JP5182866B2 - Magnetic recording medium seek evaluation method and seek evaluation apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、実機のハードディスクドライブの機構を用いて磁気記録媒体のシーク評価を行う磁気記録媒体のシーク評価方法およびシーク評価装置に関する。 The present invention relates to a magnetic recording medium seek evaluation method and a seek evaluation apparatus that perform magnetic recording medium seek evaluation using a mechanism of an actual hard disk drive.
ハードディスクドライブに代表される磁気記録装置はコンピュータなどの情報処理装置の外部記憶装置として広く用いられ、近年は動画像の録画装置等としても使用されつつある。 A magnetic recording device represented by a hard disk drive is widely used as an external storage device of an information processing apparatus such as a computer, and in recent years is also being used as a moving image recording device.
ハードディスクドライブは、中央に開口部のある円盤状（ドーナッツ形状）の磁気記録媒体と、これを１枚或いは複数枚積層して同心円で回転させる（複数枚の場合は、同期回転させる）シャフトと、該シャフトにベアリングを介して接合された磁気記録媒体を回転させるモータと、磁気記録媒体の両面において記録及び／又は再生を行う磁気ヘッドと、該ヘッドが取り付けられた支持アームと、この支持アームを複数本以上重ねて（これを、ヘッドスタックアセンブリと呼ぶ。）同期して可動させ磁気ヘッドを磁気記録媒体上の任意の位置に移動させることのできるヘッドスタック機構と、このヘッドスタック機構を駆動するボイスコイルモータ（ＶＣＭ）と、磁気ヘッドからの信号、および磁気ヘッドやＶＣＭへの信号を処理する信号処理系から構成される。 The hard disk drive includes a disk-shaped (doughnut-shaped) magnetic recording medium having an opening in the center, a shaft in which one or a plurality of the magnetic recording media are stacked, and are rotated concentrically (in the case of a plurality of disks, are rotated synchronously), A motor that rotates a magnetic recording medium joined to the shaft via a bearing; a magnetic head that performs recording and / or reproduction on both sides of the magnetic recording medium; a support arm to which the head is attached; A head stack mechanism capable of moving a magnetic head to an arbitrary position on a magnetic recording medium by moving a plurality of the magnetic heads in synchronization with each other by stacking a plurality of them (referred to as a head stack assembly), and driving the head stack mechanism Signal processing for processing the voice coil motor (VCM), signals from the magnetic head, and signals to the magnetic head and VCM Composed from the system.
ハードディスクドライブでは、その内部に組み込んだ磁気記録媒体をモータにより数千ｒｐｍで高速回転させ、磁気記録媒体上を流れる空気流により磁気ヘッドが設置されたヘッドスライダーを微小浮上させる。磁気記録媒体には、サーボ信号が磁気的に書き込まれており、この信号を磁気ヘッドで検出し、この信号を用いてハードディスクドライブは磁気記録媒体上でのヘッドの位置を判別し、そして磁気ヘッドは磁気記録媒体のその特定位置における磁気情報の読み書きを行う。 In a hard disk drive, a magnetic recording medium incorporated in the hard disk drive is rotated at a high speed of several thousand rpm by a motor, and a head slider on which the magnetic head is installed is slightly floated by an air flow flowing over the magnetic recording medium. A servo signal is magnetically written on the magnetic recording medium, and this signal is detected by the magnetic head. Using this signal, the hard disk drive determines the position of the head on the magnetic recording medium, and the magnetic head Reads and writes magnetic information at a specific position on the magnetic recording medium.
ハードディスクドライブに搭載される磁気記録媒体は、一般的にはアルミニウム合金やガラス基板等からなる基板の表面に、下地層、磁性層、保護層、潤滑層などを順次形成して作製されている。そして、製造された磁気記録媒体の評価工程として、グライド評価工程とサーティファイ評価工程が行われる。 A magnetic recording medium mounted on a hard disk drive is generally manufactured by sequentially forming an underlayer, a magnetic layer, a protective layer, a lubricating layer, and the like on the surface of a substrate made of an aluminum alloy or a glass substrate. And a glide evaluation process and a certification evaluation process are performed as an evaluation process of the manufactured magnetic recording medium.
グライド評価工程とは、磁気記録媒体の表面に突起物が無いか検査する工程である。すなわち、磁気記録媒体を、磁気ヘッドを用いて記録再生する際に、媒体面に媒体と磁気ヘッドの間隔以上の高さの突起があると、磁気ヘッドが突起にぶつかり、これにより磁気ヘッドが損傷し、また、媒体に欠陥が発生する原因となる。そこで、本工程では磁気記録媒体表面にそのような高い突起が無いかを検査し、そのような突起が存在する磁気記録媒体は不良品として製造工程から排除する（例えば特許文献１参照）。なお本工程は、磁気記録媒体表面の突起物を衝撃センサーにより検出するが、この工程では磁気記録媒体への磁気的信号の記録再生は行わない。
グライド評価工程を合格した磁気記録媒体については、サーティファイ検査を実施する。サーティファイ評価工程とは、磁気記録媒体に対し、通常のハードディスクドライブでの記録再生のように、磁気ヘッドを用いて所定の信号を記録した後、その信号を再生し、得られた再生信号から、磁気記録媒体の電磁変換特性の欠陥や品質を確かめるものである（例えば特許文献２参照）。
グライド評価工程やサーティファイ評価工程は、生産される磁気記録媒体の全数において実施するが、このような磁気記録媒体の評価の他に、抜き取り評価として、シーク（Ｓｅｅｋ）評価がある。シーク評価とは、ハードディスクドライブが実際に用いられる環境より厳しい環境下で、磁気ヘッドを磁気記録媒体表面上でシーク動作（磁気記録媒体に記録されたサーボ情報を用いて追従すべきトラックを探す動作）を行わせる加速評価であり、磁気記録媒体の生産時におけるロット品質の確認のために行い、また、磁気記録媒体の耐久性の設計時における潤滑剤、保護膜等の評価の一環として行う場合もある。 The glide evaluation process and the certify evaluation process are performed for all the magnetic recording media to be produced. In addition to the evaluation of the magnetic recording medium, there is a seek evaluation as a sampling evaluation. Seek evaluation is a seek operation on the surface of a magnetic recording medium in an environment harsher than the environment in which the hard disk drive is actually used (an operation to search for a track to be followed using servo information recorded on the magnetic recording medium) ) Is performed to confirm the lot quality at the time of production of the magnetic recording medium, and as part of the evaluation of the lubricant, protective film, etc. when designing the durability of the magnetic recording medium There is also.
シーク評価は、磁気記録媒体上での磁気ヘッドのシーク動作や、コンタクト・スタート・ストップ動作（ＣＳＳ動作、磁気ディスクが停止してヘッドが磁気ディスク上に接触している状態から、磁気ディスクが起動してヘッドが浮上したのち、再び磁気ディスクが停止してヘッドが磁気ディスク上に接触するまでの動作）の所定回数の繰り返しに基づく保護膜の劣化具合や、ヘッド・ディスク間の動摩擦係数などにより判断される。シーク評価の方法としては、スピンスタンドを用いて、実機のハードディスクドライブと同等の構成機器の配置を実現した評価装置を用いる方法が提案されている（例えば特許文献３参照）。
前述のように、磁気記録媒体のシーク評価には、実機のハードディスクドライブと同等の構成機器の配置を実現したスピンスタンドを用いるのが一般的である。ここで、スピンスタンドとは、べースに取り付けられた磁気記録媒体を任意の回転数で回転させるスピンドルモータと、この磁気記録媒体に信号を再生・記録する磁気ヘッドを保持するヘッドアームとを備えた装置であり、この装置は、ヘッドアームをベースに対して移動させる移動手段を有している。 As described above, for the seek evaluation of the magnetic recording medium, it is common to use a spin stand that realizes the arrangement of components equivalent to the actual hard disk drive. Here, the spin stand includes a spindle motor that rotates a magnetic recording medium attached to a base at an arbitrary number of rotations, and a head arm that holds a magnetic head that reproduces and records signals on the magnetic recording medium. This device has a moving means for moving the head arm relative to the base.
スピンスタンドを用いた磁気記録媒体のシーク評価は、実機のハードディスクドライブになるべく近づけて行われている。しかしながら、シーク評価用のスピンスタンドと実機とは、磁気記録媒体のスタック数、ヘッドスタックアセンブリの構造、スピンドルモータの回転特性、磁気ヘッドの駆動特性、装置全体の剛性、装置全体の共振周波数等において完全に一致させることが難しく、磁気記録媒体の特性評価において、シーク評価の結果が実機での評価結果と相違する場合が多かった。 The seek evaluation of a magnetic recording medium using a spin stand is performed as close as possible to a real hard disk drive. However, the spin stand for seek evaluation and the actual machine are different in terms of the number of magnetic recording medium stacks, the structure of the head stack assembly, the rotation characteristics of the spindle motor, the driving characteristics of the magnetic head, the rigidity of the entire apparatus, the resonance frequency of the entire apparatus, etc. It is difficult to make them completely coincident with each other, and in the characteristics evaluation of the magnetic recording medium, the result of seek evaluation often differs from the evaluation result in the actual machine.
以上の問題点を解決するために、磁気記録媒体のシーク評価を、実機のハードディスクドライブを用いて行うことが考えられる。 In order to solve the above problems, it is conceivable to perform a seek evaluation of the magnetic recording medium using an actual hard disk drive.
図４は従来の実機のハードディスクドライブを用いたシーク評価装置のブロック図である。図に示すように、従来の実機のハードディスクドライブを用いたシーク評価装置１００は、信号処理系１０１と、ボイスコイルモータ１０２と、磁気ヘッド１０３とを備え、磁気ヘッド１０３のシーク動作は、先ず磁気ヘッド１０３が磁気記録媒体１０４に書き込まれたサーボ情報を読み込み、次に信号処理系１０１がそのサーボ信号を処理し、その処理結果をボイスコイルモータ１０２に出力し、その処理結果に基づいてボイスコイルモータ１０２が磁気ヘッド１０３を動かすことにより行われていた。
FIG. 4 is a block diagram of a conventional seek evaluation apparatus using an actual hard disk drive. As shown in the figure, a conventional
このように、上記従来の実機のハードディスクドライブを用いたシーク評価装置１００では、サーボ信号を信号処理系１０１にフィードバックするため、その信号処理系１０１での処理と、その処理結果のボイスコイルモータ１０２への出とに時間を要し、磁気ヘッド１０３のシーク動作がサーボ信号の処理速度に依存するようになっていた。したがって、磁気ヘッド１０３のシーク動作速度に限界があり、加速度的なシーク評価を行うことが困難であった。
As described above, in the
また、実機のハードディスクドライブを用いた評価では、ハードディスクドライブを制御するファームウエアが少し変わっただけでも磁気ヘッドのシーク動作が微妙に変わり、評価結果が変化する問題点があった。 In the evaluation using the actual hard disk drive, there was a problem that the seek operation of the magnetic head slightly changed even if the firmware controlling the hard disk drive changed slightly, and the evaluation result changed.
また、異なる機種のハードディスクドライブにおいて、シーク評価結果の相関がとれないという問題点があった。 Another problem is that seek evaluation results cannot be correlated with different types of hard disk drives.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、実機のハードディスクドライブを用いたシーク評価を、加速度的に行うことができ、またハードディスクドライブを制御するファームウエアの影響を受けることなく精度良く行うことができ、さらにハードディスクドライブの機種が異なっていても、評価結果の相関がとれて正確な評価を行うことができる磁気記録媒体のシーク評価方法およびシーク評価装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and seek evaluation using an actual hard disk drive can be performed at an accelerated speed, and can be performed accurately without being affected by the firmware controlling the hard disk drive. It is another object of the present invention to provide a magnetic recording medium seek evaluation method and a seek evaluation apparatus that can accurately evaluate evaluation results even when different hard disk drive models are used.
上記目的を達成するために、（１）第１の発明は、実機のハードディスクドライブの機構を用いて磁気記録媒体のシーク評価を行う磁気記録媒体のシーク評価方法において、上記磁気記録媒体上での磁気ヘッドのシーク動作を、磁気記録媒体に書き込まれたサーボ情報を用いずに、磁気ヘッドを駆動するボイスコイルモータに印加した擬似的なシーク信号によって行い、上記擬似的なシーク信号に、さらに擬似的なノイズ信号を加える、ことを特徴としている。 In order to achieve the above object, (1) the first invention provides a magnetic recording medium seek evaluation method for performing seek evaluation of a magnetic recording medium using a mechanism of an actual hard disk drive. the seek operation of the magnetic head, without using the servo information written in the magnetic recording medium, it has rows by pseudo seek signal applied to the voice coil motor for driving the magnetic head, to the pseudo seek signal, further It is characterized by adding a pseudo noise signal .
（２）第２の発明は、上記した（１）項に記載の発明において、上記擬似的なシーク信号を、磁気ヘッドのシーク動作を、実機のハードディスクドライブで動作可能な範囲を超えて行わせる信号とするものである。 (2) In a second invention, in the invention described in the above item (1), the pseudo seek signal causes the seek operation of the magnetic head to exceed the range operable by the actual hard disk drive. It is a signal.
（３）第３の発明は、上記した（１）または（２）項に記載の発明において、上記擬似的なシーク信号を、磁気記録媒体に書き込まれたサーボ情報に基づかない信号とするものである。 (3) A third invention is the invention described in the above item (1) or (2), wherein the pseudo seek signal is a signal that is not based on servo information written on a magnetic recording medium. is there.
（４）第４の発明は、上記した（１）乃至（３）の何れか１項に記載の発明において、上記シーク評価を、ハードディスクドライブの標準的な設置環境に対して高温高湿の環境下で行うようにしたものである。 ( 4 ) The fourth invention is the invention described in any one of (1) to ( 3 ) above, wherein the seek evaluation is performed in a high-temperature and high-humidity environment with respect to a standard installation environment of the hard disk drive. This is what I do below.
（５）第５の発明は、上記した（１）から（４）の何れか１項に記載の磁気記録媒体のシーク評価方法に用いられるシーク評価装置である。 ( 5 ) A fifth invention is a seek evaluation apparatus used for the magnetic recording medium seek evaluation method described in any one of (1) to ( 4 ).
（６）第６の発明は、実機のハードディスクドライブの機構を用いて磁気記録媒体のシーク評価を行うシーク評価装置において、上記実機のハードディスクドライブ機構に設けられている磁気ヘッドと、上記実機のハードディスクドライブ機構に設けられ磁気ヘッドを駆動するボイスコイルモータと、上記ボイスコイルモータに擬似的なシーク信号を出力して磁気ヘッドに磁気記録媒体上でシーク動作を行わせるファンクションジェネレータと、を備え、上記擬似的なシーク信号に、さらに擬似的なノイズ信号を加える、ことを特徴としている。 ( 6 ) A sixth invention is a seek evaluation apparatus for performing seek evaluation of a magnetic recording medium using a hard disk drive mechanism of an actual machine, a magnetic head provided in the hard disk drive mechanism of the actual machine, and a hard disk of the actual machine includes a voice coil motor for driving the magnetic head is provided in the drive mechanism, a function generator to perform a seek operation on the magnetic recording medium to the magnetic head and outputs a pseudo seek signal to the voice coil motor, the said A pseudo noise signal is further added to the pseudo seek signal .
本発明によれば、実機のハードディスクドライブを用いた磁気記録媒体上での磁気ヘッドのシーク動作を、磁気記録媒体に書き込まれたサーボ情報を用いずに、磁気ヘッドを駆動するボイスコイルモータに印加した擬似的なシーク信号によって行うので、実機のハードディスクドライブと同一条件下でのシーク評価を加速して実施することが可能となり、磁気記録媒体の生産時におけるロットの品質管理や、磁気記録媒体の耐久性の設計時における潤滑剤、保護膜等の評価を高速で正確に実施可能となる効果を有する。 According to the present invention, the seek operation of the magnetic head on the magnetic recording medium using the actual hard disk drive is applied to the voice coil motor that drives the magnetic head without using the servo information written on the magnetic recording medium. This makes it possible to accelerate seek evaluation under the same conditions as the actual hard disk drive, and to control lot quality during production of magnetic recording media, It has the effect of enabling accurate evaluation of lubricants, protective films, etc. at the time of durability design.
また、外部からボイスコイルモータに印加した擬似的なシーク信号によって磁気ヘッドのシーク動作を行うので、ハードディスクドライブを制御するファームウエアの影響を受けることなく精度良く行うことができる。 In addition, since the seek operation of the magnetic head is performed by a pseudo seek signal applied to the voice coil motor from the outside, it can be accurately performed without being affected by the firmware controlling the hard disk drive.
さらに、外部からボイスコイルモータに印加した擬似的なシーク信号によって磁気ヘッドのシーク動作を行うので、ハードディスクドライブの機種が異なっていても、評価結果の相関がとれて正確な評価を行うことができる。 Furthermore, since the seek operation of the magnetic head is performed by a pseudo seek signal applied to the voice coil motor from the outside, the evaluation results can be correlated and accurate evaluation can be performed even if the hard disk drive model is different. .
本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
以下、本発明について詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
図１は本発明のシーク評価装置のブロック図である。図１において、本発明のシーク評価装置１０は、実機のハードディスクドライブ１１を用いて磁気記録媒体４のシーク評価を行うシーク評価装置であり、実機のハードディスクドライブ１１に設けられている磁気ヘッド３と、実機のハードディスクドライブ１１に設けられ磁気ヘッド３を駆動するボイスコイルモータ２と、その実機のハードディスクドライブ１１の外部に設けられ、ボイスコイルモータ２に擬似的なシーク信号を出力して磁気ヘッド３に磁気記録媒体４上でシーク動作を行わせるファンクションジェネレータ１とを備えている。
FIG. 1 is a block diagram of a seek evaluation apparatus according to the present invention. In FIG. 1, a
このように、本発明は、磁気記録媒体上での磁気ヘッドのシーク動作を磁気記録媒体に書き込まれたサーボ情報を用いずに、磁気ヘッドを駆動するボイスコイルモータに印加した擬似的なシーク信号によって行うことを特徴とする。 As described above, the present invention provides a pseudo seek signal applied to the voice coil motor that drives the magnetic head without using the servo information written on the magnetic recording medium for the seek operation of the magnetic head on the magnetic recording medium. It is characterized by performing by.
実機のハードディスクドライブとは、実際に市場に出回る最終製品レベルでのハードディスクドライブを指す。磁気記録媒体の評価に用いられているスピンスタンドは、大変に高価な装置であるが、本発明の磁気記録媒体のシーク評価方法は、その評価に実機のハードディスクドライブの機構をそのまま用いるため、廉価で評価装置を組み立てることが可能となる。 The actual hard disk drive refers to a hard disk drive at the final product level that is actually on the market. The spin stand used for the evaluation of the magnetic recording medium is a very expensive apparatus, but the seek evaluation method of the magnetic recording medium of the present invention uses the mechanism of the actual hard disk drive as it is for the evaluation, so it is inexpensive. It becomes possible to assemble the evaluation device.
図２は本発明のシーク評価装置の例を示す図である。実機のハードディスクドライブ１１は、図２に示すように、１枚または複数枚の磁気記録媒体４と、これを同心円で回転させる（複数枚の場合は、同期回転させる）シャフト５と、該シャフト５にベアリングを介して接合された磁気記録媒体を回転させるモータと、磁気記録媒体４の両面において記録及び／又は再生に用いる磁気ヘッド３と、該磁気ヘッド３が取り付けられた支持アーム６と、この支持アーム６を複数本以上重ねて同期して可動させ磁気ヘッド３を磁気記録媒体４上の任意の位置に移動させることのできるヘッドスタック機構７と、このヘッドスタック機構７をピポット８を中心に回転駆動するボイスコイルモータ（ＶＣＭ）２と、磁気ヘッドやＶＣＭ等の信号処理系から構成される。本発明では、これらの機構の全てを用いるが、磁気記録媒体４上での磁気ヘッド３のシーク動作を、磁気記録媒体４に書き込まれたサーボ情報を用いずに、磁気ヘッド３を駆動するボイスコイルモータ２に印加した擬似的なシーク信号によって行うため、磁気記録媒体４に書き込まれたサーボ情報の信号処理系、この信号処理系からの指令によりボイスコイルモータ２を駆動させる信号処理系は用いない。すなわち、本発明では、ボイスコイルモータ２に擬似的なシーク信号を外部から加え、磁気ヘッド３を磁気記録媒体４の表面上で擬似的にシークさせる。そのため本発明では、実機のハードディスクドライブ１１のボイスコイルモータ２に、その外部から制御信号を加える機構を付加する必要がある。ボイスコイルモータ２の制御信号は、通常は、電圧が数Ｖで、幅が数十ｍ秒の電圧パルスである。よって、本発明では、実機のハードディスクドライブ１１のボイスコイルモータ２に制御信号を加える機構として、このような電気信号を自動で発生できるファンクションジェネレータ１を用いる。
FIG. 2 is a diagram showing an example of the seek evaluation apparatus of the present invention. As shown in FIG. 2, the actual
本発明に用いられる擬似的なシーク信号とは、磁気記録媒体の加速度的なシーク評価を行うため、磁気ヘッドを擬似的にシーク動作させる信号である。磁気ヘッドの擬似的なシーク動作には次のようなものがある。
［１］磁気記録媒体の最内周から最外周までを連続して高速で往復させるシーク動作。
［２］磁気記録媒体が停止して磁気ヘッドが磁気記録媒体上に接触している状態から、磁気記録媒体が起動して磁気ヘッドが浮上したのち、再び磁気記録媒体が停止して磁気ヘッドが磁気記録媒体に接触するまでの動作を繰り返し行う動作。
［３］磁気記録媒体上に磁気ヘッドが任意の位置に浮上したまま、磁気記録媒体のみ回転動作を繰り返し行う動作。
［４］磁気記録媒体の最内周から最外周まで往復させ、徐々にその振幅を減少させるシーク動作。
［５］任意の位置から異なる位置までのシークをランダムに連続して発生させるシーク動作。
The pseudo seek signal used in the present invention is a signal that causes the magnetic head to perform a pseudo seek operation in order to perform an acceleration seek evaluation of the magnetic recording medium. The pseudo seek operation of the magnetic head includes the following.
[1] A seek operation in which the magnetic recording medium is continuously reciprocated at a high speed from the innermost circumference to the outermost circumference.
[2] From the state where the magnetic recording medium is stopped and the magnetic head is in contact with the magnetic recording medium, the magnetic recording medium is started and the magnetic head is lifted. An operation that repeats the operation until it touches the magnetic recording medium.
[3] An operation of repeatedly rotating only the magnetic recording medium while the magnetic head floats on an arbitrary position on the magnetic recording medium.
[4] A seek operation in which the magnetic recording medium is reciprocated from the innermost circumference to the outermost circumference, and the amplitude is gradually reduced.
[5] A seek operation in which a seek from an arbitrary position to a different position is continuously generated at random.
本発明では、上記の磁気ヘッドのシーク動作を、実機のハードディスクドライブで動作可能な範囲を超えて行うことが可能となり、ハードディスクドライブのシーク評価を加速度的に行うことが可能となる。すなわち、前述のように、従来の実機のハードディスクドライブでのシーク動作は、磁気ヘッドが磁気記録媒体に書き込まれたサーボ情報を読み込み、そのサーボ信号を信号処理系で処理し、その処理結果に基づいてボイスコイルモータが磁気ヘッドを動かす。そのため、磁気ヘッドのシーク動作がサーボ信号の処理速度に依存し、磁気ヘッドのシーク動作速度に限界が生ずる。これに対し、本発明では、ボイスコイルモータの制御を外部からの信号によって行うため、磁気ヘッドのシーク動作を、ボイスコイルモータの駆動能力の限界まで高速化することが可能となり、磁気記録媒体の生産時におけるロットの品質管理や、磁気記録媒体の耐久性の設計時における潤滑剤、保護膜等の評価を高速で正確に実施可能となる。 In the present invention, the above-described seek operation of the magnetic head can be performed beyond the range where the actual hard disk drive can be operated, and the seek evaluation of the hard disk drive can be performed at an accelerated speed. That is, as described above, the seek operation in the conventional hard disk drive of the actual machine reads the servo information written on the magnetic recording medium by the magnetic head, processes the servo signal by the signal processing system, and based on the processing result. The voice coil motor moves the magnetic head. For this reason, the seek operation of the magnetic head depends on the processing speed of the servo signal, and the seek operation speed of the magnetic head is limited. In contrast, in the present invention, since the voice coil motor is controlled by an external signal, the seek operation of the magnetic head can be speeded up to the limit of the drive capability of the voice coil motor. Evaluation of the quality of lots during production and the evaluation of lubricants, protective films, etc. when designing the durability of magnetic recording media can be carried out accurately at high speed.
また、外部からボイスコイルモータに印加した擬似的なシーク信号によって磁気ヘッドのシーク動作を行うので、ハードディスクドライブを制御するファームウエアの影響を受けることなく精度良く行うことができる。 In addition, since the seek operation of the magnetic head is performed by a pseudo seek signal applied to the voice coil motor from the outside, it can be accurately performed without being affected by the firmware controlling the hard disk drive.
さらに、外部からボイスコイルモータに印加した擬似的なシーク信号によって磁気ヘッドのシーク動作を行うので、ハードディスクドライブの機種が異なっていても、評価結果の相関がとれて正確な評価を行うことができる。 Furthermore, since the seek operation of the magnetic head is performed by a pseudo seek signal applied to the voice coil motor from the outside, the evaluation results can be correlated and accurate evaluation can be performed even if the hard disk drive model is different. .
本発明では、磁気ヘッドをシークさせる擬似的なシーク信号に、擬似的なノイズ信号を加えるのが好ましい。実機のハードディスクドライブを用いたシーク評価では、ボイスコイルモータに加えるシーク信号にノイズ信号を加えることは難しいが、本発明では、ボイスコイルモータへのシーク信号を擬似的に外部から加えるため、そのシーク信号に擬似的にノイズ信号を加えることができる。これにより、ハードディスクドライブの耐ノイズ特性評価を簡便に実施することが可能となり、また、ハードディスクドライブに外部から物理的な衝撃が加わって磁気ヘッドの動作が阻害される状態を擬似的に発生させることが可能となる。すなわち、本発明を用いることにより、より高度なシーク評価を実施することが可能となる。シーク信号に加える擬似的なノイズ信号とは、例えば、電圧が数マイクロＶ〜数百ｍＶで、周波数が数Ｈｚ〜数百メガＨｚの信号である。 In the present invention, it is preferable to add a pseudo noise signal to a pseudo seek signal for seeking the magnetic head. In seek evaluation using an actual hard disk drive, it is difficult to add a noise signal to the seek signal applied to the voice coil motor. However, in the present invention, since the seek signal to the voice coil motor is artificially added from the outside, the seek signal is added. A noise signal can be artificially added to the signal. This makes it possible to easily evaluate the noise resistance characteristics of a hard disk drive, and to generate a simulated state in which the operation of the magnetic head is hindered by an external physical impact applied to the hard disk drive. Is possible. That is, by using the present invention, it is possible to perform more advanced seek evaluation. The pseudo noise signal added to the seek signal is, for example, a signal having a voltage of several microV to several hundred mV and a frequency of several Hz to several hundred megaHz.
従来の実機のハードディスクドライブを用いたシーク評価では、実機のハードディスクドライブが標準的な設置環境下で動作するように制限されているため、高温の環境下では評価が十分に行えなかったが、本発明では、外部からハードディスクドライブを動作させる。このため、ハードディスクドライブを高温高湿下に配置しても動作させることができ、したがって、磁気記録媒体のシーク評価を、より高温高湿の環境下で行うことができ、それにより、ハードディスクドライブの耐環境性評価を加速度的に行うことができる。 In a conventional seek evaluation using a real hard disk drive, the actual hard disk drive is restricted to operate in a standard installation environment, so the evaluation could not be performed sufficiently in a high temperature environment. In the invention, the hard disk drive is operated from the outside. For this reason, the hard disk drive can be operated even if it is placed under high temperature and high humidity, and therefore, the seek evaluation of the magnetic recording medium can be performed under a higher temperature and high humidity environment. Environmental resistance evaluation can be performed at an accelerated rate.
ここで、ハードディスクドライブの標準的な設置環境とは、気温０℃〜３０℃、湿度３０％〜６０％を指すが、標準的な設置環境に対して高温高湿の環境下とは、ハードディスクドライブの加速度的な耐環境性評価としては、温度６０℃以上、湿度８０％以上を採用するのが好ましい。 Here, the standard installation environment of a hard disk drive refers to an air temperature of 0 ° C. to 30 ° C. and a humidity of 30% to 60%. As an accelerated environmental resistance evaluation, it is preferable to employ a temperature of 60 ° C. or higher and a humidity of 80% or higher.
図３は本発明で評価する磁気記録媒体の構造を例示するものである。ここに示す磁気記録媒体４は、非磁性基板４１の上に、非磁性下地層４２、磁性層４３、保護層４４、液体潤滑層４５を順次積層させたものである。本例における磁気記録媒体４に係る非磁性基板４１としては、Ａｌ、Ａｌ合金などの金属材料からなる基体上にＮｉＰまたはＮｉＰ合金からなる膜が形成されたものを用いることができる。また、非磁性基板４１としては、ガラス、セラミックス、シリコン、シリコンカーバイド、カーボン、樹脂などの非金属材料からなるものを用いてもよいし、この非金属材料からなる基体上にＮｉＰまたはＮｉＰ合金の膜を形成したものを用いてもよい。
FIG. 3 illustrates the structure of the magnetic recording medium evaluated in the present invention. In the
非磁性基板４１上には、非磁性下地層４２が形成される。非磁性下地層４２としてはＣｒ合金等が用いられる。磁性層４３は、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ系、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｔａ系、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｂ−Ｔａ系合金等が用いられる。
A
保護層４４は、従来の公知の材料、例えば、カーボン、ＳｉＣの単体またはそれらを主成分とした材料を使用することができる。保護層４４の膜厚は１ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内であるのが高記録密度状態で使用した場合の、磁気的スペーシングの低減または耐久性の点から好ましい。ここで、磁気的スペーシングは、磁気ヘッド３のリードライト素子と磁性層４３との距離を表す。磁気的スペーシングが狭くなるほど電磁変換特性は向上する。
For the
本例における磁気記録媒体４では、保護層４４上に液体潤滑層４５を設けるのが好ましい。液体潤滑層４５の層厚は１．５ｎｍ〜２．５ｎｍの範囲内が好ましい。液体潤滑剤としては、例えば、パーフルオロポリエーテル化合物が用いられる。
In the
本発明に係るシーク評価では、その評価工程の前に、グライド評価工程を設けるのが好ましい。グライド評価工程とは、前述のように、磁気記録媒体の表面に突起物が無いか検査する工程であり、磁気記録媒体を回転させて検査ヘッドを浮上させ、検査ヘッドで磁気記録媒体表面を走査することにより、磁気記録媒体表面の突起物の有無を検査ヘッドからの信号で検査する工程である。この評価工程を、シーク評価の前、および後述する、サーティファイ評価の前に設けることにより、シーク評価およびサーティファイ評価での検査ヘッドの破損を防ぐことができる。 In the seek evaluation according to the present invention, it is preferable to provide a glide evaluation step before the evaluation step. As described above, the glide evaluation process is a process for inspecting the surface of the magnetic recording medium for protrusions. The inspection head is floated by rotating the magnetic recording medium, and the surface of the magnetic recording medium is scanned by the inspection head. This is a step of inspecting the presence or absence of protrusions on the surface of the magnetic recording medium with a signal from the inspection head. By providing this evaluation step before seek evaluation and before certify evaluation, which will be described later, it is possible to prevent the inspection head from being damaged during seek evaluation and certify evaluation.
グライド評価に使用できる検査ヘッドとして、感熱素子を有するヘッドが例示できる。すなわち、高速で回転している磁気記録媒体上に存在する突起物に検査ヘッドが接触すると、瞬間的に検査ヘッドで熱が発生し、その熱を感熱素子が検知して信号を出力することによりグライド検査を実施することが可能となる。このグライド評価工程における評価は、磁気記録媒体が、ハードディスクドライブにおいて通常用いられる磁気記録再生ヘッドの浮上量よりも、低い浮上量で行うのが好ましい。 As an inspection head that can be used for glide evaluation, a head having a thermal element can be exemplified. That is, when the inspection head comes into contact with the protrusions existing on the magnetic recording medium rotating at high speed, heat is instantaneously generated in the inspection head, and the heat sensing element detects the heat and outputs a signal. Glide inspection can be performed. The evaluation in the glide evaluation process is preferably performed with a flying height that is lower than the flying height of the magnetic recording medium normally used in a hard disk drive.
本発明に係るシーク評価では、その評価工程の前に、サーティファイ評価工程を設けるのが好ましい。本評価に用いるサーティファイ評価装置は、上述の磁気記録媒体における記録再生信号を検査する装置であり、検査対象の磁気記録媒体を設置する機構、磁気記録媒体を回転させる媒体駆動部、磁気記録媒体に磁気情報を記録再生する磁気ヘッド、この磁気ヘッドを磁気記録媒体に対して相対運動させるヘッド駆動部、磁気ヘッドの記録再生信号を処理する記録再生信号処理機構を備えている。 In the seek evaluation according to the present invention, it is preferable to provide a certification evaluation step before the evaluation step. The certification evaluation apparatus used for this evaluation is an apparatus for inspecting the recording / reproducing signal in the above-mentioned magnetic recording medium, and includes a mechanism for installing the magnetic recording medium to be inspected, a medium driving unit for rotating the magnetic recording medium, and a magnetic recording medium A magnetic head for recording / reproducing magnetic information, a head driving unit for moving the magnetic head relative to a magnetic recording medium, and a recording / reproducing signal processing mechanism for processing a recording / reproducing signal of the magnetic head are provided.
以下、より具体例を挙げて本発明を説明する。 Hereinafter, the present invention will be described with more specific examples.
（評価を行う磁気記録媒体の製造）
非磁性基板には、ＨＯＹＡ社製アモルファスガラス基板を使用した。ガラス基板のサイズは外径６５ｍｍ、内径２５ｍｍ、板厚１．２７ｍｍである。この基板にテクスチャーを施し、十分に洗浄し乾燥した後、ＤＣマグネトロンスパッタ装置（アネルバ社（日本）製Ｃ３０１０）内にセットした。真空到達度を２×１０-7Ｔｏｒｒ（２．７×１０-5Ｐａ）まで排気した後、非磁性下地層として、Ｃｒ−Ｍｎ合金（Ｃｒ：７０ａｔ％、Ｍｎ：３０ａｔ％）からなるターゲットを用いて６ｎｍ積層した。磁性層としてＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｂ合金（Ｃｏ：６０ａｔ％、Ｃｒ：２０ａｔ％、Ｐｔ：１３ａｔ％、Ｂ：７ａｔ％）からなるターゲットを用いて磁性層であるＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｂ合金層を１７ｎｍの膜厚で形成し、保護膜（カ−ボン）３ｎｍを積層した。成膜時のＡｒ圧は３ｍＴｏｒｒ（０．４Ｐａ）とした。その後、パーフルオロポリエーテルからなる潤滑剤２ｎｍをディップ法で塗布し液体潤滑層を形成した。
(Manufacture of magnetic recording media to be evaluated)
As the nonmagnetic substrate, an amorphous glass substrate manufactured by HOYA was used. The glass substrate has an outer diameter of 65 mm, an inner diameter of 25 mm, and a plate thickness of 1.27 mm. The substrate was textured, thoroughly washed and dried, and then set in a DC magnetron sputtering apparatus (C3010 manufactured by Anelva (Japan)). After exhausting the vacuum to 2 × 10 −7 Torr (2.7 × 10 −5 Pa), a target made of a Cr—Mn alloy (Cr: 70 at%, Mn: 30 at%) was used as a nonmagnetic underlayer. Used to laminate 6 nm. Co-Cr-Pt-B alloy which is a magnetic layer using a target made of a Co-Cr-Pt-B alloy (Co: 60 at%, Cr: 20 at%, Pt: 13 at%, B: 7 at%) as a magnetic layer The layer was formed to a thickness of 17 nm, and a protective film (carbon) 3 nm was laminated. The Ar pressure during film formation was 3 mTorr (0.4 Pa). Thereafter, a
（磁気記録媒体のグライド評価）
上記方法によって製造された磁気記録媒体についてグライド評価を実施した。グライド評価では、検査ヘッドと磁気記録媒体表面の間の機械的なスペーシングを、０．２５マイクロインチに設定し、検査ヘッドから、磁気記録媒体表面の突起物との衝突に起因するシグナルが出力された場合は、その磁気記録媒体は不良品と判断した。
(Glide evaluation of magnetic recording media)
Glide evaluation was performed on the magnetic recording medium manufactured by the above method. In the glide evaluation, the mechanical spacing between the inspection head and the surface of the magnetic recording medium is set to 0.25 microinches, and a signal resulting from the collision with the protrusion on the surface of the magnetic recording medium is output from the inspection head. If it was, the magnetic recording medium was determined to be defective.
（磁気記録媒体のサーティファイ評価）
グライド評価工程を通過した磁気記録媒体についてサーティファイ評価を実施した。サーティファイ評価は次の条件で実施した。磁気記録媒体の回転数は５４００ｒｐｍ、磁気記録媒体への書き込み周波数は８０ＭＨｚ、磁気記録媒体の検査位置を半径２４．２ｍｍの位置、検査ピッチを２μｍ、検出する欠陥に対応する信号の時間を１５μ秒とし、これ以上の信号が出力された磁気記録媒体は不良品と判断した。
(Certification evaluation of magnetic recording media)
A certify evaluation was performed on the magnetic recording medium that passed the glide evaluation step. The certify evaluation was conducted under the following conditions. The rotational speed of the magnetic recording medium is 5400 rpm, the writing frequency to the magnetic recording medium is 80 MHz, the inspection position of the magnetic recording medium is a position of radius 24.2 mm, the inspection pitch is 2 μm, and the signal time corresponding to the defect to be detected is 15 μsec. The magnetic recording medium from which more signals were output was determined to be defective.
（磁気記録媒体のシーク評価）
実機のハードディスクドライブとして、株式会社東芝製ＭＫ２０３５ＧＳＳを用いた。本機における磁気記録媒体の回転数は、４２００ｒｐｍである。このドライブのＶＣＭにファンクションジェネレータを用いて駆動信号を直接印加した。実機のハードディスクドライブを用いたシーク評価は次の項目について実施した。
(Seek evaluation of magnetic recording media)
MK2035GSS manufactured by Toshiba Corporation was used as the actual hard disk drive. The rotational speed of the magnetic recording medium in this apparatus is 4200 rpm. A drive signal was directly applied to the VCM of this drive using a function generator. Seek evaluation using the actual hard disk drive was conducted for the following items.
１．６０℃×８０％環境下でハードディスクドライブのヘッドの、ロード／アンロード動作を１０回／秒の頻度で７２時間繰り返した。この動作後、磁気ヘッド、磁気記録媒体の表面を光学顕微鏡、走査型電子顕微鏡で観察し、表面の損傷の発生状況を確認した。 1. The load / unload operation of the head of the hard disk drive was repeated at a frequency of 10 times / second for 72 hours in a 60 ° C. × 80% environment. After this operation, the surface of the magnetic head and the magnetic recording medium was observed with an optical microscope and a scanning electron microscope to confirm the occurrence of surface damage.
２．磁気ヘッドのシーク動作を、ＶＣＭの限界の駆動速度まで高め、シーク動作が長時間に亘って安定に行われるか試験を行った。 2. The seek operation of the magnetic head was increased to the limit driving speed of the VCM, and a test was conducted to see if the seek operation was performed stably over a long period of time.
３．磁気ヘッドを任意の位置に浮動させ、その状態で、磁気ヘッドによる読み書きが正常に行われる限界時間を試験した。 3. The magnetic head was floated at an arbitrary position, and in that state, the limit time for normal reading and writing by the magnetic head was tested.
このように、磁気ヘッドのシーク動作を、ボイスコイルモータの駆動能力の限界まで高速化することが可能となり、磁気記録媒体の生産時におけるロットの品質管理や、磁気記録媒体の耐久性の設計時における潤滑剤、保護膜等の評価を高速で正確に実施可能となった。 In this way, the seek operation of the magnetic head can be accelerated to the limit of the drive capability of the voice coil motor, and lot quality control during the production of magnetic recording media and the durability of magnetic recording media can be designed. Evaluation of lubricants, protective films, etc. can be performed accurately at high speed.
また、ＶＣＭにファンクションジェネレータを用いて駆動信号を直接印加したので、磁気ヘッドのシーク動作として、実機のハードディスクドライブで動作可能な範囲を超えて行わせることができた。 In addition, since the drive signal is directly applied to the VCM using a function generator, the seek operation of the magnetic head can be performed beyond the range that can be operated by the actual hard disk drive.
また、ＶＣＭにファンクションジェネレータを用いて駆動信号を直接印加して磁気ヘッドのシーク動作を行うので、ハードディスクドライブを制御するファームウエアの影響を受けることなく精度良く行うことができた。 In addition, since the seek operation of the magnetic head is performed by directly applying a drive signal to the VCM using a function generator, the operation can be accurately performed without being affected by the firmware controlling the hard disk drive.
さらに、ＶＣＭにファンクションジェネレータを用いて駆動信号を直接印加して磁気ヘッドのシーク動作を行うので、ハードディスクドライブの機種が異なっていても、評価結果の相関がとれて正確な評価を行うことができるようになった。 Furthermore, since a drive signal is directly applied to the VCM using a function generator to perform a seek operation of the magnetic head, even if the hard disk drive models are different, the evaluation results can be correlated and an accurate evaluation can be performed. It became so.
１ ファンクションジェネレータ
２ ボイスコイルモータ
３ 磁気ヘッド
４ 磁気記録媒体
４１ 非磁性基板
４２ 非磁性下地層
４３ 磁性層
４４ 保護層
４５ 液体潤滑層
５ シャフト
６ 支持アーム
７ ヘッドスタック機構
８ ピポット
１０ シーク評価装置
１１ ハードディスクドライブ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
上記磁気記録媒体上での磁気ヘッドのシーク動作を、磁気記録媒体に書き込まれたサーボ情報を用いずに、磁気ヘッドを駆動するボイスコイルモータに印加した擬似的なシーク信号によって行い、
上記擬似的なシーク信号に、さらに擬似的なノイズ信号を加える、
ことを特徴とする磁気記録媒体のシーク評価方法。 In the magnetic recording medium seek evaluation method for performing magnetic recording medium seek evaluation using the mechanism of the actual hard disk drive,
The seek operation of the magnetic head over the magnetic recording medium, without using the servo information written in the magnetic recording medium, it has rows by pseudo seek signal applied to the voice coil motor for driving the magnetic head,
Add a pseudo noise signal to the pseudo seek signal.
A seek evaluation method for a magnetic recording medium.
上記実機のハードディスクドライブ機構に設けられている磁気ヘッドと、
上記実機のハードディスクドライブ機構に設けられ磁気ヘッドを駆動するボイスコイルモータと、
上記ボイスコイルモータに擬似的なシーク信号を出力して磁気ヘッドに磁気記録媒体上でシーク動作を行わせるファンクションジェネレータと、を備え、
上記擬似的なシーク信号に、さらに擬似的なノイズ信号を加える、
ことを特徴とするシーク評価装置。 In the seek evaluation device that performs seek evaluation of magnetic recording media using the mechanism of the actual hard disk drive,
A magnetic head provided in the hard disk drive mechanism of the actual machine,
A voice coil motor that is provided in the hard disk drive mechanism of the actual machine and drives a magnetic head;
A function generator that outputs a pseudo seek signal to the voice coil motor to cause the magnetic head to perform a seek operation on the magnetic recording medium ,
Add a pseudo noise signal to the pseudo seek signal.
A seek evaluation apparatus characterized by that.
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