JP2001176001A - 磁気ディスク試験方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トラック情報を含む磁気的情報が磁気転写方
式により予め記録される磁気ディスクを試験するに当た
り、転写処理後の情報を破壊することなく、重大な磁気
的欠陥を簡単かつ迅速に検出し得るようにする。 【解決手段】 磁気的情報が磁気転写されるとき、トラ
ック情報を含む磁気的情報が記録されない部分に特定の
磁気パターン１（ここでは、斜め縞状）を予め記録して
おくことにより、磁気ヘッドを半径方向またはそれと直
交する方向に走査することにより、円周または半径方向
に長いスクラッチ欠陥の検出を粗い走査で検出可能とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、磁気ディスクの
試験方法、特にサーボ情報またはそれに類する情報が磁
気的な転写処理により記録されている磁気ディスクの試
験方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、磁気ディスクは磁気的情報が何も
書かれない状態で出荷され、磁気ディスクドライブ装置
（単にドライブ装置またはドライブという）に組み込ま
れてから後に、ドライブ装置で必要な磁気的情報が書き
込まれる。磁気ディスクの出荷時には、磁気ディスク表
面にキズや磁気的に異常な部分がないかどうかを試験す
るために、磁気的に特定パターン（一般的にドライブ装
置がその磁気ディスクに書き込む最大周波数またはそれ
より低い周波数での繰り返しパルス波形）が書き込まれ
た後に、読み出し試験によりパルスの抜けや出力レベル
に異常がないか等が試験される。この試験はリードライ
ト試験と呼ばれている。

【０００３】このリードライト試験は、ドライブのトラ
ックと呼ばれる円周方向のデータゾーン毎または数トラ
ック毎の飛ばしで行なわれる。しかし、磁気ディスクの
高密度化が進展しトラック間隔が狭くなって試験するト
ラック数が増え、同時に試験する周波数の増大等によっ
て、このリードライト試験時間，コストの増大が問題と
なって来ている。特に、ドライブのエラー訂正機能の向
上により、数１０ビットの微小欠陥はあまり大きな問題
ではないが、スクラッチと呼ばれる数１０〜１００ビッ
ト程度の長い欠陥はドライブの訂正機能を越えるので、
リードライト試験で必ず検出する必要がある。

【０００４】このようなリードライト試験された磁気デ
ィスクはドライブに組み込まれてから、クリーンルーム
内において１台毎にトラック情報が書き込まれる。ドラ
イブにおいて磁気ディスクは、同心円状のトラックとい
う一定の幅を持った領域に仕切られ、そのトラック上に
ヘッドを追従させながらデータの読み書きを行なう。ド
ライブはトラック上に書かれた磁気的信号からヘッドの
位置ずれを検知し、トラックから外れないようにヘッド
を制御する。この動作はトラックサーボと呼ばれてい
る。しかし、何も書かれていない磁気ディスクに精密に
同心円状にトラック情報を書き込むためには、精密な位
置制御機能を有することが必要であり、またこの時に位
置合わせに必要な機構を外部よりドライブ内に挿入する
ため、その作業はドライブ内への塵埃の侵入を防ぐため
に、クリーンルーム内で行なう必要がある。

【０００５】このようなトラック情報の書き込み作業は
上記のように、ドライブ１台毎にクリーンルーム内で行
なう必要があり、高精度な装置を使用するため、ドライ
ブの製造コストを増大させる要因ともなっていた。ま
た、トラックの密度の増大によるトラック数の増加によ
って、この１トラックずつ書き込む処理時間が急激に増
大することも大きな問題である。そこで、ドライブがパ
ーソナルコンピュータ（ＰＣ）などに組み込まれてから
後にデータの書き込みを行なうために、工場で書き込ま
れていることが必要な、上記において記述したトラック
情報を、ドライブに組み込む前に磁気ディスクにマスク
パターンなどを用いた転写方式にて一括して書き込むと
いう技術が開発されている。これにより、ドライブ製造
コストの削減やトラックの高密度化（トラック幅の狭域
化）が可能となる。しかし、このような方式で従来通り
のリードライト試験を行なうと、先に書き込まれた磁気
信号が消去されてしまうため、新たな試験方法を考案す
る必要がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、上記のよう
なリードライト試験は、磁気ディスクに磁気的情報が書
き込まれた後では、この情報を消去してしまうことにな
るため使用できない、という問題を有する。また、リー
ドライト試験を行なった後に磁気的情報を書き込むと、
この転写方式による書き込み時に磁気ディスクに与える
欠陥の検査が出来ないことになるだけでなく、試験に従
来と同程度またはそれ以上の費用が掛かるという問題が
ある。したがって、この発明の課題は上記のような問題
の生じない磁気ディスク試験方法を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題の解決を図るべ
く、請求項１の発明では、磁気ディスクドライブで使用
されるトラック情報を含む磁気情報が、磁気転写処理に
より予め書き込まれる長手方向記録方式の磁気ディスク
を試験するに当たり、前記磁気ディスク欠陥検出のため
の欠陥検出用磁気パターンを、前記磁気転写処理時に同
時に書き込むことを特徴とする。

【０００８】上記請求項１の発明においては、前記欠陥
検出用磁気パターンが磁気ディスク中心から見て斜めの
縞状に形成され、その斜めの縞が磁気ディスク中心から
引いた直線となす交差角が０度〜６０度であることがで
き（請求項２の発明）、または、前記欠陥検出用磁気パ
ターンが磁気ディスク中心から見て斜めの格子状に形成
され、その格子の辺が磁気ディスク中心から引いた直線
となす交差角が０度〜６０度であることができる（請求
項３の発明）。

【０００９】また、請求項１の発明においては、前記欠
陥検出用磁気パターンの試験時には、磁気ヘッドを半径
方向とほぼ直交する方向に飛ばしトラック動作させ、半
径方向の欠陥を検出することができ（請求項４の発
明）、または、前記欠陥検出用磁気パターンの試験時に
は、磁気ヘッドを半径方向に往復動作させ、円周方向の
欠陥を検出することができる（請求項５の発明）。

【００１０】請求項６の発明では、磁気ディスクドライ
ブで使用されるトラック情報を含む磁気情報が、磁気転
写処理により予め書き込まれる垂直記録方式の磁気ディ
スクを試験するに当たり、前記磁気ディスク試験のため
の領域を所定方向に予め磁化しておくことを特徴とす
る。この請求項６の発明においては、前記試験時には磁
気ヘッドを半径方向とほぼ直交する方向に飛ばしトラッ
ク動作させ、半径方向の欠陥を検出することができ（請
求項７の発明）、または、前記試験時には磁気ヘッドを
半径方向に往復動作させ、円周方向の欠陥を検出するこ
とができる（請求項８の発明）。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１にこの発明の第１の実施の形
態を示す。これは、トラック情報などの転写時に、通常
のヘッドでは書き込むことが困難な欠陥検査用パターン
１を同時に転写し、半径方向に長いスクラッチを検出す
るために磁気ヘッドを半径方向とほぼ直交する方向にト
ラック飛ばし動作（スキップ動作）またはスキップ動作
を連続して行なうスパイラル動作させ、円周方向に長い
スクラッチを検出するために磁気ヘッドを半径方向に繰
り返し移動（往復動作）させ、効率良く短時間に試験す
るものである。欠陥検査用パターン１は、トラック情報
などの記録されない部分の全面に、例えば斜めの縞状に
転写される。転写プロセスは転写される磁気パターンが
形成されたマスクを使用するため、通常の磁気ヘッドで
は困難なパターンでも磁気ディスクに簡単に書き込むこ
とができる。

【００１２】通常、磁気ディスクドライブは数μｍ程度
の小さな欠陥であれば、そのエラー訂正機能などにより
データを正しく復元できるため、大きな問題ではない。
問題になるのは、細く長いスクラッチと呼ばれる欠陥で
あり、ドライブのエラー訂正機能では復元不可能となる
ものである。大きな欠陥は光学式の試験装置により検出
することが可能であるが、スクラッチ欠陥も幅が０．１
μｍ以下となると光学式の試験装置でも検出が難しい。
そのため、図１のような欠陥検査用パターン１を用いる
ことで、半径方向，周辺方向いずれの方向のスクラッチ
でも細かく検査することなく、検出可能とするものであ
る。図２に半径方向および円周方向のスクラッチ欠陥の
形状例を示す。図示のような円周方向，半径方向欠陥２
１，２２に対し、図１のような欠陥検査用パターン１を
用いることにより、円周方向，半径方向いずれの方向の
スクラッチ欠陥２１，２２でもこの欠陥検査用パターン
１にかかることになり、磁気ヘッドの読み出しレベルで
検出することが可能となる。

【００１３】図３に磁気ディスクドライブの構成例を示
す。すなわち、磁気ディスク３１上に記録トラック３６
が磁気的情報により同心円状に等間隔で構成されてい
る。このトラック３６に磁気ヘッド３２が追従するよう
に制御が行なわれ、データの読み書きがなされる。磁気
ヘッド３２は、スライダ３３と呼ばれる磁気ディスク３
１上を一定の距離で浮上するように設計されたものの上
に取り付けられている。スライダ３３はサスペンション
３４に支持されており、この全体がＶＣＭ（ボイスコイ
ルモータ）機構３５により駆動される。ＶＣＭ機構３５
は回転軸上に支持されて、電磁石により回転力を与えら
れる。

【００１４】ここで、代表的なトラック位置信号のパタ
ーン例について、再度図１を参照して説明する。トラッ
ク番号情報はトラックの番号（通常外周側から０，１，
２…の連続番号が付けられる）を示すコード化されたパ
ターンであり、クロック信号は次に続くトラック位置信
号を取り込むタイミングを与えるものである。このパタ
ーンではヘッドからの出力信号をトラック位置信号の
Ｂ，Ｄ相の２点でサンプリングし、その２つの信号振幅
の大きさの差よりトラック中心からのずれを検出し、こ
れをキャンセルするようにヘッド位置を制御する。これ
らの信号の精度は非常に重要であり、ドライブ製造時に
一度書き込まれるだけである。この発明では、これらの
トラック位置信号は直接転写されるか、または、転写さ
れたトラック位置信号を用いてドライブがヘッド位置制
御をしながら、より正確なトラック位置信号に書き直す
ようにしている。

【００１５】図４にスクラッチ欠陥検出時のヘッド移動
動作を示す。半径方向スクラッチ欠陥検出試験時には、
図４（ａ）のようにヘッド３２はトラック１本ずつ試験
するのではなく、数トラック〜数１０トラック飛ばし動
作（スキップ動作）で欠陥検査パターン１を検査する。
この動作は、トラック飛ばしを連続してスパイラル状に
行なっても良い。円周方向スクラッチ欠陥検出試験時に
は、図４（ｂ）のようにヘッド３２は磁気ディスク３１
を回転させながら、半径方向に往復運動をさせる。

【００１６】これらの検査時のスクラッチ検出のヘッド
出力信号波形例を図５に示す。つまり、長いスクラッチ
は半径方向でも円周方向でも、図５（ａ）のような矢印
方向のヘッド動作により検出することができる。なお、
図５（ａ）のヘッド動作は、重大な問題となる長いスク
ラッチ欠陥を検出する程度の精度で実施できるので、実
際に書き込まれるデータ密度よりは粗く行なうことがで
きる。図５（ｂ）は、ヘッドが欠陥を通過した時の出力
波形例を示している。

【００１７】図６にこの発明によるディスク製造工程を
示す。磁気ディスク製造においては、その基板の表面を
精密に平面化するように加工する磁気ディスク基板加工
工程、磁気ディスク基板表面に磁性体の薄膜を付ける
成膜プロセス、磁気ディスク上にトラック情報などの
磁気的信号を書き込む磁気転写処理工程、磁気ディス
ク表面にスクラッチ欠陥がないかどうかを磁気的に試験
するスクラッチ検出試験工程、磁気ディスク表面に色
むらなどがないかどうかを試験する光学試験工程と続
く。スクラッチ検出試験，光学試験で不良と判定された
磁気ディスクは廃棄処分となり、そうでないものは合
格品で、梱包，出荷される（参照）。なお、特定の磁
気パターンが、磁気転写処理時に同時に転写される。特
定の磁気パターンは、図１では欠陥検査用パターンとし
て斜め縞状に形成される。

【００１８】図７に斜めパターンの傾きと欠陥検出効率
との関係を示す。斜めパターンの角度を、同図（ａ）に
θとして示すように、ディスク媒体の中心から半径方向
に引いた直線となす角度と定義することとし、スクラッ
チ欠陥検出効率を、スクラッチ欠陥がまたがる斜めパタ
ーンの縞の数をＸ、斜めパターンの間隔をＹ、スクラッ
チ欠陥の長さをＺとすると、ＸＹ／Ｚとして定義するこ
ととする。このようにすると、スクラッチ欠陥が斜めパ
ターンと直交するとき最大値「１」となる。このスクラ
ッチ欠陥検出効率が大きいほど、多くの欠陥検出パター
ンにまたがることになり、検出確率を高めることができ
る。

【００１９】上記のように定義される斜めパターンの傾
きと欠陥検出効率との関係は同図（ｂ）に示すように、
斜めパターン角度θが４５°のとき、半径方向スクラッ
チと周辺方向スクラッチの検出効率が同じになる。一般
に、磁気媒体では円周方向のスクラッチがより重要であ
るため、斜めパターン角で有効に利用できるのは、０〜
６０°の範囲である。０°では半径方向スクラッチの検
出効率は「０」となるが、円周方向スクラッチの検出効
率は最大値である「１」となる。６０°では円周方向ス
クラッチの検出効率は０．５となるが、半径方向スクラ
ッチの検出効率は１．０に近い値となる。図１では、欠
陥検査用パターンを斜めパターンとしたが、図８のよう
に格子状にすることができる。こうすれば、斜めパター
ンが二重に形成されるため検出効率がより高められるこ
とになる。図８に、符号１Ａとして格子状パターンを示
している。

【００２０】以上では、データを磁気ディスクの円周方
向に記録する通常のタイプ（長手記録方式）のものにつ
いて説明したが、データを磁気ディスクの厚み方向に記
録するタイプのもの（垂直記録方式）については、トラ
ック情報などの転写領域以外の部分を一定方向（上向き
または下向き）に磁化することで対処することができ
る。つまり、垂直記録方式において試験される領域が予
め特定方向に磁化されていると、欠陥部分を磁気ヘッド
が通過するときに、その磁気変化を捉えることができる
という原理を利用する。

【００２１】図９にサーボ情報などの転写された垂直情
報の磁化状態を示す。ドライブに組み込まれた後のヘッ
ドによる記録の場合も、これと同様の磁化状態となる。
この図の場合では、下向きの磁化方向が消去状態であ
り、上向きの磁化方向がデータの書き込まれた状態とな
る。転写処理は全面の消去後、必要な情報のみこのよう
な逆磁化により書き込まれる。これらの情報は、ヘッド
により磁化方向の変化を検出することによって読み出さ
れる。サーボ情報などのある部分以外は一定方向に磁化
されており、この部分に磁気的欠陥があると磁化特性が
なくなるので、ヘッドにより上下磁化方向の中間レベル
に信号が来ることによってその存在が検出されるわけで
ある。。

【００２２】垂直記録方式におけるヘッドの移動動作
は、図４と同様に行なわれる。また、磁気ディスクドラ
イブの構成も図３と同じであり、トラック位置信号パタ
ーン等も図１で説明したものと全く同様である。ただ、
図１のトラック位置情報パターン以外の全部分が、この
垂直記録方式においては欠陥を検査される欠陥検査領域
となる点、また、スクラッチ欠陥が図２に示すものと同
様とすると、欠陥部分２の磁化状態は図１０（ｂ）の如
くなり、その検査時の動作も図５の場合と同様となる。
ただ、欠陥通過時のヘッド出力は図１１（ｂ）に示すよ
うに、図５の場合とは若干異なった形状となる。磁気デ
ィスク製造も図６と同様に行なわれる。

【００２３】

【発明の効果】請求項１〜５の発明によれば、重大なス
クラッチ欠陥の検出が可能な磁気パターンを転写処理に
より磁気ディスクに書き込み、磁気ヘッドを粗く移動さ
せることにより、スクラッチ欠陥を簡単かつ迅速に検出
することができる。そのため、転写処理後の磁気ディス
クの磁気的情報を破壊することなく、重大な欠陥がある
かどうかの試験を効率良くできるようになる。請求項
６，７の発明によれば、垂直記録方式の磁気ディスクに
対しては、試験される領域を予め特定方向に磁化してお
くことで、上記と同じく磁気ヘッドを粗く移動させるこ
とによりスクラッチ欠陥を、磁気的情報を破壊すること
なく効率よく検出することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態説明図である。

【図２】各種スクラッチ欠陥の形状例説明図である。

【図３】磁気ディスクドライブ装置例を示す外観図であ
る。

【図４】各種スクラッチを検出するためのヘッド移動動
作説明図である。

【図５】スクラッチ検査時のヘッドの移動軌跡とその出
力信号波形例説明図である。

【図６】この発明による磁気ディスク試験工程説明図で
ある。

【図７】斜めパターン角度と欠陥検出性能との関係説明
図である。

【図８】欠陥検出パターンの他の例を示す説明図であ
る。

【図９】サーボ情報が垂直記録された場合の磁化状態説
明図である。

【図１０】スクラッチ欠陥とその磁化状態説明図であ
る。

【図１１】垂直記録方式の場合のヘッドの移動軌跡とそ
の出力信号波形例説明図である。

【符号の説明】

１，１Ａ…欠陥検査用パターン、２，２１，２２…スク
ラッチ欠陥、２３…欠陥部分の磁化状態、３１…磁気デ
ィスク、３２…磁気ヘッド、３３…スライダ、３４…サ
スペンション、３５…ＶＣＭ機構、３６…記録トラッ
ク。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気ディスクドライブで使用されるトラ
   ック情報を含む磁気情報が、磁気転写処理により予め書
   き込まれる長手方向記録方式の磁気ディスクを試験する
   に当たり、 前記磁気ディスク欠陥検出のための欠陥検出用磁気パタ
   ーンを、前記磁気転写処理時に同時に書き込むことを特
   徴とする磁気ディスク試験方法。
2. 【請求項２】 前記欠陥検出用磁気パターンが磁気ディ
   スク中心から見て斜めの縞状に形成され、その斜めの縞
   が磁気ディスク中心から引いた直線となす交差角が０度
   〜６０度であることを特徴とする請求項１に記載の磁気
   ディスク試験方法。
3. 【請求項３】 前記欠陥検出用磁気パターンが磁気ディ
   スク中心から見て斜めの格子状に形成され、その格子の
   辺が磁気ディスク中心から引いた直線となす交差角が０
   度〜６０度であることを特徴とする請求項１に記載の磁
   気ディスク試験方法。
4. 【請求項４】 前記欠陥検出用磁気パターンの試験時に
   は、磁気ヘッドを半径方向とほぼ直交する方向に飛ばし
   トラック動作させ、半径方向の欠陥を検出することを特
   徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の磁気ディスク
   試験方法。
5. 【請求項５】 前記欠陥検出用磁気パターンの試験時に
   は、磁気ヘッドを半径方向に往復動作させ、円周方向の
   欠陥を検出することを特徴とする請求項１〜３のいずれ
   かに記載の磁気ディスク試験方法。
6. 【請求項６】 磁気ディスクドライブで使用されるトラ
   ック情報を含む磁気情報が、磁気転写処理により予め書
   き込まれる垂直記録方式の磁気ディスクを試験するに当
   たり、 前記磁気ディスク試験のための領域を所定方向に予め磁
   化しておくことを特徴とする磁気ディスク試験方法。
7. 【請求項７】前記試験時には磁気ヘッドを半径方向とほ
   ぼ直交する方向に飛ばしトラック動作させ、半径方向の
   欠陥を検出することを特徴とする請求項６に記載の磁気
   ディスク試験方法。
8. 【請求項８】前記試験時には磁気ヘッドを半径方向に往
   復動作させ、円周方向の欠陥を検出することを特徴とす
   る請求項６に記載の磁気ディスク試験方法。