記録磁化状態測定装置
【課題】 再生ヘッドの影響を受けることなく、局所的な磁化状態を、高い記録密度においても観察できるようにする。
【解決手段】 本発明に係る記録磁化状態測定装置１０は、媒体Ｄ上に形成された記録磁化パターンａを検出する磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）１２と、磁気力顕微鏡１２で検出された記録磁化パターンａから、所定の再生ＭＦＭ幅で記録方向に沿った一次元のＭＦＭ出力信号ｂを抽出するＭＦＭ出力信号抽出手段１４と、ＭＦＭ出力信号抽出手段１４によって抽出されたＭＦＭ出力信号ｂの振幅の平均値及び標準偏差をそれぞれ再生出力ｃ及び媒体ノイズｄとして算出する波形数値解析手段１６とを備えたものである。
【解決手段】 本発明に係る記録磁化状態測定装置１０は、媒体Ｄ上に形成された記録磁化パターンａを検出する磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）１２と、磁気力顕微鏡１２で検出された記録磁化パターンａから、所定の再生ＭＦＭ幅で記録方向に沿った一次元のＭＦＭ出力信号ｂを抽出するＭＦＭ出力信号抽出手段１４と、ＭＦＭ出力信号抽出手段１４によって抽出されたＭＦＭ出力信号ｂの振幅の平均値及び標準偏差をそれぞれ再生出力ｃ及び媒体ノイズｄとして算出する波形数値解析手段１６とを備えたものである。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気テープや磁気ディスク等の磁気記録媒体（以下、単に「媒体」という。）の磁化状態の解析に用いられる記録磁化状態測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、記録ヘッドにより記録した媒体の磁化状態の評価では、再生ヘッドによる再生信号を用いていた。近年の再生ヘッドは、従来の磁気誘導形ヘッドから磁気抵抗ヘッドに変化したことにより、出力が向上している。しかし、線記録密度が高い領域においては、依然として出力の低下が大きく、記録磁化状態を正確に把握することができない。さらに、再生ヘッドの特性の影響を受けるため、媒体の磁化状態を正確に評価することは非常に困難である。
【０００３】また、磁気記録媒体においては、記録密度が高くなると、記録ひずみが生じる。記録ひずみには、非線形遷移シフト、パーシャルイレージャー及びトランディションブロードニングがある。非線形遷移シフトは、一般的に五次高調波法により測定されている（例えば、Ｙ．Ｔａｎｇ ａｎｄ Ｃ．Ｔｓａｎｇ，ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．，Ｖｏｌ．２７，Ｎｏ．６，ｐｐ５３１６−５３１８，１９９１）。パーシャルイレージャーについては、ある記録密度Ｄの三次高調波成分Ｖ3 と記録密度３Ｄの基本波成分Ｖ1 とを測定し、パーシャルイレージャーがなければＶ1 ／（３×Ｖ3 ）＝１となり、パーシャルイレージャーがあればＶ1 ／（３×Ｖ3 ）＜１となることを用いて、定量的に測定できることが、１９９６年のインターマグ国際会議（講演番号：ＧＰ２９）において報告されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技術では以下のような問題点がある。
【０００５】〔１〕．再生ヘッドによる測定方法
【０００６】第１の問題点は、記録密度の高い領域での記録磁化状態を正確に評価できない点である。その第１の理由は、再生ギャップ長と最短記録波長が同等レベルになると、ギャップ損失のため出力が小さくなり、磁化状態を正確に測定できないためである。また、現在の再生ヘッドのギャップ長は０．１〜０．２μｍ程度であり、これ以上ギャッブ長を小さくすることは現在のプロセス技術からすると非常に困難ある。さらに、実在しない狭ギャップヘッドで再生した際の出力を予測することも非常に困難である。その第２の理由は、高密度領域では、再生時のスペーシングの影響により出力信号が小さくなるので、磁化状態の正確な把握ができないためである。スペーシングの影響を除くことができれば、正確な磁化状態を把握することができる。
【０００７】第２の問題点は、媒体の局所的な磁化状態を正確に評価することができない点である。その理由は、再生トラック幅が狭すぎると再生出力が得られないため、再生ヘッド幅としては狭くても１〜２μｍ程度の大きさが必要となることから、トラック内の局所的な状況（例えば、トラック端部の状況）を正確に把握することができない。つまり、再生ヘッドよりも狭い領域を測定することができない。
【０００８】〔２〕．非線形遷移シフト量を五次高調波法により測定する方法
【０００９】その問題点とは、非線形遷移シフトを単独で測定できるものではないことである。その理由は、本方法で測定されている非線形シフト量は、非線形遷移シフトとパーシャルイレージャーとが合わさったものであるからである。
【００１０】〔３〕．パーシャルイレージャーの測定方法
【００１１】第１の問題点は、この測定方法は再生波形が上下対称であることを前提条件としている点である。その理由は、再生ヘッドの大部分は上下非対称の波形であるからである。
【００１２】第２の問題点は、本測定方法ではパーシャルイレージャーの詳細がわからないことである。その理由は、次のとおりである。再生ヘッドにより再生された信号によってパーシャルイレージャーを測定するため、再生ヘッドのトラック幅全体の平均的な現象が測定される。再生トラック幅が狭すぎると再生出力が得られないため、狭くても１〜２μｍ程度の大きさが必要となることから、トラック内の局所的な状況（例えば、トラック端部の状況）を正確に把握することができない。つまり、再生ヘッドよりも狭い領域を測定することができない。
【００１３】
【発明の目的】そこで、本発明の目的は、再生ヘッドの影響を受けることなく、局所的な磁化状態を、高い記録密度においても観察できる記録磁化状態測定装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】図１は、本発明に係る記録磁化状態測定装置の基本的構成を示す機能ブロック図である。図２は、図１の記録磁化状態測定装置において磁気力顕微鏡により検出された記録磁化パターンを示す平面図である。図３は、図１の記録磁化状態測定装置においてＭＦＭ出力信号抽出手段によって抽出されたＭＦＭ出力信号を示す波形図である。以下、これらの図面に基づき説明する。
【００１５】本発明に係る記録磁化状態測定装置１０は、媒体Ｄ上に形成された記録磁化パターンａを検出する磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）１２と、磁気力顕微鏡１２で検出された記録磁化パターンａから、所定の再生ＭＦＭ幅で記録方向に沿った一次元のＭＦＭ出力信号ｂを抽出するＭＦＭ出力信号抽出手段１４と、ＭＦＭ出力信号抽出手段１４によって抽出されたＭＦＭ出力信号ｂの振幅の平均値及び標準偏差をそれぞれ再生出力ｃ及び媒体ノイズｄとして算出する波形数値解析手段１６とを備えたものである。ＭＦＭ出力信号抽出手段１４及び波形数値解析手段１６は、例えば、マイクロコンピュータやＤＳＰによって実現することができる。
【００１６】まず、図示しない記録ヘッドによって媒体Ｄに記録された磁化状態を、磁気力顕微鏡１２を用いて観察する。ＭＦＭ出力信号抽出手段１４は、磁気力顕微鏡１２によって得られた記録磁化パターンａのＭＦＭ像（図２）からＭＦＭ信号を取り出しトラック幅方向に平均してＭＦＭ出力信号ｂを得る（図３）。ＭＦＭ出力信号ｂは再生ヘッドの影響を受けていないので、ＭＦＭ出力信号ｂを用いて局所的な記録磁化状態を測定することができる。
【００１７】また、磁気力顕微鏡１２は、検出用チップ（図示せず）を磁気センサーとする狭トラックかつ狭ギャップの磁気ヘッドと見なすことができ、検出用チップと媒体Ｄとの間隔も任意に制御することができる。
【００１８】図４は、本発明に係る記録磁化状態測定装置の動作を示すフローチャートである。以下、この図面に基づき説明する。
【００１９】まず、記録ヘッドにより媒体上に形成された記録磁化パターンの磁気力顕微鏡により観察し、得られたＭＦＭ像を定量的に平均化処理を行い、ＭＦＭ波形信号（ＭＦＭ出力信号）を得る。次に、ＭＦＭ出力信号の波形数値解析を行うことにより、振幅の平均値と標準偏差を求め、前者を再生出力、後者を媒体ノイズと定義することより、媒体Ｓ／Ｎを測定することができる。本発明の記録磁化状態測定装置を用いれば、再生ヘッドの特性に影響を受けずに、高精度で高分解能の記録磁化状態の測定が可能となる。例えば、トラック内の局所的な信号やノイズの評価、並びに記録再生特性に及ぼす記録ヘッドの形状や記録ギャップ長の影響についても測定することができる。特に、本発明の記録磁化状態測定装置は、狭トラック、高線密度においてその効力を発揮する。なお、参考までに、従来技術の動作を示すフローチャートを図５に示す。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について、実施例１〜１３を用いて具体的に説明する。
【００２１】
【実施例１】媒体には、保磁力２２００Ｏｅ一定で、Ｂｒδ（Ｂｒ：残留磁束密度、δ：磁性膜厚）が８０，１００，１２５Ｇμｍの３種類を用いた。記録には、トラック幅４μｍ、ギャップ長０．５μｍの記録ヘッドを用いた。記録密度５〜４００ｋＦＲＰＩの記録磁化バターンを記録した後、磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）観察を行った。次に、測定したＭＦＭ像を再生幅３μｍの幅で定量的に平均化処理を行った。続いて、得られたＭＦＭ出力信号の波形数値解析を行ない、ＭＦＭ出力信号の振幅の平均値及び標準偏差を求め、前者を再生出力（Ｓ）、後者を媒体ノイズ（Ｎ）として、媒体Ｓ／Ｎを測定した。
【００２２】結果を図６に示す。本発明の記録磁化状態測定装置を用いることにより、再生ヘッドの影響を受けない磁化状態を測定することができる。さらに、再生ヘッドでは再生信号を検出できない記録密度においても（つまり、再生ヘッドでは測定することができない記録磁化状態においても）、正確な磁化状態を測定することができる。
【００２３】
【実施例２】保磁力２５００Ｏｅ、Ｂｒδ６０Ｇμｍの特性の媒体上に、記録トラック幅１μｍ、ギャップ長０．４μｍの記録ヘッドで磁化パターンを形成した。ここで形成した記録磁化パターンの記録密度は、１０〜４５０ｋＦＲＰＩである。これらの記録磁化パターンを実施例１と同様にして媒体Ｓ／Ｎを測定した。
【００２４】結果を図７に示す。４５０ｋＦＲＰＩという高い記録密度においても、媒体Ｓ／Ｎが測定できていることがわかる。再生ヘッドを用いた従来の記録再生評価においては、記録ヘッド幅が１μｍでは再生信号が小さすぎて磁化状態を評価することができない。しかしながら、本発明の記録磁化状態測定装置を用いることにより、再生ヘッドでは信号を検出できない狭いトラック幅及び高い記録密度においても、正確な磁化状態を測定することができる。つまり、本発明の記録磁化測定装置は狭トラック、高密度において特に効果が大きい。
【００２５】
【実施例３】保磁力２２００Ｏｅ一定で、Ｂｒδが８０，１００，１２５Ｇμｍの３種類の媒体上に、記録密度１０ｋＦＲＰＩ、８０ｋＦＲＰＩの記録磁化パターンを記録し、これらのＭＦＭ観察を行った。次に、得られたＭＦＭ像を再生幅０．１μｍの幅で定量的に平均化処理を行った。続いて、得られたＭＦＭ出力信号の波形数値解析を行い、ＭＦＭ出力信号の振幅の平均値及び標準偏差を求め、前者を再生出力（Ｓ）、後者を媒体ノイズ（Ｎ）として、媒体Ｓ／Ｎを測定した。さらに、０．１μｍずつオフトラックさせながら、同様の測定を行い、媒体Ｓ／Ｎのオフトラック特性を測定した。
【００２６】結果を図８及び図９に示す。本発明の記録磁化状態測定装置を用いることにより、再生ヘッドの影響を受けない磁化状態を測定することができる。再生ヘッドでは、トラック幅全体の平均的な現象が測定されるため、トラック内の局所的な状況を正確に測定することができない。しかし、本発明の記録磁化状態測定装置を用いると、再生ヘッドでは測定することができない再生ヘッドよりも狭い領域（ここでは０．１μｍ単位）の磁化状態を正確に測定することができる。本発明はトラック端部の状況を測定するのに特に有効である。
【００２７】
【実施例４】保磁力２４００Ｏｅ一定で、Ｂｒδが８０，１００，１２５Ｇμｍの３種類の媒体上に、記録密度１０ｋＦＲＰＩの記録磁化パターンを記録した。これらのパターンのＭＦＭ観察を行い、得られたＭＦＭ像を再生幅２０ｎｍの幅で、定量的に平均化処理を行い、得られたＭＦＭ出力信号の波形数値解析を行ない、ＭＦＭ出力信号の振幅の平均値及び標準偏差を求め、標準偏差を媒体ノイズ（Ｎ）として測定した。さらに、０．１μｍずつオフトラックさせながら、同様の測定を行い、媒体ノイズのオフトラック特性を測定した。
【００２８】結果を図１０に示す。Ｂｒδが高くなるにつれて、トラック端部でのノイズが増加していることがわかる。通常の再生ヘッドを用いた従来の記録再生評価においては、このような狭トラックでは再生信号が小さすぎて、正確な情報が得られない。しかし、本発明の記録磁化状態測定装置を用いると、再生幅を任意に選択することができ、かつ十分大きな再生信号が得られるため、トラック端部の状況を正確に把握することができる。つまり、本発明はトラック端部の状況を測定するのに特に有効である。
【００２９】
【実施例５】保磁力２２００Ｏｅ、Ｂｒδ１２５Ｇμｍの磁気特性を持つ媒体上に、記録トラック幅４μｍ、ギャップ長０．５μｍの記録ヘッドを用いて記録密度１０、２０、４０、８０、１２０、１６０ｋＦＲＰＩの記録磁化パターンを記録した。これらの磁化パターンについて、ディスクとＭＦＭチップの間隔を１０〜６００ｎｍの範囲で変化させながら、ＭＦＭ観察を行った。次に、得られたＭＦＭ像を定量的に平均化処理を行い、ＭＦＭ波形信号を得た。
【００３０】記録密度１０ｋＦＲＰＩの磁化パターンで、ディスクとＭＦＭチップ間隔１０ｎｍにおけるＭＦＭ出力を基準にした場合の、出力の浮上量依存性を図１１R>１に示す。これにより、再生ヘッドで再生した際の出力の浮上量依存性を測定することができる。ここで、ＭＦＭはチップを磁気センサーとする狭ギャップの磁気ヘッドと見なすことができるため、チップとディスクの間隔も任意に制御することができる。さらに、実施例１と同様にして、媒体Ｓ／Ｎを求めることにより、媒体Ｓ／Ｎの浮上量依存性を測定することができる。
【００３１】
【実施例６】実施例１と同様にして、保磁力２２００Ｏｅ、Ｂｒδ８０Ｇμｍの磁気特性を持つ媒体上に、記録トラック４μｍ、１μｍ及び０．５μｍの記録ヘッドで記録パターンを形成した。１μｍ、０．５μｍのようにトラック幅が狭いと、再生ヘッドを用いて磁気情報を得ることができない。これに対して、本発明の記録磁化状態測定装置では、次のように実測することができる。
【００３２】記録トラック４μｍ、１μｍ、０．５μｍのヘッドの各ＭＦＭ平均出力が４．２５、３．５、２．０（相対値）であり、記録トラック４μｍの磁化パターンを４μｍ幅の再生ヘッドで再生した出力が６００μＶｐｐであったことを利用すると、記録トラック幅１μｍのヘッドで記録したパターンの再生ヘッドでの出力Ｓ（Ｔ１）は、Ｓ（Ｔ１）＝６００×３．５×１／（４．２５×４）＝１２３．５μＶｐｐ、記録トラック幅０．５μｍのヘッドで記録したパターンの再生ヘッドでの出力Ｓ（Ｔ０５）は、Ｓ（Ｔ０５）＝６００×２．０×０．５／（４．２５×４）＝３５．３μＶｐｐとなる。
【００３３】つまり、記録再生ができるだけのトラック幅をもつヘッドと、狭トラックヘッドを同時に用いて記録を行い、それらのＭＦＭ出力信号と幅広のトラックヘッドで再生した結果を利用すれば、狭トラックヘツドでの再生信号の大きさを正確に測定することができる。さらに、実施例１と同様にして狭トラックヘッドでの媒体Ｓ／Ｎを測定することができる。
【００３４】
【実施例７】保磁力２２００Ｏｅ、Ｂｒδ８０〜１２５Ｇμｍの磁気特性を持つ媒体上に、記録トラック幅４μｍ、ギャップ長０．５μｍの記録ヘッドを用いて記録密度１０ｋＦＲＰＩで記録した。実施例１と同様にして得られるＭＦＭ信号と、再生ヘッド（再生ギャップ長０．３μｍ）で再生した出力信号との関係を、図１２に示す。
【００３５】ＭＦＭから得られた信号と再生ヘッドから得られた信号は比例関係にあることがわかる。そこで、Ｂｒδが未知で、再生ヘッドでの記録再生評価をしていない媒体Ｄについても、同様のパターンを記録したときのＭＦＭ出力が８（相対値）であったことから、この媒体の再生ヘッドにより得られる出力の大きさは１１００μＶｐｐであることがわかる。つまり、本発明の記録磁化状態測定装置を用いることにより、再生ヘッドによる評価を実際にしなくても再生ヘッドにより得られる出力の大きさを測定することができる。
【００３６】
【実施例８】トラック幅５μｍの記録ヘッドを用いて、保磁力２４００Ｏｅ、Ｂｒδ１００Ｇμｍの磁気特性をもつ媒体上に記録パターンを記録し、ＭＦＭを用いて記録磁化状態を観察した。図１３及び図１４に示すように、記録密度１５０ｋＦＲＰＩに相当する２ビットパターンを記録し、トラック幅方向にＭＦＭ出力を平均化した。ここで、記録する際には記録補償をかけて正確な記録密度を記録した。
【００３７】これより２ビットパターンのピーク間隔を測定すると１５０ｎｍであった。この記録密度では、本来ビット長は１６９ｎｍであるから、本来のビット長よりも１９ｎｍビット長が短くなっている。これは非線形遷移シフトによるものであり、本発明により非線形遷移シフト量が１９ｎｍ、１１％であることが測定できる。
【００３８】図１５に非線形シフト量の記録密度依存性を示す。ここでは記録ヘッド４種類（ヘッドＡ，ヘッドＢ，ヘッドＣ，ヘッドＤ）について非線形遷移シフト量を測定した結果を合わせて示す。なお、縦軸は各記録密度のビット長に対する非線形遷移シフト量の割合である。本発明により非線形遷移シフト量を測定できる。
【００３９】
【実施例９】図１３及び図１４に示すように、記録密度１５０ｋＦＲＰＩに相当する２ビットパターンを記録し、記録されている領域のうち、良好に記録されている部分（ＭＦＭ出力の最大値又は最も多い出力値）を基準出力Ｍ１とする。次に、再生ＭＦＭ幅を記録トラック幅にとり、そのＭＦＭ平均出力をＭ２とする。ＰＥ１＝（Ｍ１一Ｍ２）／Ｍ１×１００により定義する。このように定義することにより、記録トラック全体としてのパーシャルイレージャーの割合を算出することができる。
【００４０】図１６に、記録トラック幅全体に占めるパーシャルイレージャーの発生割合の記録密度依存性を示す。これにより、再生ヘッドの影響を受けない記録磁化状態を正確に測定することができる。本発明の記録磁化状態測定装置において、記録保証により非線形遷移シフトを除いて、磁化パターンを直接観察することが可能となり、パーシャルイレージャーの分離が可能となる。
【００４１】
【実施例１０】実施例９と同様にして、記録密度１５０ｋＦＲＰＩに相当する２ビットパターンを記録し、再生ＭＦＭ幅を再生ヘッドのトラック幅にとり、ＭＦＭ平均出力をＭ３とする。ＰＥ２＝（Ｍ１−Ｍ３）／Ｍ１×１００により定義する。このように定義することにより、再生トラック全体としてのパーシャルイレージャーの割合を算出することができる。
【００４２】図１７に、再生トラック幅に占めるパーシャルイレージャーの発生割合の記録密度依存性を示す。これにより、再生ヘッドの影響を受けない記録磁化状態を正確に測定することができ、再生ヘッドを用いて得られた情報との比較をすることができる。
【００４３】
【実施例１１】実施例９と同様にして基準出力Ｍ１とする。次に、再生ＭＦＭ幅を０．０２９μｍにとり、そのＭＦＭ平均出力をＭ４とする。ＰＥ＝（Ｍ１−Ｍ４）／Ｍ１×１００により定義する。再生ＭＦＭ幅をトラック幅方向にずらしながら順次ＭＦＭ平均出力を測定した。この測定方法により、トラックの局所的なパーシャルイレージャーの様子を定量化することができる。
【００４４】図１８に、２種類の媒体について記録密度１３０ｋＦＲＰＩでのパーシャルイレージャーの発生分布を示す。横軸はオントラック位置からのオフトラック量を、縦軸はパーシャルイレージャーの大きさを示す。また、媒体Ａは保磁力２２００Ｏｅ、Ｂｒδ１５０Ｇμｍ（Ｂｒ：残留磁束密度、δ：磁性膜厚）、保磁力配向比（円周方向の保磁力／半径方向の保磁力）１．０の特性を持ち、媒体Ｂは保磁力２２００Ｏｅ、Ｂｒδ１５０Ｇμｍ、保磁力配向比１．４の特性を持つ。これよりトラック端部でのパーシャルイレージャー量が大きいことがわかる。したがって、本発明の記録磁化状態測定装置を用いれば、再生ヘッドの幅よりも狭い局所的な情報を正確に測定することができる。
【００４５】
【実施例１２】実施例１０と同様にして記録ヘッドの違いによるパーシャルイレージャーの違いを調べた。トラック幅４μｍの記録ヘッド３種類（ヘッドＡ，ヘッドＢ，ヘッドＣ）を用いて、記録密度８０〜３５０ｋＦＲＰＩの範囲でパーシャルイレージャーを測定した。
【００４６】ＭＦＭ再生幅を３μｍとした場合の結果を図１９に示す。ここで、ヘッドＡ，ヘッドＢ，ヘッドＣはライトギャップ長が異なる。これより、再生ヘッドの影響を受けない、記録ヘッドの記録能力を測定することができる。
【００４７】
【実施例１３】実施例１１と同様にして記録ヘッドの違いによるパーシャルイレージャーの違いを調べた。記録密度２００ｋＦＲＰＩにおいて再生ＭＦＭ幅（０．１２μｍ）をトラック幅方向にずらしながら順次ＭＦＭ平均出力を測定し、トラックの局所的なパーシャルイレージャーの様子を定量化した。
【００４８】図２０に２種類のヘッドについて記録密度２００ｋＦＲＰＩでのパーシャルイレージャーの発生分布を示す。横軸はオントラック位置からオフトラックした長さを、縦軸はパーシャルイレージャーの大きさを示す。ここで、ヘッドＡはコア材料がＮｉＦｅであり、ヘッドＢはコア材料がＦｅＴａＮである。これよりＦｅＴａＮヘッドで記録した場合すべてのトラック内でパーシャルイレージャーが少ないことがわかる。したがって、本発明の記録磁化状態測定装置を用いれば、再生ヘッドの幅よりも狭い局所的な情報を正確に測定することができる。
【００４９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の記録磁化状態観察装置によれば、超高密度の記録磁化状態を正確に把握することができ、超高密度記録用のヘッド、媒体、Ｒ／Ｗ条件の先行評価を容易に、かつ正確に実施することが可能となる。これに加え、本発明の記録磁化状態観察装置によれば、各請求項ごとに次のような効果を奏する。
【００５０】請求項１の記録磁化状態観察装置によれば、記録ヘッドにより媒体上に形成された記録磁化パターンの磁気力顕微鏡観察を行い、測定したＭＦＭ像を定量的に平均化処理を行い、得られたＭＦＭ出力信号の波形数値解析を行うことにより、ＭＦＭ出力信号の振幅の平均値と標準偏差を求め、前者を再生出力、後者を媒体ノイズとして、媒体Ｓ／Ｎを測定することができる。
【００５１】請求項２の記録磁化状態観察装置によれば、再生ＭＦＭ幅を１ｎｍ〜５００ｎｍにすることにより記録トラック内部及び記録トラック端部の局所的な媒体Ｓ／Ｎを測定することができる。
【００５２】請求項３の記録磁化状態観察装置によれば、ＭＦＭ測定の浮上量依存性から再生ヘッドで再生した際の出力の浮上量依存性を測定できる。
【００５３】請求項４の記録磁化状態観察装置によれば、ＭＦＭ測定の浮上量依存性から再生ヘッドで再生した際の媒体ノイズの浮上量依存性を測定できる。
【００５４】請求項５の記録磁化状態観察装置によれば、トラック幅が２μｍ以下の記録ヘッドで記録を行った際に、再生ヘッドで直接再生できない場合でも出力の大きさを測定できる。
【００５５】請求項６の記録磁化状態観察装置によれば、記録された２ビットパターンに対し、非線形遷移シフト量を定量的に測定することができる。
【００５６】請求項７又は９の記録磁化状態観察装置によれば、磁気力顕微鏡を用いてパーシャルイレージャーを定量的に測定することができる。
【００５７】請求項８又は１０の記録磁化状態観察装置によれば、磁気力顕微鏡を用いて非線形遷移シフト量とパーシャルイレージャーとを分離できる。
【００５８】請求項１１又は１２の記録磁化状態観察装置によれば、記録トラックの内部及び端部などの局所的なパーシャルイレージャーを測定することができる。
【００５９】請求項１３の記録磁化状態観察装置によれば、記録ヘッドの記録能力を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る記録磁化状態測定装置の基本的構成を示す機能ブロック図である。
【図２】図１の記録磁化状態測定装置において磁気力顕微鏡により検出された記録磁化パターンを示す平面図である。
【図３】図１の記録磁化状態測定装置においてＭＦＭ出力信号抽出手段によって抽出されたＭＦＭ出力信号を示す波形図である。
【図４】本発明に係る記録磁化状態測定装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】従来技術の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の記録磁化状態測定装置において、Ｂｒδの異なる３種類の媒体について、ＭＦＭにより測定した媒体Ｓ／Ｎの記録密度依存性を示すグラフである。
【図７】本発明の記録磁化状態測定装置において、狭トラックヘッド（トラック幅１μｍ）で記録した場合のＭＦＭにより測定した媒体Ｓ／Ｎの記録密度依存性を示すグラフである。
【図８】本発明の記録磁化状態測定装置において、Ｂｒδの異なる３種類の媒体について、ＭＦＭにより測定した記録密度１０ｋＦＲＰＩにおける媒体Ｓ／Ｎのオフトラック特性を示すグラフである。
【図９】本発明の記録磁化状態測定装置において、Ｂｒδの異なる３種類の媒体について、ＭＦＭにより測定した記録密度８０ｋＦＲＰＩにおける媒体Ｓ／Ｎのオフトラック特性を示すグラフである。
【図１０】本発明の記録磁化状態測定装置において、Ｂｒδの異なる３種類の媒体について、ＭＦＭにより測定した記録密度１０ｋＦＲＰＩにおける媒体ノイズのオフトラック特性を示すグラフである。
【図１１】本発明の記録磁化状態測定装置において、記録密度１０ｋＦＲＰＩの磁化パターンで、ディスクとＭＦＭチップ間隔１０ｎｍにおけるＭＦＭ出力を基準にした場合のＭＦＭ出力の浮上量依存性を示すグラフである。
【図１２】本発明の記録磁化状態測定装置において、再生ヘッドによって得られた出力信号とＭＦＭによるＭＦＭ出力信号の関係を示すグラフである。
【図１３】本発明の記録磁化状態測定装置において、磁気力顕微鏡により検出された記録磁化パターン（記録密度１５０ｋＦＲＰＩに相当する２ビットパターン）を示す平面図である。
【図１４】本発明の記録磁化状態測定装置において、図１３１３の記録磁化パターンから抽出されたＭＦＭ出力信号を示す波形図である。
【図１５】本発明の記録磁化状態測定装置において、４種類のヘッドについて、ＭＦＭ信号より求めた非線形遷移シフト量の記録密度依存性を示すグラフである。
【図１６】本発明の記録磁化状態測定装置において、記録トラック幅全体に占めるパーシャルイレージャーの発生割合の記録密度依存性を示すグラフである。
【図１７】本発明の記録磁化状態測定装置において、記録トラック幅全体に占めるパーシャルイレージャーの発生割合の記録密度依存性を示すグラフである。
【図１８】本発明の記録磁化状態測定装置において、２種類の媒体について記録密度１３０ｋＦＲＰＩでのパーシャルイレージャーのオフトラック方向での発生分布を示すグラフである。
【図１９】本発明の記録磁化状態測定装置において、３種類の記録ヘッドについて、パーシャルイレージャー（記録能力）の記録密度依存性を示すグラフである。
【図２０】本発明の記録磁化状態測定装置において、２種類のヘッドについて、記録密度２００ｋＦＲＰＩでのパーシャルイレージャーのオフトラック方向での発生分布を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ 記録磁化状態測定装置
１２ 磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）
１４ ＭＦＭ出力信号抽出手段
１６ 波形数値解析手段
Ｄ 媒体
ａ 記録磁化パターン
ｂ ＭＦＭ出力信号
ｃ 再生出力
ｄ 媒体ノイズ
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気テープや磁気ディスク等の磁気記録媒体（以下、単に「媒体」という。）の磁化状態の解析に用いられる記録磁化状態測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、記録ヘッドにより記録した媒体の磁化状態の評価では、再生ヘッドによる再生信号を用いていた。近年の再生ヘッドは、従来の磁気誘導形ヘッドから磁気抵抗ヘッドに変化したことにより、出力が向上している。しかし、線記録密度が高い領域においては、依然として出力の低下が大きく、記録磁化状態を正確に把握することができない。さらに、再生ヘッドの特性の影響を受けるため、媒体の磁化状態を正確に評価することは非常に困難である。
【０００３】また、磁気記録媒体においては、記録密度が高くなると、記録ひずみが生じる。記録ひずみには、非線形遷移シフト、パーシャルイレージャー及びトランディションブロードニングがある。非線形遷移シフトは、一般的に五次高調波法により測定されている（例えば、Ｙ．Ｔａｎｇ ａｎｄ Ｃ．Ｔｓａｎｇ，ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．，Ｖｏｌ．２７，Ｎｏ．６，ｐｐ５３１６−５３１８，１９９１）。パーシャルイレージャーについては、ある記録密度Ｄの三次高調波成分Ｖ3 と記録密度３Ｄの基本波成分Ｖ1 とを測定し、パーシャルイレージャーがなければＶ1 ／（３×Ｖ3 ）＝１となり、パーシャルイレージャーがあればＶ1 ／（３×Ｖ3 ）＜１となることを用いて、定量的に測定できることが、１９９６年のインターマグ国際会議（講演番号：ＧＰ２９）において報告されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技術では以下のような問題点がある。
【０００５】〔１〕．再生ヘッドによる測定方法
【０００６】第１の問題点は、記録密度の高い領域での記録磁化状態を正確に評価できない点である。その第１の理由は、再生ギャップ長と最短記録波長が同等レベルになると、ギャップ損失のため出力が小さくなり、磁化状態を正確に測定できないためである。また、現在の再生ヘッドのギャップ長は０．１〜０．２μｍ程度であり、これ以上ギャッブ長を小さくすることは現在のプロセス技術からすると非常に困難ある。さらに、実在しない狭ギャップヘッドで再生した際の出力を予測することも非常に困難である。その第２の理由は、高密度領域では、再生時のスペーシングの影響により出力信号が小さくなるので、磁化状態の正確な把握ができないためである。スペーシングの影響を除くことができれば、正確な磁化状態を把握することができる。
【０００７】第２の問題点は、媒体の局所的な磁化状態を正確に評価することができない点である。その理由は、再生トラック幅が狭すぎると再生出力が得られないため、再生ヘッド幅としては狭くても１〜２μｍ程度の大きさが必要となることから、トラック内の局所的な状況（例えば、トラック端部の状況）を正確に把握することができない。つまり、再生ヘッドよりも狭い領域を測定することができない。
【０００８】〔２〕．非線形遷移シフト量を五次高調波法により測定する方法
【０００９】その問題点とは、非線形遷移シフトを単独で測定できるものではないことである。その理由は、本方法で測定されている非線形シフト量は、非線形遷移シフトとパーシャルイレージャーとが合わさったものであるからである。
【００１０】〔３〕．パーシャルイレージャーの測定方法
【００１１】第１の問題点は、この測定方法は再生波形が上下対称であることを前提条件としている点である。その理由は、再生ヘッドの大部分は上下非対称の波形であるからである。
【００１２】第２の問題点は、本測定方法ではパーシャルイレージャーの詳細がわからないことである。その理由は、次のとおりである。再生ヘッドにより再生された信号によってパーシャルイレージャーを測定するため、再生ヘッドのトラック幅全体の平均的な現象が測定される。再生トラック幅が狭すぎると再生出力が得られないため、狭くても１〜２μｍ程度の大きさが必要となることから、トラック内の局所的な状況（例えば、トラック端部の状況）を正確に把握することができない。つまり、再生ヘッドよりも狭い領域を測定することができない。
【００１３】
【発明の目的】そこで、本発明の目的は、再生ヘッドの影響を受けることなく、局所的な磁化状態を、高い記録密度においても観察できる記録磁化状態測定装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】図１は、本発明に係る記録磁化状態測定装置の基本的構成を示す機能ブロック図である。図２は、図１の記録磁化状態測定装置において磁気力顕微鏡により検出された記録磁化パターンを示す平面図である。図３は、図１の記録磁化状態測定装置においてＭＦＭ出力信号抽出手段によって抽出されたＭＦＭ出力信号を示す波形図である。以下、これらの図面に基づき説明する。
【００１５】本発明に係る記録磁化状態測定装置１０は、媒体Ｄ上に形成された記録磁化パターンａを検出する磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）１２と、磁気力顕微鏡１２で検出された記録磁化パターンａから、所定の再生ＭＦＭ幅で記録方向に沿った一次元のＭＦＭ出力信号ｂを抽出するＭＦＭ出力信号抽出手段１４と、ＭＦＭ出力信号抽出手段１４によって抽出されたＭＦＭ出力信号ｂの振幅の平均値及び標準偏差をそれぞれ再生出力ｃ及び媒体ノイズｄとして算出する波形数値解析手段１６とを備えたものである。ＭＦＭ出力信号抽出手段１４及び波形数値解析手段１６は、例えば、マイクロコンピュータやＤＳＰによって実現することができる。
【００１６】まず、図示しない記録ヘッドによって媒体Ｄに記録された磁化状態を、磁気力顕微鏡１２を用いて観察する。ＭＦＭ出力信号抽出手段１４は、磁気力顕微鏡１２によって得られた記録磁化パターンａのＭＦＭ像（図２）からＭＦＭ信号を取り出しトラック幅方向に平均してＭＦＭ出力信号ｂを得る（図３）。ＭＦＭ出力信号ｂは再生ヘッドの影響を受けていないので、ＭＦＭ出力信号ｂを用いて局所的な記録磁化状態を測定することができる。
【００１７】また、磁気力顕微鏡１２は、検出用チップ（図示せず）を磁気センサーとする狭トラックかつ狭ギャップの磁気ヘッドと見なすことができ、検出用チップと媒体Ｄとの間隔も任意に制御することができる。
【００１８】図４は、本発明に係る記録磁化状態測定装置の動作を示すフローチャートである。以下、この図面に基づき説明する。
【００１９】まず、記録ヘッドにより媒体上に形成された記録磁化パターンの磁気力顕微鏡により観察し、得られたＭＦＭ像を定量的に平均化処理を行い、ＭＦＭ波形信号（ＭＦＭ出力信号）を得る。次に、ＭＦＭ出力信号の波形数値解析を行うことにより、振幅の平均値と標準偏差を求め、前者を再生出力、後者を媒体ノイズと定義することより、媒体Ｓ／Ｎを測定することができる。本発明の記録磁化状態測定装置を用いれば、再生ヘッドの特性に影響を受けずに、高精度で高分解能の記録磁化状態の測定が可能となる。例えば、トラック内の局所的な信号やノイズの評価、並びに記録再生特性に及ぼす記録ヘッドの形状や記録ギャップ長の影響についても測定することができる。特に、本発明の記録磁化状態測定装置は、狭トラック、高線密度においてその効力を発揮する。なお、参考までに、従来技術の動作を示すフローチャートを図５に示す。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について、実施例１〜１３を用いて具体的に説明する。
【００２１】
【実施例１】媒体には、保磁力２２００Ｏｅ一定で、Ｂｒδ（Ｂｒ：残留磁束密度、δ：磁性膜厚）が８０，１００，１２５Ｇμｍの３種類を用いた。記録には、トラック幅４μｍ、ギャップ長０．５μｍの記録ヘッドを用いた。記録密度５〜４００ｋＦＲＰＩの記録磁化バターンを記録した後、磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）観察を行った。次に、測定したＭＦＭ像を再生幅３μｍの幅で定量的に平均化処理を行った。続いて、得られたＭＦＭ出力信号の波形数値解析を行ない、ＭＦＭ出力信号の振幅の平均値及び標準偏差を求め、前者を再生出力（Ｓ）、後者を媒体ノイズ（Ｎ）として、媒体Ｓ／Ｎを測定した。
【００２２】結果を図６に示す。本発明の記録磁化状態測定装置を用いることにより、再生ヘッドの影響を受けない磁化状態を測定することができる。さらに、再生ヘッドでは再生信号を検出できない記録密度においても（つまり、再生ヘッドでは測定することができない記録磁化状態においても）、正確な磁化状態を測定することができる。
【００２３】
【実施例２】保磁力２５００Ｏｅ、Ｂｒδ６０Ｇμｍの特性の媒体上に、記録トラック幅１μｍ、ギャップ長０．４μｍの記録ヘッドで磁化パターンを形成した。ここで形成した記録磁化パターンの記録密度は、１０〜４５０ｋＦＲＰＩである。これらの記録磁化パターンを実施例１と同様にして媒体Ｓ／Ｎを測定した。
【００２４】結果を図７に示す。４５０ｋＦＲＰＩという高い記録密度においても、媒体Ｓ／Ｎが測定できていることがわかる。再生ヘッドを用いた従来の記録再生評価においては、記録ヘッド幅が１μｍでは再生信号が小さすぎて磁化状態を評価することができない。しかしながら、本発明の記録磁化状態測定装置を用いることにより、再生ヘッドでは信号を検出できない狭いトラック幅及び高い記録密度においても、正確な磁化状態を測定することができる。つまり、本発明の記録磁化測定装置は狭トラック、高密度において特に効果が大きい。
【００２５】
【実施例３】保磁力２２００Ｏｅ一定で、Ｂｒδが８０，１００，１２５Ｇμｍの３種類の媒体上に、記録密度１０ｋＦＲＰＩ、８０ｋＦＲＰＩの記録磁化パターンを記録し、これらのＭＦＭ観察を行った。次に、得られたＭＦＭ像を再生幅０．１μｍの幅で定量的に平均化処理を行った。続いて、得られたＭＦＭ出力信号の波形数値解析を行い、ＭＦＭ出力信号の振幅の平均値及び標準偏差を求め、前者を再生出力（Ｓ）、後者を媒体ノイズ（Ｎ）として、媒体Ｓ／Ｎを測定した。さらに、０．１μｍずつオフトラックさせながら、同様の測定を行い、媒体Ｓ／Ｎのオフトラック特性を測定した。
【００２６】結果を図８及び図９に示す。本発明の記録磁化状態測定装置を用いることにより、再生ヘッドの影響を受けない磁化状態を測定することができる。再生ヘッドでは、トラック幅全体の平均的な現象が測定されるため、トラック内の局所的な状況を正確に測定することができない。しかし、本発明の記録磁化状態測定装置を用いると、再生ヘッドでは測定することができない再生ヘッドよりも狭い領域（ここでは０．１μｍ単位）の磁化状態を正確に測定することができる。本発明はトラック端部の状況を測定するのに特に有効である。
【００２７】
【実施例４】保磁力２４００Ｏｅ一定で、Ｂｒδが８０，１００，１２５Ｇμｍの３種類の媒体上に、記録密度１０ｋＦＲＰＩの記録磁化パターンを記録した。これらのパターンのＭＦＭ観察を行い、得られたＭＦＭ像を再生幅２０ｎｍの幅で、定量的に平均化処理を行い、得られたＭＦＭ出力信号の波形数値解析を行ない、ＭＦＭ出力信号の振幅の平均値及び標準偏差を求め、標準偏差を媒体ノイズ（Ｎ）として測定した。さらに、０．１μｍずつオフトラックさせながら、同様の測定を行い、媒体ノイズのオフトラック特性を測定した。
【００２８】結果を図１０に示す。Ｂｒδが高くなるにつれて、トラック端部でのノイズが増加していることがわかる。通常の再生ヘッドを用いた従来の記録再生評価においては、このような狭トラックでは再生信号が小さすぎて、正確な情報が得られない。しかし、本発明の記録磁化状態測定装置を用いると、再生幅を任意に選択することができ、かつ十分大きな再生信号が得られるため、トラック端部の状況を正確に把握することができる。つまり、本発明はトラック端部の状況を測定するのに特に有効である。
【００２９】
【実施例５】保磁力２２００Ｏｅ、Ｂｒδ１２５Ｇμｍの磁気特性を持つ媒体上に、記録トラック幅４μｍ、ギャップ長０．５μｍの記録ヘッドを用いて記録密度１０、２０、４０、８０、１２０、１６０ｋＦＲＰＩの記録磁化パターンを記録した。これらの磁化パターンについて、ディスクとＭＦＭチップの間隔を１０〜６００ｎｍの範囲で変化させながら、ＭＦＭ観察を行った。次に、得られたＭＦＭ像を定量的に平均化処理を行い、ＭＦＭ波形信号を得た。
【００３０】記録密度１０ｋＦＲＰＩの磁化パターンで、ディスクとＭＦＭチップ間隔１０ｎｍにおけるＭＦＭ出力を基準にした場合の、出力の浮上量依存性を図１１R>１に示す。これにより、再生ヘッドで再生した際の出力の浮上量依存性を測定することができる。ここで、ＭＦＭはチップを磁気センサーとする狭ギャップの磁気ヘッドと見なすことができるため、チップとディスクの間隔も任意に制御することができる。さらに、実施例１と同様にして、媒体Ｓ／Ｎを求めることにより、媒体Ｓ／Ｎの浮上量依存性を測定することができる。
【００３１】
【実施例６】実施例１と同様にして、保磁力２２００Ｏｅ、Ｂｒδ８０Ｇμｍの磁気特性を持つ媒体上に、記録トラック４μｍ、１μｍ及び０．５μｍの記録ヘッドで記録パターンを形成した。１μｍ、０．５μｍのようにトラック幅が狭いと、再生ヘッドを用いて磁気情報を得ることができない。これに対して、本発明の記録磁化状態測定装置では、次のように実測することができる。
【００３２】記録トラック４μｍ、１μｍ、０．５μｍのヘッドの各ＭＦＭ平均出力が４．２５、３．５、２．０（相対値）であり、記録トラック４μｍの磁化パターンを４μｍ幅の再生ヘッドで再生した出力が６００μＶｐｐであったことを利用すると、記録トラック幅１μｍのヘッドで記録したパターンの再生ヘッドでの出力Ｓ（Ｔ１）は、Ｓ（Ｔ１）＝６００×３．５×１／（４．２５×４）＝１２３．５μＶｐｐ、記録トラック幅０．５μｍのヘッドで記録したパターンの再生ヘッドでの出力Ｓ（Ｔ０５）は、Ｓ（Ｔ０５）＝６００×２．０×０．５／（４．２５×４）＝３５．３μＶｐｐとなる。
【００３３】つまり、記録再生ができるだけのトラック幅をもつヘッドと、狭トラックヘッドを同時に用いて記録を行い、それらのＭＦＭ出力信号と幅広のトラックヘッドで再生した結果を利用すれば、狭トラックヘツドでの再生信号の大きさを正確に測定することができる。さらに、実施例１と同様にして狭トラックヘッドでの媒体Ｓ／Ｎを測定することができる。
【００３４】
【実施例７】保磁力２２００Ｏｅ、Ｂｒδ８０〜１２５Ｇμｍの磁気特性を持つ媒体上に、記録トラック幅４μｍ、ギャップ長０．５μｍの記録ヘッドを用いて記録密度１０ｋＦＲＰＩで記録した。実施例１と同様にして得られるＭＦＭ信号と、再生ヘッド（再生ギャップ長０．３μｍ）で再生した出力信号との関係を、図１２に示す。
【００３５】ＭＦＭから得られた信号と再生ヘッドから得られた信号は比例関係にあることがわかる。そこで、Ｂｒδが未知で、再生ヘッドでの記録再生評価をしていない媒体Ｄについても、同様のパターンを記録したときのＭＦＭ出力が８（相対値）であったことから、この媒体の再生ヘッドにより得られる出力の大きさは１１００μＶｐｐであることがわかる。つまり、本発明の記録磁化状態測定装置を用いることにより、再生ヘッドによる評価を実際にしなくても再生ヘッドにより得られる出力の大きさを測定することができる。
【００３６】
【実施例８】トラック幅５μｍの記録ヘッドを用いて、保磁力２４００Ｏｅ、Ｂｒδ１００Ｇμｍの磁気特性をもつ媒体上に記録パターンを記録し、ＭＦＭを用いて記録磁化状態を観察した。図１３及び図１４に示すように、記録密度１５０ｋＦＲＰＩに相当する２ビットパターンを記録し、トラック幅方向にＭＦＭ出力を平均化した。ここで、記録する際には記録補償をかけて正確な記録密度を記録した。
【００３７】これより２ビットパターンのピーク間隔を測定すると１５０ｎｍであった。この記録密度では、本来ビット長は１６９ｎｍであるから、本来のビット長よりも１９ｎｍビット長が短くなっている。これは非線形遷移シフトによるものであり、本発明により非線形遷移シフト量が１９ｎｍ、１１％であることが測定できる。
【００３８】図１５に非線形シフト量の記録密度依存性を示す。ここでは記録ヘッド４種類（ヘッドＡ，ヘッドＢ，ヘッドＣ，ヘッドＤ）について非線形遷移シフト量を測定した結果を合わせて示す。なお、縦軸は各記録密度のビット長に対する非線形遷移シフト量の割合である。本発明により非線形遷移シフト量を測定できる。
【００３９】
【実施例９】図１３及び図１４に示すように、記録密度１５０ｋＦＲＰＩに相当する２ビットパターンを記録し、記録されている領域のうち、良好に記録されている部分（ＭＦＭ出力の最大値又は最も多い出力値）を基準出力Ｍ１とする。次に、再生ＭＦＭ幅を記録トラック幅にとり、そのＭＦＭ平均出力をＭ２とする。ＰＥ１＝（Ｍ１一Ｍ２）／Ｍ１×１００により定義する。このように定義することにより、記録トラック全体としてのパーシャルイレージャーの割合を算出することができる。
【００４０】図１６に、記録トラック幅全体に占めるパーシャルイレージャーの発生割合の記録密度依存性を示す。これにより、再生ヘッドの影響を受けない記録磁化状態を正確に測定することができる。本発明の記録磁化状態測定装置において、記録保証により非線形遷移シフトを除いて、磁化パターンを直接観察することが可能となり、パーシャルイレージャーの分離が可能となる。
【００４１】
【実施例１０】実施例９と同様にして、記録密度１５０ｋＦＲＰＩに相当する２ビットパターンを記録し、再生ＭＦＭ幅を再生ヘッドのトラック幅にとり、ＭＦＭ平均出力をＭ３とする。ＰＥ２＝（Ｍ１−Ｍ３）／Ｍ１×１００により定義する。このように定義することにより、再生トラック全体としてのパーシャルイレージャーの割合を算出することができる。
【００４２】図１７に、再生トラック幅に占めるパーシャルイレージャーの発生割合の記録密度依存性を示す。これにより、再生ヘッドの影響を受けない記録磁化状態を正確に測定することができ、再生ヘッドを用いて得られた情報との比較をすることができる。
【００４３】
【実施例１１】実施例９と同様にして基準出力Ｍ１とする。次に、再生ＭＦＭ幅を０．０２９μｍにとり、そのＭＦＭ平均出力をＭ４とする。ＰＥ＝（Ｍ１−Ｍ４）／Ｍ１×１００により定義する。再生ＭＦＭ幅をトラック幅方向にずらしながら順次ＭＦＭ平均出力を測定した。この測定方法により、トラックの局所的なパーシャルイレージャーの様子を定量化することができる。
【００４４】図１８に、２種類の媒体について記録密度１３０ｋＦＲＰＩでのパーシャルイレージャーの発生分布を示す。横軸はオントラック位置からのオフトラック量を、縦軸はパーシャルイレージャーの大きさを示す。また、媒体Ａは保磁力２２００Ｏｅ、Ｂｒδ１５０Ｇμｍ（Ｂｒ：残留磁束密度、δ：磁性膜厚）、保磁力配向比（円周方向の保磁力／半径方向の保磁力）１．０の特性を持ち、媒体Ｂは保磁力２２００Ｏｅ、Ｂｒδ１５０Ｇμｍ、保磁力配向比１．４の特性を持つ。これよりトラック端部でのパーシャルイレージャー量が大きいことがわかる。したがって、本発明の記録磁化状態測定装置を用いれば、再生ヘッドの幅よりも狭い局所的な情報を正確に測定することができる。
【００４５】
【実施例１２】実施例１０と同様にして記録ヘッドの違いによるパーシャルイレージャーの違いを調べた。トラック幅４μｍの記録ヘッド３種類（ヘッドＡ，ヘッドＢ，ヘッドＣ）を用いて、記録密度８０〜３５０ｋＦＲＰＩの範囲でパーシャルイレージャーを測定した。
【００４６】ＭＦＭ再生幅を３μｍとした場合の結果を図１９に示す。ここで、ヘッドＡ，ヘッドＢ，ヘッドＣはライトギャップ長が異なる。これより、再生ヘッドの影響を受けない、記録ヘッドの記録能力を測定することができる。
【００４７】
【実施例１３】実施例１１と同様にして記録ヘッドの違いによるパーシャルイレージャーの違いを調べた。記録密度２００ｋＦＲＰＩにおいて再生ＭＦＭ幅（０．１２μｍ）をトラック幅方向にずらしながら順次ＭＦＭ平均出力を測定し、トラックの局所的なパーシャルイレージャーの様子を定量化した。
【００４８】図２０に２種類のヘッドについて記録密度２００ｋＦＲＰＩでのパーシャルイレージャーの発生分布を示す。横軸はオントラック位置からオフトラックした長さを、縦軸はパーシャルイレージャーの大きさを示す。ここで、ヘッドＡはコア材料がＮｉＦｅであり、ヘッドＢはコア材料がＦｅＴａＮである。これよりＦｅＴａＮヘッドで記録した場合すべてのトラック内でパーシャルイレージャーが少ないことがわかる。したがって、本発明の記録磁化状態測定装置を用いれば、再生ヘッドの幅よりも狭い局所的な情報を正確に測定することができる。
【００４９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の記録磁化状態観察装置によれば、超高密度の記録磁化状態を正確に把握することができ、超高密度記録用のヘッド、媒体、Ｒ／Ｗ条件の先行評価を容易に、かつ正確に実施することが可能となる。これに加え、本発明の記録磁化状態観察装置によれば、各請求項ごとに次のような効果を奏する。
【００５０】請求項１の記録磁化状態観察装置によれば、記録ヘッドにより媒体上に形成された記録磁化パターンの磁気力顕微鏡観察を行い、測定したＭＦＭ像を定量的に平均化処理を行い、得られたＭＦＭ出力信号の波形数値解析を行うことにより、ＭＦＭ出力信号の振幅の平均値と標準偏差を求め、前者を再生出力、後者を媒体ノイズとして、媒体Ｓ／Ｎを測定することができる。
【００５１】請求項２の記録磁化状態観察装置によれば、再生ＭＦＭ幅を１ｎｍ〜５００ｎｍにすることにより記録トラック内部及び記録トラック端部の局所的な媒体Ｓ／Ｎを測定することができる。
【００５２】請求項３の記録磁化状態観察装置によれば、ＭＦＭ測定の浮上量依存性から再生ヘッドで再生した際の出力の浮上量依存性を測定できる。
【００５３】請求項４の記録磁化状態観察装置によれば、ＭＦＭ測定の浮上量依存性から再生ヘッドで再生した際の媒体ノイズの浮上量依存性を測定できる。
【００５４】請求項５の記録磁化状態観察装置によれば、トラック幅が２μｍ以下の記録ヘッドで記録を行った際に、再生ヘッドで直接再生できない場合でも出力の大きさを測定できる。
【００５５】請求項６の記録磁化状態観察装置によれば、記録された２ビットパターンに対し、非線形遷移シフト量を定量的に測定することができる。
【００５６】請求項７又は９の記録磁化状態観察装置によれば、磁気力顕微鏡を用いてパーシャルイレージャーを定量的に測定することができる。
【００５７】請求項８又は１０の記録磁化状態観察装置によれば、磁気力顕微鏡を用いて非線形遷移シフト量とパーシャルイレージャーとを分離できる。
【００５８】請求項１１又は１２の記録磁化状態観察装置によれば、記録トラックの内部及び端部などの局所的なパーシャルイレージャーを測定することができる。
【００５９】請求項１３の記録磁化状態観察装置によれば、記録ヘッドの記録能力を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る記録磁化状態測定装置の基本的構成を示す機能ブロック図である。
【図２】図１の記録磁化状態測定装置において磁気力顕微鏡により検出された記録磁化パターンを示す平面図である。
【図３】図１の記録磁化状態測定装置においてＭＦＭ出力信号抽出手段によって抽出されたＭＦＭ出力信号を示す波形図である。
【図４】本発明に係る記録磁化状態測定装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】従来技術の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の記録磁化状態測定装置において、Ｂｒδの異なる３種類の媒体について、ＭＦＭにより測定した媒体Ｓ／Ｎの記録密度依存性を示すグラフである。
【図７】本発明の記録磁化状態測定装置において、狭トラックヘッド（トラック幅１μｍ）で記録した場合のＭＦＭにより測定した媒体Ｓ／Ｎの記録密度依存性を示すグラフである。
【図８】本発明の記録磁化状態測定装置において、Ｂｒδの異なる３種類の媒体について、ＭＦＭにより測定した記録密度１０ｋＦＲＰＩにおける媒体Ｓ／Ｎのオフトラック特性を示すグラフである。
【図９】本発明の記録磁化状態測定装置において、Ｂｒδの異なる３種類の媒体について、ＭＦＭにより測定した記録密度８０ｋＦＲＰＩにおける媒体Ｓ／Ｎのオフトラック特性を示すグラフである。
【図１０】本発明の記録磁化状態測定装置において、Ｂｒδの異なる３種類の媒体について、ＭＦＭにより測定した記録密度１０ｋＦＲＰＩにおける媒体ノイズのオフトラック特性を示すグラフである。
【図１１】本発明の記録磁化状態測定装置において、記録密度１０ｋＦＲＰＩの磁化パターンで、ディスクとＭＦＭチップ間隔１０ｎｍにおけるＭＦＭ出力を基準にした場合のＭＦＭ出力の浮上量依存性を示すグラフである。
【図１２】本発明の記録磁化状態測定装置において、再生ヘッドによって得られた出力信号とＭＦＭによるＭＦＭ出力信号の関係を示すグラフである。
【図１３】本発明の記録磁化状態測定装置において、磁気力顕微鏡により検出された記録磁化パターン（記録密度１５０ｋＦＲＰＩに相当する２ビットパターン）を示す平面図である。
【図１４】本発明の記録磁化状態測定装置において、図１３１３の記録磁化パターンから抽出されたＭＦＭ出力信号を示す波形図である。
【図１５】本発明の記録磁化状態測定装置において、４種類のヘッドについて、ＭＦＭ信号より求めた非線形遷移シフト量の記録密度依存性を示すグラフである。
【図１６】本発明の記録磁化状態測定装置において、記録トラック幅全体に占めるパーシャルイレージャーの発生割合の記録密度依存性を示すグラフである。
【図１７】本発明の記録磁化状態測定装置において、記録トラック幅全体に占めるパーシャルイレージャーの発生割合の記録密度依存性を示すグラフである。
【図１８】本発明の記録磁化状態測定装置において、２種類の媒体について記録密度１３０ｋＦＲＰＩでのパーシャルイレージャーのオフトラック方向での発生分布を示すグラフである。
【図１９】本発明の記録磁化状態測定装置において、３種類の記録ヘッドについて、パーシャルイレージャー（記録能力）の記録密度依存性を示すグラフである。
【図２０】本発明の記録磁化状態測定装置において、２種類のヘッドについて、記録密度２００ｋＦＲＰＩでのパーシャルイレージャーのオフトラック方向での発生分布を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ 記録磁化状態測定装置
１２ 磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）
１４ ＭＦＭ出力信号抽出手段
１６ 波形数値解析手段
Ｄ 媒体
ａ 記録磁化パターン
ｂ ＭＦＭ出力信号
ｃ 再生出力
ｄ 媒体ノイズ
【特許請求の範囲】
【請求項１】 磁気記録媒体上に形成された記録磁化パターンを検出する磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）と、この磁気力顕微鏡で検出された記録磁化パターンから、所定の再生ＭＦＭ幅で記録方向に沿った一次元のＭＦＭ出力信号を抽出するＭＦＭ出力信号抽出手段と、このＭＦＭ出力信号抽出手段によって抽出されたＭＦＭ出力信号の振幅の平均値及び標準偏差をそれぞれ再生出力及び媒体ノイズとして算出する波形数値解析手段と、を備えた記録磁化状態測定装置。
【請求項２】 前記再生ＭＦＭ幅が１ｎｍ〜５００ｎｍである、請求項１記載の記録磁化状態測定装置。
【請求項３】 前記磁気力顕微鏡は、当該磁気力顕微鏡の検出用チップと前記磁気記録媒体との距離ごとに前記記録磁化パターンを検出し、前記ＭＦＭ出力信号抽出手段は、当該距離ごとに前記ＭＦＭ出力信号を抽出し、前記波形数値解析手段は、当該距離ごとに前記再生出力を算出する、請求項１記載の記録磁化状態測定装置。
【請求項４】 前記磁気力顕微鏡は、当該磁気力顕微鏡の検出用チップと前記磁気記録媒体との距離ごとに前記記録磁化パターンを検出し、前記ＭＦＭ出力信号抽出手段は、当該距離ごとに前記ＭＦＭ出力信号を抽出し、前記波形数値解析手段は、当該距離ごとに前記媒体ノイズを算出する、請求項１記載の記録磁化状態測定装置。
【請求項５】 磁気記録媒体上に形成された記録磁化パターンを検出する磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）と、この磁気力顕微鏡で検出された記録磁化パターンから、所定の再生ＭＦＭ幅で記録方向に沿った一次元のＭＦＭ出力信号を抽出するＭＦＭ出力信号抽出手段と、このＭＦＭ出力信号抽出手段によって抽出されたＭＦＭ出力信号の振幅の平均値を算出する波形数値解析手段とを備え、異なる記録トラック幅Ｗｗ１，Ｗｗ２について、前記平均値をそれぞれＭｆ１，Ｍｆ２、再生ヘッドによる再生出力をそれぞれＯｒ１，Ｏｒ２とし、再生出力Ｏｒ１が既知で、再生出力Ｏｒ２が未知であるとき、前記波形数値解析手段は、次式Ｏｒ２＝Ｏｒ１×Ｍｆ２×Ｗｗ２／（Ｍｆ１×Ｗｗ１）
により再生出力Ｏｒ２を算出する、記録磁化状態測定装置。
【請求項６】 前記記録磁化パターンが２ビットパターンである、請求項５記載の記録磁化状態測定装置。
【請求項７】 磁気記録媒体上に形成された記録磁化パターンを検出する磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）と、この磁気力顕微鏡で検出された記録磁化パターンから、所定の再生ＭＦＭ幅で記録方向に沿った一次元のＭＦＭ出力信号を抽出するＭＦＭ出力信号抽出手段と、このＭＦＭ出力信号抽出手段によって抽出されたＭＦＭ出力信号の振幅の平均値を算出する波形数値解析手段とを備え、前記記録磁化パターンのうち良好に記録されている部分の前記平均値をＭ１、前記再生ＭＦＭ幅を記録トラック幅に一致させたときの前記平均値をＭ２、パーシャルイレージャーの割合をＰＥ１〔％〕としたとき、前記波形数値解析手段は、次式ＰＥ１＝（Ｍ１一Ｍ２）／Ｍ１×１００により記録トラック全体としてのパーシャルイレージャーの割合を算出する、記録磁化状態測定装置。
【請求項８】 前記記録磁化パターンが２ビットパターンである、請求項７記載の記録磁化状態測定装置。
【請求項９】 磁気記録媒体上に形成された記録磁化パターンを検出する磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）と、この磁気力顕微鏡で検出された記録磁化パターンから、所定の再生ＭＦＭ幅で記録方向に沿った一次元のＭＦＭ出力信号を抽出するＭＦＭ出力信号抽出手段と、このＭＦＭ出力信号抽出手段によって抽出されたＭＦＭ出力信号の振幅の平均値を算出する波形数値解析手段とを備え、前記記録磁化パターンのうち良好に記録されている部分の前記平均値をＭ１、前記再生ＭＦＭ幅を再生ヘッドのトラック幅に一致させたときの前記平均値をＭ３、パーシャルイレージャーの割合をＰＥ２〔％〕としたとき、前記波形数値解析手段は、次式ＰＥ２＝（Ｍ１一Ｍ３）／Ｍ１×１００により再生トラック全体としてのパーシャルイレージャーの割合を算出する、記録磁化状態測定装置。
【請求項１０】 前記記録磁化パターンが２ビットパターンである、請求項９記載の記録磁化状態測定装置。
【請求項１１】 磁気記録媒体上に形成された記録磁化パターンを検出する磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）と、この磁気力顕微鏡で検出された記録磁化パターンから、所定の再生ＭＦＭ幅で記録方向に沿った一次元のＭＦＭ出力信号を抽出するＭＦＭ出力信号抽出手段と、このＭＦＭ出力信号抽出手段によって抽出されたＭＦＭ出力信号の振幅の平均値を算出する波形数値解析手段とを備え、前記記録磁化パターンのうち良好に記録されている部分の前記ＭＦＭ出力信号の前記平均値をＭ１、前記再生ＭＦＭ幅を１ｎｍ〜５００ｎｍのいずれかにしたときの前記ＭＦＭ出力信号の前記平均値をＭ４、パーシャルイレージャーの割合をＰＥ３〔％〕としたとき、前記波形数値解析手段は、次式ＰＥ３＝（Ｍ１一Ｍ４）／Ｍ１×１００によりパーシャルイレージャーの割合を算出する、記録磁化状態測定装置。
【請求項１２】 前記記録磁化パターンが２ビットパターンである、請求項１１記載の記録磁化状態測定装置。
【請求項１３】 前記記録磁化パターンは、異なる種類の記録ヘッドによって形成されたものてあり、前記ＭＦＭ出力信号抽出手段は、当該記録ヘッドの種類ごとに前記ＭＦＭ出力信号を抽出し、前記波形数値解析手段は、当該記録ヘッドの種類ごとに前記再生出力を算出する、請求項１、２、７、８、９、１０、１１又は１２記載の記録磁化状態測定装置。
【請求項１】 磁気記録媒体上に形成された記録磁化パターンを検出する磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）と、この磁気力顕微鏡で検出された記録磁化パターンから、所定の再生ＭＦＭ幅で記録方向に沿った一次元のＭＦＭ出力信号を抽出するＭＦＭ出力信号抽出手段と、このＭＦＭ出力信号抽出手段によって抽出されたＭＦＭ出力信号の振幅の平均値及び標準偏差をそれぞれ再生出力及び媒体ノイズとして算出する波形数値解析手段と、を備えた記録磁化状態測定装置。
【請求項２】 前記再生ＭＦＭ幅が１ｎｍ〜５００ｎｍである、請求項１記載の記録磁化状態測定装置。
【請求項３】 前記磁気力顕微鏡は、当該磁気力顕微鏡の検出用チップと前記磁気記録媒体との距離ごとに前記記録磁化パターンを検出し、前記ＭＦＭ出力信号抽出手段は、当該距離ごとに前記ＭＦＭ出力信号を抽出し、前記波形数値解析手段は、当該距離ごとに前記再生出力を算出する、請求項１記載の記録磁化状態測定装置。
【請求項４】 前記磁気力顕微鏡は、当該磁気力顕微鏡の検出用チップと前記磁気記録媒体との距離ごとに前記記録磁化パターンを検出し、前記ＭＦＭ出力信号抽出手段は、当該距離ごとに前記ＭＦＭ出力信号を抽出し、前記波形数値解析手段は、当該距離ごとに前記媒体ノイズを算出する、請求項１記載の記録磁化状態測定装置。
【請求項５】 磁気記録媒体上に形成された記録磁化パターンを検出する磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）と、この磁気力顕微鏡で検出された記録磁化パターンから、所定の再生ＭＦＭ幅で記録方向に沿った一次元のＭＦＭ出力信号を抽出するＭＦＭ出力信号抽出手段と、このＭＦＭ出力信号抽出手段によって抽出されたＭＦＭ出力信号の振幅の平均値を算出する波形数値解析手段とを備え、異なる記録トラック幅Ｗｗ１，Ｗｗ２について、前記平均値をそれぞれＭｆ１，Ｍｆ２、再生ヘッドによる再生出力をそれぞれＯｒ１，Ｏｒ２とし、再生出力Ｏｒ１が既知で、再生出力Ｏｒ２が未知であるとき、前記波形数値解析手段は、次式Ｏｒ２＝Ｏｒ１×Ｍｆ２×Ｗｗ２／（Ｍｆ１×Ｗｗ１）
により再生出力Ｏｒ２を算出する、記録磁化状態測定装置。
【請求項６】 前記記録磁化パターンが２ビットパターンである、請求項５記載の記録磁化状態測定装置。
【請求項７】 磁気記録媒体上に形成された記録磁化パターンを検出する磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）と、この磁気力顕微鏡で検出された記録磁化パターンから、所定の再生ＭＦＭ幅で記録方向に沿った一次元のＭＦＭ出力信号を抽出するＭＦＭ出力信号抽出手段と、このＭＦＭ出力信号抽出手段によって抽出されたＭＦＭ出力信号の振幅の平均値を算出する波形数値解析手段とを備え、前記記録磁化パターンのうち良好に記録されている部分の前記平均値をＭ１、前記再生ＭＦＭ幅を記録トラック幅に一致させたときの前記平均値をＭ２、パーシャルイレージャーの割合をＰＥ１〔％〕としたとき、前記波形数値解析手段は、次式ＰＥ１＝（Ｍ１一Ｍ２）／Ｍ１×１００により記録トラック全体としてのパーシャルイレージャーの割合を算出する、記録磁化状態測定装置。
【請求項８】 前記記録磁化パターンが２ビットパターンである、請求項７記載の記録磁化状態測定装置。
【請求項９】 磁気記録媒体上に形成された記録磁化パターンを検出する磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）と、この磁気力顕微鏡で検出された記録磁化パターンから、所定の再生ＭＦＭ幅で記録方向に沿った一次元のＭＦＭ出力信号を抽出するＭＦＭ出力信号抽出手段と、このＭＦＭ出力信号抽出手段によって抽出されたＭＦＭ出力信号の振幅の平均値を算出する波形数値解析手段とを備え、前記記録磁化パターンのうち良好に記録されている部分の前記平均値をＭ１、前記再生ＭＦＭ幅を再生ヘッドのトラック幅に一致させたときの前記平均値をＭ３、パーシャルイレージャーの割合をＰＥ２〔％〕としたとき、前記波形数値解析手段は、次式ＰＥ２＝（Ｍ１一Ｍ３）／Ｍ１×１００により再生トラック全体としてのパーシャルイレージャーの割合を算出する、記録磁化状態測定装置。
【請求項１０】 前記記録磁化パターンが２ビットパターンである、請求項９記載の記録磁化状態測定装置。
【請求項１１】 磁気記録媒体上に形成された記録磁化パターンを検出する磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）と、この磁気力顕微鏡で検出された記録磁化パターンから、所定の再生ＭＦＭ幅で記録方向に沿った一次元のＭＦＭ出力信号を抽出するＭＦＭ出力信号抽出手段と、このＭＦＭ出力信号抽出手段によって抽出されたＭＦＭ出力信号の振幅の平均値を算出する波形数値解析手段とを備え、前記記録磁化パターンのうち良好に記録されている部分の前記ＭＦＭ出力信号の前記平均値をＭ１、前記再生ＭＦＭ幅を１ｎｍ〜５００ｎｍのいずれかにしたときの前記ＭＦＭ出力信号の前記平均値をＭ４、パーシャルイレージャーの割合をＰＥ３〔％〕としたとき、前記波形数値解析手段は、次式ＰＥ３＝（Ｍ１一Ｍ４）／Ｍ１×１００によりパーシャルイレージャーの割合を算出する、記録磁化状態測定装置。
【請求項１２】 前記記録磁化パターンが２ビットパターンである、請求項１１記載の記録磁化状態測定装置。
【請求項１３】 前記記録磁化パターンは、異なる種類の記録ヘッドによって形成されたものてあり、前記ＭＦＭ出力信号抽出手段は、当該記録ヘッドの種類ごとに前記ＭＦＭ出力信号を抽出し、前記波形数値解析手段は、当該記録ヘッドの種類ごとに前記再生出力を算出する、請求項１、２、７、８、９、１０、１１又は１２記載の記録磁化状態測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図８】
【図６】
【図７】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２０】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図８】
【図６】
【図７】
【図９】
【図１０】
【図１１】
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【図１４】
【図１５】
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【図１７】
【図１８】
【図２０】
【図１９】
【公開番号】特開平１０−１９８９０２
【公開日】平成１０年（１９９８）７月３１日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平９−５３５７
【出願日】平成９年（１９９７）１月１６日
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【公開日】平成１０年（１９９８）７月３１日
【国際特許分類】
【出願日】平成９年（１９９７）１月１６日
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
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