(57)【要約】【課題】抵抗センサのバイアスレベルを用いてヘッドとディスクとの接触および／または間隔を検知する装置を提供する。【解決手段】バイアス信号が、磁気センサの磁気媒体読み出し面に近接して位置付けられる抵抗温度センサに加えられる。バイアス信号は、第１および第２のバイアスレベル間で変調される。第１および第２のバイアスレベルに対応する抵抗温度センサの第１および第２の抵抗が測定される。磁気センサと媒体との間の熱伝導率が増加することで生じる第１および第２の抵抗間の差異に基づいて、磁気センサと媒体との間隔および接触の少なくとも１つが判断される。【選択図】図１Ａ
2014022036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって、
磁気センサの媒体読み出し面に近接して配置される抵抗温度センサにバイアス信号を加えるように構成されるバイアス回路を備え、
前記バイアス信号は、第１および第２のバイアスレベル間で変調され、
前記装置は、コントローラをさらに備え、
前記コントローラは、
前記第１および第２のバイアスレベルに対応する抵抗温度センサの第１および第２の抵抗を測定し、
磁気センサが媒体に近づくにつれて、磁気センサと媒体との間の熱伝導率が増加することで生じる第１および第２の抵抗間の差異に基づいて、磁気センサと媒体との間隔および接触の少なくとも１つを判断するように構成されている、装置。
【請求項２】
前記コントローラはさらに、加熱器を介して、前記磁気センサと前記媒体との間の間隔を調整するように構成されており、
前記磁気センサと前記媒体との間隔および接触の少なくとも１つを判断することは、加熱器に加えられた電力に対する第１および第２の抵抗間の差異の変化率を判断することを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記バイアス信号は、変調ＤＣ（Direct Current）信号を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記第１および第２の抵抗は、周波数領域において測定される、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記第１および第２の抵抗は、前記バイアス信号の変調周波数に対応する周波数で測定される、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第１および第２の抵抗を測定するために、前記バイアス回路および前記コントローラのうちの１つに結合されるロックインアンプをさらに備える、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記第１および第２の抵抗を測定するために、前記バイアス回路および前記コントローラのうちの１つに結合される狭帯域フィルタをさらに備える、請求項５に記載の装置。
【請求項８】
方法であって、
磁気センサの媒体読み出し面に近接して位置付けられる抵抗温度センサにバイアス信号を加えるステップを含み、
前記バイアス信号は、第１および第２のバイアスレベル間で変調され、
前記方法はさらに、
前記第１および第２のバイアスレベルに対応する抵抗温度センサの第１および第２の抵抗を測定するステップと、
磁気センサが媒体に近づくにつれて、磁気センサと媒体との間の熱伝導率が増加することで生じる第１および第２の抵抗間の差異に基づいて、磁気センサと媒体との間隔および接触の少なくとも１つを判断するステップとを含む、方法。
【請求項９】
加熱器に電力を加えることで、前記磁気センサと前記媒体との間隔を調整するステップをさらに含み、
前記磁気センサと前記媒体との間隔および接触の少なくとも１つを判断するステップは、前記加熱器に加えられた電力に対する第１および第２の抵抗間の差異の変化率を判断するステップを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記バイアス信号は、変調ＤＣ信号を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１および第２の抵抗は、周波数領域において測定される、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１および第２の抵抗は、前記バイアス信号の変調周波数に対応する周波数で測定される、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１および第２の抵抗は、ロックインアンプを介して測定される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１および第２の抵抗は、狭帯域フィルタを介して測定される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
装置であって、磁気センサを備え、
前記磁気センサは、前記磁気センサの媒体読み出し面に近接する抵抗温度センサを含み、
前記装置はさらに、
前記磁気センサに結合され、前記抵抗温度センサに異なる第１および第２のバイアスレベルを加えるように構成されているバイアス回路と、
前記磁気センサに結合されるコントローラとを備え、
前記コントローラは、
前記第１および第２のバイアスレベルに対応する抵抗温度センサの第１および第２の抵抗を測定し、
磁気センサが媒体に近づくにつれて、磁気センサと媒体との間の熱伝導率が増加することで生じる前記第１および第２の抵抗間の差異に基づいて、前記磁気センサと媒体との間隔および接触の少なくとも１つを判断するように構成されている、装置。
【請求項１６】
前記磁気センサと前記媒体との間隔を調整するために用いられる加熱器をさらに備え、
前記磁気センサと前記媒体との間隔および接触の少なくとも１つを判断することは、加熱器に加えられた電力に対する第１および第２の抵抗間の差異の変化率を判断することを含む、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記バイアス回路は、前記抵抗温度センサに変調ＤＣバイアス信号を加える、請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
前記第１および第２の抵抗は、周波数領域において測定される、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記第１および第２の抵抗を測定するために、前記バイアス回路および前記コントローラのうちの１つに結合されるロックインアンプをさらに備える、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記第１および第２の抵抗を測定するために、前記バイアス回路および前記コントローラのうちの１つに結合される狭帯域フィルタをさらに備える、請求項１８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ記憶のために用いられる装置、および方法に関する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００２】
概要
本開示は、ヘッドとディスクとの接触および／または間隔を検知するための第１および第２の抵抗センサバイアスレベルの利用に向けられている。ある実施形態では、バイアス信号が、磁気センサの磁気媒体の読み出し面に近接して位置付けられる抵抗温度（熱）センサに加えられる。バイアス信号は、第１のバイアスレベルと第２のバイアスレベルとの間で変調される。第１および第２のバイアスレベルに対応する、抵抗温度センサの第１および第２の抵抗が測定される。磁気ヘッドと媒体との間隔および接触の少なくとも１つは、磁気センサが媒体に近づくにつれて、磁気センサと媒体との間での熱伝導率が増大することにより生じる第１の抵抗と第２の抵抗との差異に基づいて判断される。
【０００３】
さまざまな実施形態におけるこれらの特徴および局面、ならびに他の特徴および局面は、以下の詳細な説明および添付の図面に鑑みて理解されるであろう。
【０００４】
次の説明は以下に示される図面を参照し、複数の図面において同様の／同一の構成要素を特定するために、同じ参照符号が用いられ得る。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１Ａ】ある例示的な実施形態に従う装置のハードドライブスライダおよび媒体の配置を示すブロック図である。
【図１Ｂ】ある例示的な実施形態に従う、異なる加熱器電流に対する、抵抗センサのバイアス電流および抵抗を示すグラフである。
【図２Ａ】ある例示的な実施形態に従う装置における測定された応答を示すグラフである。
【図２Ｂ】ある例示的な実施形態に従う装置における測定された応答を示すグラフである。
【図２Ｃ】ある例示的な実施形態に従う装置における測定された応答を示すグラフである。
【図３】ある例示的な実施形態に従う集中定数モデルを用いた測定値から判断される熱伝導を示す図である。
【図４Ａ】ある例示的な実施形態に従う装置の有限要素モデリング結果を示すグラフである。
【図４Ｂ】ある例示的な実施形態に従う装置の有限要素モデリング結果を示すグラフである。
【図５】ある例示的な実施形態に従う手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
詳細な説明
本開示は、概して、データ記憶のために用いられる磁気記録装置に関する。データ記憶システムは、磁気記録媒体に情報を読み書きする１以上の記録ヘッドを含んでもよい。多くの場合、記録ヘッドとその対応する媒体との間で比較的小さい距離または間隔を有することが望ましい。この距離または間隔は、「浮上高さ」または「ヘッド−媒体間隔」として知られている。ヘッド−媒体間隔を小さくすることによって、記録ヘッドは、より良好に媒体にデータを書き込むことができ、かつ媒体からデータを読み出すことができる。また、ヘッド−媒体間隔を小さくすることで、記録媒体の表面粗さおよび他の特徴を検知することなど、記録媒体トポロジを調査することが可能となる。
【０００７】
次に、図１Ａを参照して、ブロック図は、ある例示的な実施形態に従うハードドライブスライダ１０２において用いられる磁気センサの側面図を示している。スライダ１０２は、スライダ１０２とアーム１０４との間での相対的な動作を可能にするサスペンション１０６を介してアーム１０４に連結されている。スライダ１０２は、スライダ１０２の後縁近傍の媒体読み出し面１１５において読み出し／書き込みトランスデューサ１０８を含む。トランスデューサ１０８は、媒体への読み書きの際に、たとえば磁気ディスク１１１のような磁気記録媒体の表面１１０の近くで保持される。スライダ１０２がディスク１１１の表面１１０上方に位置付けられている場合には、浮上高さ１１２は、アーム１０４の下向きの力によってスライダ１０２と表面１１０との間で維持される。この下向きの力は、ディスク１１１が回転しているときに、表面１１０とスライダ１０２の空気軸受面１０３との間に存在するエアクッション（air cushion）によって相殺される。
【０００８】
一貫した性能を確保するために、読み書き動作中、ディスク回転速度の正常範囲にわたって、予め定められたスライダ浮上高さ１１２を維持することが望ましい。領域１１４は、スライダ１０２の「接近点」を含み、当該接近点は、概して、スライダ１０２と磁気記録媒体面１１０との接触の最接近点であることが理解される。スライダ浮上高さ１１２に影響を及ぼし得る静的および動的な変化を勘案すると、スライダ１０２は、トランスデューサ１０８近傍にあるスライダ１０２の領域１１４が、動作中に設定可能に調整され得るように構成されていてもよい。これは、図１に領域１１４の形状変化を示す点線によって示される。この例では、形状変化は、領域１１４の温度の上昇または低下によって、全体的にまたは部分的に生じる場合がある。
【０００９】
温度変化により領域１１４の形状を変化させる能力は、たとえば領域１１４が、スライダ１０２の他のパーツとは異なる材料から形成されることによってもよい。そのような場合、温度の変化は、それぞれの材料の異なる熱膨張性のために、この領域１１４において変形を引き起こす。したがって、たとえばトランスデューサ１０８と媒体面１１０との間で測定されるような、トランスデューサ１０８の有効な浮上高さ１１２を細かく調整するために、スライダ１０２に対する選択的な加熱が用いられ得る。
【００１０】
この種の有効な浮上高さ１１２に対する制御を提供するために、スライダ１０２は、加熱要素１１６を含んでもよい（または、そうでなければ加熱要素１１６に熱的に結合されていてもよい）。この加熱要素１１６（たとえば、抵抗加熱器）には、制御回路１１８によって、選択可能な量の電流が供給されてもよい。加熱要素１１６は、さまざまな位置（たとえば、領域１１４近傍）において、スライダ１０２の空力的特性に対するその影響を最小化する態様で搭載され得る。加熱要素１１６に加え、スライダ１０２の他の要素も、熱を与えてもよい。たとえば、読み出し／書き込みトランスデューサ１０８の書き込みコイルは、領域１１４の設定可能な変形を生じさせるのに十分な熱を発生し得る。また、加熱要素１１６の代わりに、または加熱要素１１６に加えて、非熱的な装置（たとえば、圧電装置）も、領域１１４の変形／たわみを生じさせ得る。スライダ１０２は、たとえば、読み出しセンサに関連付けられた一方の領域ならびに加熱器、および書き込みトランスデューサに関連付けられた他方の領域ならびに加熱器である、２以上の独立した接近点領域１１４および加熱器１１６を含み得る。
【００１１】
また、スライダ１０２は、領域１１４または領域１１４に近接して位置付けられている抵抗温度センサ１２０を含む。このセンサ１２０は、領域１１４での高精度の温度（または温度変化）測定を可能にする抵抗温度係数（ＴＣＲ）を有し、ＴＣＲセンサと呼ばれることもある。ＴＣＲセンサ１２０は、センサ１２０と通信するセンサ／制御回路１２２に結合される。制御回路１２２は、センサと通信するための、（たとえば、センサ１２０にバイアス信号を加えるためのバイアス回路を有する）アナログ回路１２３を少なくとも含み得る。アナログ回路１２３は、増幅器、前置増幅器、フィルタ、電流／電圧リミッタなどを含むが、これに限定されない。また、センサ／制御回路１２２は、コントローラ１２５を含み、コントローラ１２５は、本明細書で記載されるセンサ機能および制御機能を実行するように構成されている論理回路を含んでいてもよい。任意に、スライダ１０２は、センサ１２４によって表わされるような、センサ回路１２２に同様に結合される１以上の他のＴＣＲセンサを含んでいてもよい。センサ１２４は、センサ１２０から物理的に離れた位置に配置され、センサ１２０とは独立して、またはセンサ１２０とともに（たとえば、直列または並列に）配線され得る。
【００１２】
空気軸受面上のＴＣＲセンサ１２０は、センサ回路１２２によってバイアスされ、その応答も回路１２２を介して監視されてもよい。たとえば、バイアスは、センサ１２０に加えられる一定電流であってもよいし、その応答はセンサ１２０を通して結果として生じた電圧であってもよい。この電圧は、オームの法則に従って、センサの抵抗に比例するため、電圧は、抵抗値に換算され得る。本明細書に記載された概念は、他のバイアス信号および応答、たとえば、センサ抵抗に従って変化する電流を生じさせる一定の印加電圧にも適用され得る。
【００１３】
センサ１２０の応答は、動作中、媒体面１１０との接触を感知するために、および／または、媒体面１１０上方でのスライダ１０２の浮上高さ１１２を検知するために用いられてもよい。ある既存の接触検知技術は、センサ１２０にＤＣ（Direct Current）バイアスを印加すること、および加熱器１１６への電力が変化するときに抵抗における相対的な変化を検知しようとすることを含む。接近点領域１１４が媒体面１１０に接触すると、概して、摩擦により温度が増加してセンサ抵抗が増加し、それはセンサ１２０のＤＣ抵抗信号として検知され得る。しかしながら、ＤＣ抵抗測定値は、ノイズの影響を受けやすく、ＤＣ抵抗が推定され得るまでに多数のサンプルが必要とされ得る。これは、システムの応答を受け入れ難いほど遅くしてしまう。また、この技術の感度は加熱器１１６の作動効率に大きく依存し得る。これにより、空気軸受状態の変化に対して接触閾値を安定して設定することがより難しくなり得る。たとえば、空気軸受の設計間での接触応答における差異は、単に加熱器間での性能の差異から生じるかもしれない。
【００１４】
他の接触検知技術は、センサ１２０の感知抵抗（または電圧）値のＲＭＳパワーの測定を含む。スライダとディスクとの接触のため、機械的および熱的摂動が領域１１４で起こり、これらの摂動は、センサ出力のＲＭＳ値における特徴（たとえば、増加）の形で検知され得る。この検知技術は、加熱器とディスクとの間隔が、変調よって生じる間隔変動および摩耗増大の可能性（potential）のために、どれくらい小さく設定され得るのかを制限する。それゆえに、接触信号または加熱器効率の依存性を低減させる接触方法が望ましい。
【００１５】
ある例では、１以上のセンサ１２０、１２４は、予め定められた周波数で２つのレベル間で変化する時変信号によってバイアスされる。このバイアスに応じて、２つのバイアスレベルに応じた、第１の抵抗値から第２の抵抗値への抵抗の変化が検知され得る。抵抗のこの変化は、加熱器効率に直接的に依存しない。結果として、加熱器の加熱変動による抵抗変化は、自動的に取り除かれる。１以上のセンサ１２０、１２４は、公知の変調周波数でバイアスされ得、それは、ノイズを取り除くため、および信号対ノイズ比（ＳＮＲ）を増大するために、狭帯域フィルター（またはロックインアンプ１２６）を使用できるようにする。センサ１２０、１２４の出力は、たとえば、時間領域測定値を周波数領域情報に変換するために用いられ得るデジタル信号プロセッサを介して、時間領域および／または周波数領域で処理され得る。
【００１６】
本明細書で記載されたいくつかの実施形態では、一定の加熱器の電力に対して、変調されたバイアスが、熱伝導性の変化によって生じるセンサ１２０の抵抗の変化を測定するために用いられてもよい。この開示のために、このバイアスは、交流電流（ＡＣ）バイアスと呼ばれてもよい。なぜなら、当該バイアス電流は、時間とともに大きさが少なくとも交互になり、任意に方向も交互になるためである。ＡＣ電流変調パラメータは、たとえば、同じ最小値、最大値、周波数、形状などを有して、経時的に一定であってもよい。図１Ｂでは、グラフ１３０、１４０は、それぞれ、ある例示的な実施形態に従う抵抗温度センサのＡＣバイアス信号および関連付けられた応答の例を示している。
【００１７】
グラフ１３０は、印加されたバイアス電流−時間のプロットである。電流は、２つの値Ｉ０およびＩｈの間で変化する。この例では、電流は正弦的に変化するが、他の波形形状も考えられ得る（たとえば、矩形波、のこぎり波状）。電流波形は、長い間Ｉ０およびＩｈの値を維持し、そのため、たとえ電流自体が正弦的に変化したとしても、極値（または、連続する周期にわたって同じ時に測定されるその他の値）は、長い間一定のままである。ここで、この例では、Ｉ０は正であり、電流は、ＡＣ波形と時折関連付けられるように方向を変えないことに留意すべきである。したがって、この実施形態における信号は、Ｉ０およびＩｈの正値を有する変調されたＤＣ信号とみなされ得る。他の実施形態では、Ｉ０およびＩｈの一方または両方の値は負であってもよく、この場合には、Ｉ０は最低値である第１の極値とみなされてもよく、Ｉｈは最高値である第２の極値とみなされてもよい。
【００１８】
グラフ１３０、１４０の両方に適用可能な２つの時間周期は、Ｐ１およびＰ２として図１Ｂに注釈が付けられている。これは、２つの異なる電力レベルが、スライダと媒体との間隔（たとえば、図１Ａにおける浮動高さ１１２）を調整するために使用される加熱器（たとえば、図１Ａにおける加熱器１１６）に加えられる期間を指す。加熱器のこの電力変化は、センサ１２０での局地的な温度変化をもたらし、それはグラフ１４０に見られるように抵抗の変化をもたらす。Ｐ１が適用される場合、最小抵抗と最大抵抗との差異はｄＲ１である。Ｐ２が適用される場合、最小抵抗と最大抵抗との差異はｄＲ２である。以下に説明するように、ｄＲ１の大きさはｄＲ２とは異なり、これらの差異は、ヘッドとディスクとの接触、およびヘッドとディスクとのアクティブクリアランス（たとえば、浮上高さ１１２）を判断するために継続的に追跡され得る。
【００１９】
なお、グラフ１３０およびグラフ１４０における波形は、実質的に同一周波数（波長１３２、１４２によって推論的に示される）であり、この周波数は、制御回路１２２からセンサ１２０に与えられる。グラフ１４０のセンサ１２０の出力は、この周波数１４２でのみ検査され得、それによって、測定のノイズの影響を小さくする。たとえば、センサ回路１２２は、センサ１２０に与えられる同一周波数１３２に対して調整される（位相検波器としても知られる）ロックインアンプ１２６を利用してもよい。
【００２０】
図１Ｂに示される例は、センサ１２０の時間変化抵抗を測定する単なる１つの方法である。また、接点または接点近くでの熱伝導の変化は、たとえば、センサ１２０、１２４に対して異なる第１および第２のバイアスレベルをそれぞれ加え、センサ１２０、１２４から２つの別個の抵抗測定値を計測し、接触および／または間隔を判断するために差異を取得することによって判断されてもよい。第１および第２のバイアスレベルは、ＡＣ成分を有していてもよい。ＡＣ成分は、周波数領域における抵抗の分析を促進し、それによって、ノイズの影響を減少させる。
【００２１】
また、ＡＣバイアスを利用すれば、接触検知レベルに応じたＤＣバイアスレベルの高感度測定は必要とされないが、代わりに、バイアス変化に対する応答が観察される。この技術は、接触特徴を作り出すためのヘッド−媒体間の界面における接触変調に依存しているのではなく、熱伝導率の変化を利用するものであるということに留意すべきである。結果として、これらの測定は、接触が観察される前の熱伝導の変化を監視することにより、接点からの間隔を判断するためにも用いられてもよい。
【００２２】
ある例示的な実施形態に従う装置における一組の測定された応答が、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃのグラフ２００、２１０、２２０に示されている。グラフ２００は、加熱器電力に対するスライダのＲＭＳアコースティック・エミッション（ＡＥ）のプロットである。このグラフ２００は、ヘッドとディスクとの接触が約８５ｍＷの加熱器電力で生じていることを示している。グラフ２１０は、加熱器電力の関数としての、２つの異なるセンサバイアス電力（それぞれ、１００ｕＷおよび６００ｕＷ）に対する抵抗測定値２１４、２１６を示している。曲線２１４、２１６をもたらすセンサバイアス電力は、図１Ｂに示されるような異なるレベルの印加電流Ｉ０およびＩｈにおおよそ対応する。
【００２３】
両曲線２１４、２１６は、接触点での傾斜の顕著な変化を示しており、これは、概して接触点での熱の増大によるものであり得る。しかしながら、曲線２１６は、曲線２１４よりも接点での変化がそれほど増大していない。これは、概して、このより高い入力電力においてセンサ自体によって生じる温度増大によるものであり得る。接触点から奪われる熱量は、接触点とその周囲（たとえば、空気、媒体面）との温度差異がより高くなると増大する。結果として、曲線２１６については周囲の温度もより高めであるため、接点での抵抗変化はそれほどなく、曲線２１４についてはセンサと周囲との温度差異が増大しているため、抵抗変化もより大きくなるであろう。したがって、たとえ温度センサに加えられる正味のバイアス電力が、加熱器のスイープ（sweep）全体にわたって同じであったとしても、温度センサによって感知される熱伝導率の増大のため、温度センサの抵抗変化は接触中および接触後より小さくなる。
【００２４】
図２Ｃのグラフ２２０は、図２Ｂで示される同一範囲の加熱器電力に対する２つのバイアス測定値間の抵抗の差異を示している。このグラフ２２０は、接触点（たとえば、約８５ｍＷの加熱器電力）で急激に低下していること、および、たとえば５０ｍＷから８５ｍＷの加熱器電力の全体的な範囲において接触するまで値が徐々に低下していることを示している。このグラフに示される結果は、ヘッド−媒体の間隔および／またはヘッド−媒体の接触を検知するための装置で利用され得る。
【００２５】
単純な集中定数モデルは、２つの終端をもつＴＣＲ（ＤＥＴＣＲ）抵抗変化の逆数が、その間隔における熱伝導率の変化を判断するために用いられ得るということを示している。温度によって変わる抵抗変化であるＲ＝Ｒａ＋αＲａΔＴと、熱流束と温度との関係であるｑ＝ｈΔＴとは、熱流束および熱伝導からの抵抗変化に対する配線の抵抗変化を判断するために組み合わせられ得る。
【００２６】
【数１】
2014022036.tif 000003
【００２７】
式１において、ＲはＴＣＲセンサ抵抗であり、ＲａはＴＣＲセンサの寒さに対する抵抗であり、アルファは抵抗温度係数であり、ｈ（Ｐｈ）は界面における熱伝導であり、ｑ（Ｐｂｉａｓ，Ｐｈ）はＴＣＲセンサによって感知されるエネルギー流束である。測定値は、ＴＣＲセンサからのエネルギー流束をセンサバイアスに比例させることが合理的な仮定であるということを示している。また、これらの測定値は、この増大が加熱器からのものにさらに追加され得るということを示している。Ｐｂｉａｓに関するＲの導関数を求めると、以下の式２に見られるようなバイアスに対するＲの変化と界面での熱伝導との関係が与えられる。
【００２８】
【数２】
2014022036.tif 000004
【００２９】
ＴＣＲ抵抗および寒さに対する抵抗は、所与の装置に対する定数とみなされてもよく、熱伝導の変化は、加熱器電力がゼロの場合における当該変化に関して導出され得る。その結果は、センサのＴＣＲ抵抗および寒さに対する抵抗とは独立した熱伝導変化の判断となる。これは、間隔および指定する接点を設定するために利用される場合の熱伝導測定におけるプロセス変動効果を排除する。実装をさらに単純化するために、一定のバイアス変化であるｄＰｂｉａｓを用いることで、熱伝導の相対的な変化は、以下の式３に見られるように抵抗変化のみから判断され得る。
【００３０】
【数３】
2014022036.tif 000005
【００３１】
図２Ｃでは、グラフ２２０は、一定のｄＰｂｉａｓに対するｄＲの測定値の一例を示している。これらの測定値は、ＴＣＲセンサ抵抗の変化と、図３に示すような加熱器電力がゼロの場合のものに対する熱伝導率とを計算するために、集中モデルが利用され得る。図３のグラフ３０２では、加熱器電力がゼロの場合の熱伝導率に対する熱伝導率変化を示しており、当該加熱器電力は、集中パラメータモデルを用いて図２Ｃの曲線から判断される加熱器電力に対するものである。図３に見られるように、この例では、接触は８５ｍＷであり、熱伝導率が７％増大していることがわかる。接触前のより小さい電力においては、間隔が狭くなるにつれて界面において圧力が変化するために、熱伝導率は５％増大する。これは、ディスクとの非接触期間における間隔変化を判断するために用いられ得る信号を与える。
【００３２】
図４Ａおよび４Ｂでは、グラフ４００、４１０は、図２Ｂ〜図２Ｃでの測定において利用された構成と同様の構成における、異なるバイアス電力に対するＴＣＲセンサ抵抗変化の有限要素（ＦＥ）分析の結果を示している。グラフ４００では、曲線４０２および曲線４０４は、それぞれ、バイアス電力が１００ｍＷ、５０ｍＷの場合のＴＣＲ抵抗を示している。これらの曲線４０２、曲線４０４間の差異は、図４Ｂのグラフ４１０で見られる。これらの結果は、図２Ｂ〜２Ｃで示した測定値と同様である。ＦＥＭ結果に対する熱伝導率は、測定値と直接比較するために集中パラメータを用いて計算され得る。非接触および接触冷却の両方を含む有限要素モデルの結果は、図２Ｃに見られるような、同様のバイアス−ＤＥＴＣＲ抵抗変化も示している。これは、ＦＥモデルが、設計性能を予測し、感度分析を実行させる可能性を示している。
【００３３】
次に図５を参照して、フローチャートは、ある例示的な実施形態に従う手順を示している。方法は、磁気ヘッドの磁気媒体読み出し面に近接して位置付けられた抵抗温度センサにバイアス信号を印加することを含む。バイアス信号は、第１および第２のバイアスレベル間で変調される（５０２）。第１および第２のバイアスレベルに対応する、第１および第２の抵抗温度センサ抵抗が測定される（５０４）。第１および第２の抵抗は、周波数領域に存在してもよいし、および／または、バイアス信号が変調される周波数に対応する周波数で測定されてもよい。たとえば、第１および第２の抵抗は、ロックインアンプおよび／または狭帯域フィルタを介して測定されてもよい。
【００３４】
磁気センサと媒体との間隔は、加熱器に電力を印加することによって任意に調整されてもよい（５０６）。磁気ヘッドと媒体との間隔および接触の少なくとも１つは、第１および第２の抵抗間の差異に基づいて判断される（５０８）。抵抗の差異は、磁気ヘッドが媒体に近づくにつれて、磁気ヘッドと媒体との間の熱伝導率が増大することによって生じる。その間隔／接触は、加熱器に加えられた電力に対する第１および第２の抵抗間の差異の変化に基づいて判断され得る。
【００３５】
実施例の前述の説明は、説明および記述のために示されたものである。それは、網羅的なものであるよう意図されておらず、また、実施形態を開示されたままの形に限定するよう意図されてもいない。上述の教示に鑑みて多くの変更および修正が考えられる。個別にまたは任意に組み合わせて適用され得る開示された実施形態の任意のまたは全ての特徴は、限定的であるよう意図されておらず、単に例示にすぎない。発明の範囲は、この詳細な説明で限定されるというよりはむしろ、添付した特許請求の範囲によって定められることが意図される。
【符号の説明】
【００３６】
１０２  ハードドライブスライダ、１０３  空気軸受面、１０４  アーム、１０６  サスペンション、１０８  トランスデューサ、１１０  磁気記録媒体面、１１１  磁気ディスク、１１２  浮上高さ、１１４  領域、１１５  媒体読み出し面、１１６  加熱器、１１８  回路、１２０  抵抗温度センサ、１２２  センサ回路、１２３  アナログ回路、１２５  コントローラ、１２６  ロックインアンプ。
【図１Ａ】
2014022036.tif 000006
【図１Ｂ】
2014022036.tif 000007
【図２Ａ】
2014022036.tif 000008
【図２Ｂ】
2014022036.tif 000009
【図２Ｃ】
2014022036.tif 000010
【図３】
2014022036.tif 000011
【図４Ａ】
2014022036.tif 000012
【図４Ｂ】
2014022036.tif 000013
【図５】
2014022036.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成25年8月12日(2013.8.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって、
磁気センサの媒体読み出し面に近接して配置される抵抗温度センサにバイアス信号を加えるように構成されるバイアス回路を備え、
前記バイアス信号は、第１および第２のバイアスレベル間で変調され、
前記装置は、コントローラをさらに備え、
前記コントローラは、
前記第１および第２のバイアスレベルに対応する前記抵抗温度センサの第１および第２の抵抗を測定し、
前記磁気センサが媒体に近づくにつれて、前記磁気センサと媒体との間の熱伝導率が増加することで生じる前記第１および第２の抵抗間の差異に基づいて、前記磁気センサと媒体との間隔および接触の少なくとも１つを判断するように構成されている、装置。
【請求項２】
前記コントローラはさらに、加熱器を介して、前記磁気センサと前記媒体との間の間隔を調整するように構成されており、
前記磁気センサと前記媒体との間隔および接触の少なくとも１つを判断することは、加熱器に加えられた電力に対する前記第１および第２の抵抗間の差異の変化率を判断することを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記バイアス信号は、変調ＤＣ（Direct Current）信号を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記第１および第２の抵抗は、周波数領域において測定される、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記第１および第２の抵抗は、前記バイアス信号の変調周波数に対応する周波数で測定される、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第１および第２の抵抗を測定するために、前記バイアス回路および前記コントローラのうちの１つに結合されるロックインアンプをさらに備える、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記第１および第２の抵抗を測定するために、前記バイアス回路および前記コントローラのうちの１つに結合される狭帯域フィルタをさらに備える、請求項５に記載の装置。
【請求項８】
方法であって、
磁気センサの媒体読み出し面に近接して位置付けられる抵抗温度センサにバイアス信号を加えるステップを含み、
前記バイアス信号は、第１および第２のバイアスレベル間で変調され、
前記方法はさらに、
前記第１および第２のバイアスレベルに対応する前記抵抗温度センサの第１および第２の抵抗を測定するステップと、
前記磁気センサが媒体に近づくにつれて、前記磁気センサと媒体との間の熱伝導率が増加することで生じる前記第１および第２の抵抗間の差異に基づいて、前記磁気センサと媒体との間隔および接触の少なくとも１つを判断するステップとを含む、方法。
【請求項９】
装置であって、磁気センサを備え、
前記磁気センサは、前記磁気センサの媒体読み出し面に近接する抵抗温度センサを含み、
前記装置はさらに、
前記磁気センサに結合され、前記抵抗温度センサに異なる第１および第２のバイアスレベルを加えるように構成されているバイアス回路と、
前記磁気センサに結合されるコントローラとを備え、
前記コントローラは、
前記第１および第２のバイアスレベルに対応する前記抵抗温度センサの第１および第２の抵抗を測定し、
前記磁気センサが媒体に近づくにつれて、前記磁気センサと媒体との間の熱伝導率が増加することで生じる前記第１および第２の抵抗間の差異に基づいて、前記磁気センサと媒体との間隔および接触の少なくとも１つを判断するように構成されている、装置。