
上記プロセスを室温(20℃)で実施したところ、室温における磁気記録媒体の保磁力は11000 Oeとなった。一方、磁界発生ブロックで発生する磁界の強度は、磁気記録媒体の表面上において、8000Oeとなった。
【0026】
図4は、上記プロセスによる特定の領域の保磁力と印加磁界とを説明するための図である。
【0027】
図4(a)は、図2と同様に磁界発生ブロック104の断面図であり、図4(a)では下部の永久磁石とレーザー照射部とを省略して記載している。図4(b)は、図4(a)に示す時間t1〜4における、測定領域Aの媒体保磁力と、測定領域Aに印加される磁界強度とを示す図である。
【0028】
まず時刻t1のとき、図4(a)に示すように測定領域Aは、永久磁石/レーザー照射部から遠い位置にある。したがって、測定領域Aに印加される磁界はなく、保磁力にも変化がなく、測定領域Aの印加磁界強度は0Oeであり、保磁力は11000Oeである。
【0029】
次に、磁気記録媒体103がさらに回転した所定時間経過後のt2では、図4(a)に示す位置に測定領域Aが移動する。このとき、測定領域Aは、レーザー照射部の直下に位置しており、レーザー照射により熱エネルギーが磁気記録媒体に与えられることとなり、したがって保磁力が小さくなる。なお、熱エネルギーが与えられた直後の保磁力の大きさを実測することは困難であるが、レーザーパワーと媒体の回転速度に従って変化することがわかっている。
【0030】
次に、時刻t3のとき、測定領域Aは、磁石直下に位置している。このとき測定領域Aに印加される磁界が最大となり、8000Oeとなる。
【0031】
次に、時刻t4のとき、測定領域Aは、再び磁石/レーザー照射部から遠さけられるので、印加磁界は再び0Oeとなり、保磁力は11000Oeとなる。
【0032】
したがって、時刻t1〜t4における測定領域Aの媒体保磁力と印加磁界強度とは、図4(b)に示すように、媒体保磁力の曲線401および印加磁界強度の曲線402のようになる。
【0033】
以上のように、時刻t2〜t3の間に、媒体保磁力 < 印加磁界強度、となる状態があり、この時間に磁気記録媒体の磁化が行われることになる。
【0034】
このように、レーザーにより熱エネルギーが与えられた領域で保磁力が低下し、直後に設置されている磁石による磁界で媒体が磁化され、そのまま磁石が通りすぎる間に熱を加えられた部分が冷えて保磁力が戻り、その状態で磁石が通り過ぎると磁化が確定する。結果として、媒体全面を一方向に磁化することが可能となる。
【0035】
なお、上記のレーザーパワーや媒体の回転速度は、検査対象となる磁気記録媒体の特性に応じて最適な値を選択することが望ましい。また、レーザーの波長やスポット径に関しては、上記の例で説明した値に限定されるものではない。
【0036】
次に、上記装置により作成された一方向に磁化された磁気記録媒体から欠陥を検出するための装置(サーティファイ検査装置)について、図5を用いて説明する。
【0037】
図5(a)は、サーティファイ検査装置の平面図を示す。サーティファイ検査装置は、ステージ部501と、検査ヘッド502と、回転駆動部511と、エラー検出部516とから構成される。
【0038】
ステージ部501は、移動するための動作機構を備えて、検査ヘッド502を各位置に移動させる。
【0039】
回転駆動部511は、検査対象となる磁気記録媒体503を一定方向に回転させる。
【0040】
エラー検出部516は、検査ヘッド502で検出した再生信号の高周波ノイズをカットするローパスフィルタ(LPF)512を通過した再生信号の欠陥を検出する。なお、エラー検出部516は、再生信号からエキストラパルス成分のみを取り出すハイパスフィルタ(HPF)513と、ハイパスフィルタ513を通った信号から欠陥の検出を行うための信号エラー検出器514と、検出結果を記憶するためのメモリ515とから構成される。なお、エラー検出部516は、例えば、ステージ部501にそのハードウェアが格納されるようにしてもよい。
【0041】
ここで、エキストラパルスの詳細について、図6を用いて説明する。
【0042】
サーティファイ検査装置の検査ヘッド(磁気ヘッド)502を磁気記録媒体503上で浮上走行させることにより、検査ヘッド502の再生素子(MR素子)は、再生信号を検出する。
【0043】
磁気記録媒体503は、磁化装置により、図6(a)のように一定の方向に磁化されているので、その結果、MR素子の出力は、磁化の方向に応じて+側、もしくは−側に一定となっている。
【0044】
ここで、例えば図6(a)のように磁気記録媒体に欠陥601、602がある場合、欠陥箇所の磁化強度が弱くなり、その結果、MR素子からの出力は、磁化の弱いところでピークを生じる。例えば、図6(b)に示すように、欠陥601、602において、一定の出力とは異なるピークが発生する。一般的に、MR素子は、ACカップリングにより増幅器に接続されるので、このような場合、MR素子からの出力は、DC成分がカットされて、図6(c)のようなパルス状の出力(エキストラパルス)となる。
【0045】
エラー検出部516は、MR素子の出力を、ある基準電圧と比較し、基準電圧を越える箇所を欠陥箇所として検出する。
【0046】
以上の検査方法を用いることで、光照射機能を有するような特別な磁気ヘッドを用いることなくサーティファイ検査を行うことが可能となる。
【0047】
次に、本発明に係るサーティファイ検査の具体的な内容について説明する。
【0048】
まず、回転駆動部511に検査対象の磁気記録媒体503を載せる。次に、磁気記録媒体503を所定の回転数で回転させる。次に、ステージ部501を移動させて、検査ヘッド502を所定のロード位置に移動させた後、検査ヘッド502を磁気記録媒体503上にロードする。ヘッドロードの後、検査ヘッド502を検査開始のための半径位置に移動させ、検査ヘッド502によって、その位置の再生信号を得る。そして、再生信号について欠陥検査を行う。
【0049】
欠陥検査は、ハイパスフィルタ513を通過した再生信号を基準信号と比較する。このとき、基準信号と異なるピーク出力が検出された場合、エキストラパルスが存在したと判定し、検査箇所を欠陥として検出する。
【0050】
そして、検査結果をメモリに保存した後、所定の検査ピッチ分だけ検査ヘッドを移動させ、次の検査半径位置に移動し再び欠陥検査を行う。以上の動作を磁気記録媒体の中心部方向へ検査終了半径位置まで続け、検査終了半径位置に達したなら、検査ヘッドをアンロード位置まで移動し、ヘッドアンロードを行い、回転駆動部511の回転を停止して検査を終了する。
【0051】
以上のようにすることで、熱アシスト用磁気記録媒体に対して、光照射機能を有するような特別な磁気ヘッドを用いることなくサーティファイ検査を行うことが可能となる。
【0052】
<実施例2>
実施例2では、実施例1で説明したサーティファイ検査後、交流消磁を実施する例について説明する。
【0053】
交流消磁では、熱エネルギーを与えて保磁力を下げた状態で、電磁石あるいは永久磁石により磁界を印加して行い、磁気記録媒体を交流消磁状態にする。
【0054】
交流消磁を実施するための装置は、図1に示す装置と同様の構成となる。すなわち、図2に示すように、磁気記録媒体を回転させる回転駆動部と、媒体に磁界を印加するための磁界発生ブロックとから構成される。磁界発生ブロックには、媒体に熱エネルギーを与えるためのレーザー照射部が設けられている。
【0055】
磁界発生ブロックにおける永久磁石の配置および、レーザー照射部と永久磁石の位置関係は図7に示す通りである。交流消磁用の永久磁石は、図7のように2個の磁石の対(704、705)が、支持アーム703に固定されており、消磁する磁気記録媒体702を挟んで上下に配置される。
【0056】
また、レーザー照射部701と永久磁石(704、705)は、磁気記録媒体702を回転させたとき、媒体表面上でレーザー照射が先に行われるような位置関係となるように配置される。
【0057】
媒体を交流消磁する方法は、実施例1で示した媒体を一方向に磁化する手順と同様である。すなわち、まず、図1に示すように回転駆動部に磁気記録媒体をセットする。次に、磁界発生ブロックを媒体の内周側まで移動させる(図3(a)の状態)。次に、図3(a)の状態より、符号301で示す矢印方向に磁界発生ブロックを移動させ、最終的に媒体外周端を越える位置まで移動させる(図3(b)に示す状態)。
【0058】
このとき、(媒体内周から外周まで磁界発生部を移動させるとき)、磁気記録媒体は回転駆動部により回転しており、さらに、レーザー照射が行われる。
【0059】
レーザーは波長が830nm、スポット径が80μmのものを使用し、レーザーパワーを300mWとすることができる。以上のように、レーザー照射により媒体に熱エネルギーを与え、媒体を回転させ磁界発生ブロックを移動させることで、磁気記録媒体の全面に対して順次、消磁していく。
【0060】
ここで、磁気記録媒体の回転速度は周速一定で12.5m/sとなるように設定し、また、磁界発生ブロックの移動は、媒体が1回転する間に50μm移動するよう制御して行うことができる。
【0061】
以上のように実施することで、熱アシスト用磁気記録媒体に対して交流消磁を実施することが可能である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱アシスト磁気記録方式に用いる磁気記録媒体の検査方法であって、
前記磁気記録媒体の測定領域に熱エネルギーを与えるステップと、
前記熱エネルギーを与えた後の測定領域の保磁力を超える強さの磁界を1方向に印加するステップと、
前記測定領域を冷却するステップと、
前記印加した磁界を取り去るステップと、
前記磁気記録媒体から再生信号を得るステップと、
前記再生信号において、エキストラパルスが発生した部分に対応する前記磁気記録媒体の領域を欠陥と判別するステップと
を備えることを特徴とする検査方法。
【請求項2】
前記熱エネルギーを与えるステップ及び前記磁界を印加するステップは、前記磁気記録媒体を一定方向に回転させながら行うことを特徴とする検査方法。
【請求項3】
前記欠陥を判別するステップの後に、熱エネルギーを加えながら交流消磁するステップをさらに備えることを特徴とする請求項1または2に記載の検査方法。
【請求項4】
請求項1乃至3のうちのいずれか1項に記載の検査方法により検査される磁気記録媒体。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2012−155794(P2012−155794A)
【公開日】平成24年8月16日(2012.8.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−14208(P2011−14208)
【出願日】平成23年1月26日(2011.1.26)
【出願人】(000005234)富士電機株式会社 (3,146)
【Fターム(参考)】