(57)【要約】【課題】正確な位相ロックを確実にするために使用される書込みパラメータによる方法、装置およびテストシステムを提供する。【解決手段】書込みヘッドのヘッド−媒体間隔の熱時定数に基づいて書込みパラメータが決定され、書込みパラメータは、書込みの開始時に使用される変更されたレーザパワーの増大、および、書込みの開始に影響を及ぼす時間調整のうちの少なくとも１つを含む。熱アシスト磁気記録媒体に影響を及ぼす書込み動作に書込みパラメータが適用され、書込みパラメータは、熱アシスト磁気記録媒体の読取り中に正確な位相ロックを確実にする。【選択図】図１
2016152058.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
方法であって、
書込みヘッドのヘッド−媒体間隔の熱時定数に基づいて書込みパラメータを決定するステップを備え、前記書込みパラメータは、熱アシスト磁気記録媒体への書込みの開始時に使用される変更されたレーザパワーの増大、および、前記書込みの開始に影響を及ぼす時間調整のうちの少なくとも１つを含み、前記方法はさらに、
前記熱アシスト磁気記録媒体に影響を及ぼす書込み動作に前記書込みパラメータを適用するステップを備え、前記書込みパラメータは、前記熱アシスト磁気記録媒体の読取り中に正確な位相ロックを確実にする、方法。
【請求項２】
前記熱時定数は、一連の書込みヘッドにおいて使用される構成要素の組み合わせに特有であり、前記書込みパラメータは、前記一連の書込みヘッドを用いて記憶装置の製造前または製造中に決定される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記熱時定数は、特定の書込みヘッドに特有である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記書込みパラメータは、前記特定の書込みヘッドを用いて記憶装置の製造中に決定される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記書込みパラメータは、記憶装置のメモリに格納され、前記メモリから取込まれて、前記特定の書込みヘッドで使用される、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記書込みパラメータを用いて前記熱アシスト磁気記録媒体のデータセクタに既知のパターンを書込むステップと、
前記データセクタを読返すときに遷移位置シフトまたは非収束性を検出したことに応答して、プリアンブル長を変化させ、前記増大したプリアンブル長を含むように前記書込みパラメータを調整するステップとをさらに備える、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記書込みパラメータは、前記書込みの開始時にビット境界を規定する遷移場所に影響を及ぼすクロストラックビットサイズの変化を補償する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記変更されたレーザパワーの増大は、名目上のレーザ増大値とは異なる大きさおよび開始時刻のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記変更されたレーザパワーの増大は、前記書込みヘッドで使用されるレーザ装置の立上がり時間の変化を補償する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
装置であって、
書込みヘッドのレーザ装置にパワーを供給するレーザ装置プリアンプと、
前記書込みヘッドの書込みコイルに通電する書込みプリアンプとを備え、前記書込みコイルおよび前記レーザ装置はともに、熱アシスト磁気記録媒体にデータを書込み、前記装置はさらに、
前記レーザ装置プリアンプおよび前記書込みプリアンプに結合されたコントローラを備え、前記コントローラは、
書込みパラメータセットを繰返すことを実行するように構成され、前記書込みパラメータセットの各々は、書込みの開始時に使用される変更されたレーザパワーの増大、および、前記書込みの開始に影響を及ぼす時間調整のうちの少なくとも１つを含み、
読取り動作中に位相ロックの閾値レベルを提供する前記書込みパラメータセットのうちの選択された書込みパラメータを決定することを実行するように構成され、
前記熱アシスト磁気記録媒体に影響を及ぼす書込み動作に前記書込みパラメータを適用することを実行するように構成される、装置。
【請求項１１】
前記書込みパラメータが格納されるメモリをさらに備え、前記コントローラは、前記メモリから前記書込みパラメータを取込んで、ユーザデータを書込むときに前記書込みヘッドで使用する、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記書込みパラメータは、前記書込みの開始時にビット境界を規定する遷移場所に影響を及ぼすクロストラックビットサイズの変化を補償する、請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
前記変更されたレーザパワーの増大は、名目上のレーザ増大値とは異なる大きさおよび開始時刻のうちの少なくとも１つを含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１４】
前記変更されたレーザパワーの増大は、前記レーザ装置の立上がり時間の変化を補償する、請求項１０に記載の装置。
【請求項１５】
テストシステムであって、
ハードディスクドライブに結合されるように構成された入力／出力回路を備え、前記ハードディスクドライブは、レーザ装置を有する書込みヘッドを備え、熱アシスト磁気記録媒体に書込むように構成され、前記テストシステムはさらに、
前記入力／出力回路に結合されたプロセッサを備え、前記プロセッサは、
書込みヘッドのヘッド−媒体間隔の熱時定数に基づいて書込みパラメータを決定することを実行するように構成され、前記書込みパラメータは、書込みの開始時に使用される変更されたレーザパワーの増大、および、前記書込みの開始前のプリアンブル長のうちの少なくとも１つを含み、前記書込みパラメータは、前記ハードディスクドライブまたは類似のハードディスクドライブの書込み動作に適用され、前記書込みパラメータは、読取り動作中に正確な位相ロックを確実にする、テストシステム。
【請求項１６】
前記書込みパラメータは、遷移場所に影響を及ぼすクロストラックビットサイズの変化を補償し、前記遷移場所は、前記書込みの開始時にビット境界を規定する、請求項１５に記載のテストシステム。
【請求項１７】
前記変更されたレーザパワーの増大は、名目上のレーザ増大値とは異なる大きさおよび開始時刻のうちの少なくとも１つを含む、請求項１５に記載のテストシステム。
【請求項１８】
前記熱時定数は、前記書込みヘッドにおいて使用される構成要素の組み合わせに特有である、請求項１５に記載のテストシステム。
【請求項１９】
前記熱時定数は、前記ハードディスクドライブの前記書込みヘッドに特有である、請求項１５に記載のテストシステム。
【請求項２０】
前記書込みパラメータは、他のハードディスクドライブの製造前に決定される、請求項１５に記載のテストシステム。
【発明の詳細な説明】
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００１】
概要
本開示は、記録媒体の読取り動作中に正確な位相ロックを確実にするために使用される書込みパラメータに向けられる。一実施例では、書込みヘッドのヘッド−媒体間隔の熱時定数に基づいて書込みパラメータが決定され、書込みパラメータは、書込みの開始時に使用される変更されたレーザパワーの増大、および、書込みの開始に影響を及ぼす時間調整のうちの少なくとも１つを含む。熱アシスト磁気記録媒体に影響を及ぼす書込み動作に書込みパラメータが適用され、書込みパラメータは、熱アシスト磁気記録媒体の読取り中に正確な位相ロックを確実にする。
【０００２】
さまざまな実施例のこれらのおよび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照らして理解され得る。
【０００３】
以下の説明では以下の図を参照し、以下の図では、複数の図において類似／同一の構成要素を特定するために同一の参照番号が使用され得る。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】例示的な実施例に係るハードドライブスライダおよび媒体の配置のブロック図である。
【図２】例示的な実施例に係る読取り／書込みヘッドの断面図である。
【図３】例示的な実施例に係る装置のレーザパワーの増大およびヘッド−媒体間隔のグラフである。
【図４】例示的な実施例に係る遷移位置／場所を示すブロック図である。
【図５】例示的な実施例に係る読取り／書込みヘッドの遷移位置／場所に影響を及ぼす要因を示すグラフである。
【図６】例示的な実施例に係る遷移位置／場所の変化がビット遷移に対して及ぼす影響を示すブロック図である。
【図７】例示的な実施例に係る手順を示すフローチャートである。
【図８】例示的な実施例に係る遷移場所に対するヘッド−媒体間隔およびレーザの増大の影響を示すグラフである。
【図９】例示的な実施例に係る遷移場所に対するヘッド−媒体間隔およびレーザの増大の影響を示すグラフである。
【図１０】例示的な実施例に係る遷移場所に対するヘッド−媒体間隔およびレーザの増大の影響を示すグラフである。
【図１１】例示的な実施例に係るシステムのブロック図である。
【図１２】例示的な実施例に係る手順を示すフローチャートである。
【図１３】例示的な実施例に係る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】
【０００５】
詳細な説明
本開示は、一般に、ハードディスクドライブ（hard disk drive：ＨＤＤ）などの磁気データ記憶媒体を使用するデータ記憶装置において読取り／書込み動作を同期させることに関する。ハードディスクドライブは、製造中に媒体面上に書込まれるサーボマーク（時にはサーボセクタと称される）を使用し得る。サーボマークは、各データトラックに沿った位置に書込まれ、読取り／書込みへッドがその位置を特定することを可能にするデータを含んでいる。データセクタは、ユーザデータを格納し、サーボマーク同士の間に書込まれる。データセクタは、サーボマークの終端から既知の時間遅延のところに書込まれる。その後の読取り動作は、この時間遅延に依拠してデータセクタの開始と同期させる。
【０００６】
熱アシスト磁気記録（heat-assisted magnetic recording：ＨＡＭＲ）を使用する装置では、データセクタの同期は困難になってきている。エネルギアシスト磁気記録（energy-assisted magnetic recording：ＥＡＭＲ）、熱アシスト磁気記録（thermally-assisted magnetic recording：ＴＡＭＲ）および熱アシスト記録（thermally-assisted recording：ＴＡＲ）とも称されるこの技術は、記録中に磁気ディスク上の小さなスポットを加熱するためにレーザ装置などのエネルギ源を使用する。熱は、当該スポットにおける磁気保磁力を低下させ、書込みトランスデューサが磁性配向を変化させることを可能にする。冷却後の媒体の保磁力が比較的高いために、データは、データエラーを招き得る常磁性効果を受けにくい。
【０００７】
ＨＡＭＲ読取り／書込みヘッドには、直接的に（例えば表面取付け）または間接的に（例えば光ファイバを介して）、レーザ装置または類似の装置が結合され得る。レーザ装置と媒体との間の結合路における光損失により、読取り／書込みへッドは、書込み中に特定の読取り／書込み領域において温度が著しく上昇する場合がある。読取り／書込みへッドには他の熱源が存在し得て、当該他の熱源は、書込みの際に使用される磁場を発生させるために使用される書込みコイル、および、ヘッド−媒体間隔（head-to-media spacing：ＨＭＳ）の微調整に使用されるヒータなどである。ヒータは、材料の熱膨張に起因して局所的な突出を生じさせ、当該突出は、読取り／書込みトランスデューサと記録媒体との間の所望の間隙を維持するように微調整されることができる。
【０００８】
読取り／書込みへッドにＨＡＭＲエネルギ源を導入することにより、ＨＭＳの制御が複雑になる可能性があり、ひいてはデータセクタの同期が複雑になる可能性がある。例えば、書込み動作を開始する際、書込みが開始したときに読取り／書込みへッドが熱平衡に近い状態でなければ、データセクタの最初のデータは、エラーになりやすいであろう。これは、プリアンブル遷移およびデータセクタの位置のシフトにつながり、ビット誤り率（bit-error rate：ＢＥＲ）の上昇および信号対雑音比（signal to noise ratio：ＳＮＲ）の減少につながる可能性がある。
【０００９】
下記の実施例では、レーザ出力パワーに応答した書込みヘッドのヘッド−媒体間隔の時定数が推定され得る。この推定は、特定のクラスの装置（例えばレーザ装置およびスライダ本体部品番号の異なる組み合わせ）または各々の個々の装置に適用可能であり得て、例えば認定試験中に設定され得る。この時定数は、熱アシスト磁気記録媒体への書込み動作中に使用される書込みパラメータを決定するために直接的または間接的に使用され得る。書込みパラメータは、読取り動作中に正確な位相ロックを確実にし、したがって、データを確実に読返すことができることを確実にするのに役立つ。書込みパラメータは、プリアンプタイミングシフトの書込みの開始時におけるレーザパワーの増大の開始時刻および／または大きさを含み得る。これらのうちのいずれかまたは両方は、特定の装置または特定のクラスの装置に合わせて必要に応じて調整可能である。
【００１０】
ここで図１を参照して、ブロック図は、例示的な実施例に係る読取り／書込みへッド１０２の側面図を示す。読取り／書込みへッド１０２は、磁気データ記憶装置、例えばハードディスクドライブにおいて使用され得る。読取り／書込みへッド１０２は、スライダ、書込みヘッド、読取りヘッド、記録ヘッドなどとも称され得る。読取り／書込みへッド１０２は、サスペンション１０６、例えばジンバルによってアーム１０４に結合されている。読取り／書込みへッド１０２は、磁気記録媒体１１１、例えば磁気ディスクの表面１１０に近接して保持される読取り／書込みトランスデューサ１０８を後縁に含んでいる。読取り／書込みへッド１０２が記録媒体１１１の表面１１０上に位置しているときには、アーム１０４の下向きの力によって読取り／書込みへッド１０２と表面１１０との間に浮上高１１２が維持される。この下向きの力は、記録媒体１１１が回転しているときに表面１１０と読取り／書込みへッド１０２の空気ベアリング面（air bearing surface：ＡＢＳ）１０３（本明細書では「媒体に面する面」とも称される）との間に存在するエアークッションによって釣り合いが取られる。
【００１１】
領域１１４は、読取り／書込みへッド１０２の「接近点」であり、読取り／書込みトランスデューサ１０８と磁気記録媒体１１１との間の最も接近した接触点であると一般に理解され、一般にヘッド−媒体間隔（ＨＭＳ）１１３を規定する。スライダ浮上高１１２に影響を及ぼし得る静的および動的な変化を両方とも考慮に入れるために、読取り／書込みへッド１０２は、ヘッド−媒体間隔１１３を微調整することを目的として読取り／書込みへッド１０２の領域１１４が動作中にコンフィギュラブルに調整されることができるように構成され得る。これは、図１では点線によって示されており、当該点線は、領域１１４の幾何学的形状の変化を表わす。この例では、幾何学的形状の変化は、全体がまたは一部が、領域１１４の温度の上昇または減少によって引き起こされ得る。
【００１２】
有効なヘッド−媒体間隔１１３に対するこの種の制御を熱によって行うために、読取り／書込みへッド１０２は、１つ以上の加熱素子１１６を含み得る（またはそうでなければ、１つ以上の加熱素子１１６に熱的に結合され得る）。これらの加熱素子１１６（例えば抵抗ヒータ）には、コントローラ１１８によって選択可能な量の電流が供給され得る。一般に、コントローラ１１８は、読取り／書込みへッド１０２と記録媒体１１１とを少なくとも含む装置の機能を制御するための論理回路を少なくとも含んでいる。コントローラ１１８は、読取り／書込みへッド１０２および不図示の他の構成要素によって使用されるアナログ信号にコントローラ１１８の論理を電気的に結合することを容易にする、プリアンプ、バッファ、フィルタ、デジタル・アナログ変換器、アナログ−デジタル変換器などのインターフェース回路１１９を含み得る、またはインターフェース回路１１９に結合され得る。
【００１３】
加熱素子１１６のほかに、または加熱素子１１６に加えて、読取り／書込みへッド１０２の他の素子も熱を提供し得る。例えば、読取り／書込みトランスデューサ１０８の書込みコイルは、領域１１４のコンフィギュラブルな変形を引き起こすのに十分な熱を発生させ得る。この変形は、書込みコイルに通電されたとき、例えばデータが書込まれているときにのみ起こるであろう。さらに、示されている読取り／書込みへッド１０２は、読取り／書込みトランスデューサ１０８付近で熱を発生させるさらなる構成要素を含むＨＡＭＲ装置として構成されている。これらの構成要素は、レーザ装置１２０（または他のエネルギ源）と、導波路１２２とを含んでいる。導波路１２２は、レーザ装置１２０から読取り／書込みトランスデューサ１０８付近の構成要素に光を供給する。これらの構成要素は、図２により詳細に示されている。
【００１４】
図２において、ブロック図は、例示的な実施例に係る読取り／書込みへッド１０２の断面図を示す。導波路１２２は、エネルギ源から電磁エネルギ２００を受取り、当該エネルギは、近接場トランスデューサ（ＮＦＴ）２０２に結合される。ＮＦＴ  ２０２は、印加されたエネルギ２００に応答して表面プラズモン共振を実現する金属（例えば金、銀、銅など）でできている。ＮＦＴ  ２０２は、媒体１１１の表面１１０上に小さなホットスポット２０４を形成するようにエネルギを成形して伝える。磁気書込み極２０６は、印加された電流に応答して、媒体に面する面１０３付近で磁束の変化を生じさせる。書込み極２０６からの磁束は、ダウントラック方向（ｚ方向）に書込み極２０６を通過する際にホットスポット２０４の磁性配向を変化させる。
【００１５】
ホットスポット２０４を形成するように近接場トランスデューサ２０２に印加されたエネルギ２００は、媒体に面する面１０３付近の局部領域において著しい温度上昇を引き起こし得る。近接場トランスデューサ２０２は、例えば書込み極２０６または他の近傍の熱伝導構成要素にいくらかの熱を引抜くヒートシンク２０８を含み得る。それでもなお、近接場トランスデューサ２０２付近の温度上昇は相当に著しいものであり得て、書込み極２０６および近接場トランスデューサ２０２の領域において局所的な突出をもたらす。
【００１６】
一般に、ＨＡＭＲ読取り／書込みへッドはさらなる発熱構成要素を有しているので、これは、書込み中にＨＭＳを設定することを複雑にし得る。また、ＨＡＭＲは、小さな間隙を使用してホットスポットの所望の光結合効率および温度を実現するように設計され得るため、従来の読取り／書込みへッドよりもＨＭＳの変化に対してより敏感である可能性がある。一般に、熱平衡に到達してＨＭＳがデータを確実に書込むのに十分に安定するまで、読取り／書込みへッドは、書込みのために起動された後に特定の時間を必要とするであろう。ＨＡＭＲ読取り／書込みヘッドが熱平衡状態になるのに必要な時間を減少させるために使用される１つの技術は、書込みの開始時にレーザパワーを増大させるというものである。これは、一例として図３のグラフに示されている。
【００１７】
図３のグラフは、書込み動作の開始時におけるある期間にわたるＨＭＳのオーバーレイ（破線の曲線３００および３０１）および同一期間にわたるレーザパワー（実線の曲線３０２）を示す。レーザパワー曲線３０２は、書込みサイクルの開始時にレーザパワーの増大（例えば電流の増加）を示し、その結果、増大が適用されなかった場合（曲線３０１によって示される）よりも速くＨＭＳが熱平衡状態になる（曲線３００によって示される）。したがって、レーザパワーを増大させることにより、時刻３０５とは対照的に時刻３０４において書込みヘッドはデータを書込むことができる。増大後、レーザパワーは、定常状態値ＰＳＳに引き下げられ、ＨＭＳは、定常状態値ＨＳＳに落ち着く。
【００１８】
時刻３０４および３０５の差は、媒体の面密度に影響を及ぼし得る。一般に、ＨＭＳが平衡状態になるのが早ければ早いほど、読取り／書込みへッドは、早くサーボマークの後に確実にデータを書込むことができる。しかし、破線３０４ａ〜ｂによって示されるように、等価の部品であっても熱平衡時刻は予測不能であり得る。書込みの開始時に電流が適用される場合には、レーザダイオードが異なっていれば、時間応答も異なり得る。また、読取り／書込みへッドのさらなる構成要素（例えば、書込みコイル、ＮＦＴ）は、熱平衡時刻のいくらかのばらつきを有する場合があり、レーザ装置と組み合わせた場合にばらつきを増大させる。以下に記載されるように、これは、プリアンブルを読返す際に問題を引き起こす可能性があるビット遷移場所の変化として現れ得る。
【００１９】
媒体は、データセクタの前に位置決めされたプリアンブルを備え得る。読取り／書込みへッドは、依然として熱平衡状態になっている間にプリアンブル上に予め定められたパターンを書込むように書込みコイルに通電し得る。プリアンブル領域に書込まれた情報は、ユーザデータではなく、タイミングクロックを設定するために読取り動作中に使用される。プリアンブル情報は、ユーザデータがどこから開始するか（場所および位相）を知らせる。プリアンブルにおける第１のビットの開始点および位相は、ビット遷移がプリアンブルに沿って比較的一定であることを確実にすることほどは重要でないかもしれない。線３０４ａ〜ｂによって示されるようなシフトは、プリアンブルの少なくとも一部を読返す際に不確実性を引き起こし得る。例えば、書込みヘッドがプリアンブルの書込み時に十分に平衡状態になければ、プリアンブルシーケンス内のビット遷移は、ダウントラック方向にシフトし得る。その結果、読取装置は、ユーザデータがどこから開始するかを厳密に決定するために使用されるクロックを同期させることに苦戦し得る。このシフトを補償するための１つの方法は、より長いプリアンブルを使用するというものである。しかし、プリアンブルが長くなると、使用される媒体空間が多くなり、ドライブ容量の低下を招く。
【００２０】
特定の書込みヘッドがすぐに書込みできるか否かに影響を及ぼし得る多数の変数がある。レーザ装置の立上がり時間、レーザ誘起書込み突出、ヒータおよび書込みコイルの熱応答、名目上の浮上高およびＨＭＳ、プリアンプの特性、媒体の特性などの要因が、同一設計の書込みヘッドおよび／またはプリアンプ間でさえ、全体的な書込みヘッドの応答の違いを引き起こし得る。これは、異なる供給業者からの、および／または、異なるプロセスによって作られた一般に等価の部品（例えばレーザダイオード）が使用される場合には、さらに悪化し得る。したがって、これらの変数を考慮に入れるために、プリアンブルサイズはいかなる場合でも必要以上に大きく設定されて、最終製品において安全率を提供し得る。
【００２１】
以下に記載されるように、より大きなプリアンブルを使用する代わりに、プリアンブル書込みタイミングウインドウを調整してもよい。特定のプリアンプ、ヘッドおよび媒体の組み合わせにおける変数は、書込み遷移が開始する場所に影響を及ぼし得て、当該場所は、最終的に、書込まれたデータを読返す際に位相ロックに影響を及ぼす。これらの特性は、突出、レーザ装置の立上がり時間、スライダ、光路、レーザ装置の熱変化などを含み得る。これらの変数を認識して、書込みの開始時における決定的な位相シフトを見つけることができ、補償するための補正措置が講じられる。当該補正措置は、磁気書込み遷移のタイミングの変更（例えば位相ロックループ事前補償）および／またはカスタムレーザ電流プロファイルの作成を含み得る。
【００２２】
この位相シフトに影響を及ぼす変数は、装置の集積化の前に推定されることができるが、個々の記憶装置では依然としていくらかの補償が必要である場合がある。例えば、個々の部品性能は、オフラインで、例えば部品が工場に到着する前に、測定され得る。これは、ヘッド応答の大まかなタイムスケールを提供し得て、この応答を実現する書込みパラメータのベースセット（例えばレーザ装置、ヒータおよび書込装置電流）が規定され得る。プリアンプは、これらのベースパラメータ付近でレーザパワー、ヒータパワーおよび書込装置パワーを制御するための複数の設定を含み得る。また、タイミングウインドウへの書込みは調整可能であり、プリアンブルが書込まれる。これは、遷移シフトを補償することができ、プリアンブル遷移ビットが一貫して書込まれることを確実にすることができる。
【００２３】
図４において、ブロック図は、データの読返し中にこれらの要因がいかに位相ロックに影響を及ぼし得るかの一例を示す。読取り／書込みへッド４００は、記録媒体４０２に近接して示されている。媒体４０２は、矢印４０１によって示されるように読取り／書込みへッド４００に対して移動する。ＮＦＴ  ４０４は、書込み極４０６が媒体４０２に磁場を印加している間にホットスポット４０８、媒体４０２を形成する。ホットスポットの端縁は、遷移位置４１０を規定し、当該遷移位置４１０は、ＮＦＴ  ４０４および／または書込み極４０６に対して規定され得る。
【００２４】
一般に、遷移位置４１０は、ホットスポット４０８が磁気保磁力を十分に低下させることに起因して磁場が確実に媒体にデータを書込むことができる境界を表わす。上記のように、動的な熱的状態は、書込みの開始時にＨＭＳおよびレーザパワーに影響を及ぼし得て、ひいてはホットスポット４０８のサイズに影響を及ぼし得る。破線４１２，４１４によって示されるように、ホットスポットのサイズの変化は、遷移位置４１０の変化を引き起こし、それによって、ビット間の境界が媒体４０２に書込まれる場所に影響を及ぼし得る。
【００２５】
図５において、グラフは、例示的な実施例に係る読取り／書込みへッドにおいてさまざまな要因がいかに遷移位置に影響を及ぼし得るかを示す。曲線５０２は、記録媒体に適用されるホットスポットの光強度を表わし、ダウントラック方向にＮＦＴの中心を中心とし、当該中心は、このグラフでは、ダウントラック場所がゼロである基準点を使用した。
曲線５０４は、保磁力がＮＦＴの直下で最小になるように読取り／書込みへッドと位置合わせされた記録媒体の保磁力ＨＣを表わす。曲線５０は、書込み極によって生成される磁場ＨＳＷの強さを表わし、当該書込み極の場所は、網掛け領域５０８によって示されている。線５１０は、ＨＣ＝ＨＳＷに沿った境界である遷移場所を示し、読取り／書込みへッド上のＮＦＴの場所に対してビットの遷移が記録媒体上のどこに書込まれるかを規定する。例えば熱ホットスポット曲線のサイズまたは形状を変化させる熱的または電気的特性の変化は、媒体上のサーボマークに対してビット境界が書込まれる場所をシフトさせ得る。
【００２６】
したがって、ビットを書込む際のビット境界の変化は、ビット境界を読返す際に、例えば予め書込まれたサーボマークに対してタイミングの変化を引き起こし得る。これは、トラック６００の一部が記録媒体に書込まれていることを示す図６のブロック図にさらに示されている。垂直な線６０２〜６０６は、サーボタイミングに基づいて、ビット遷移が位置するであろうと読取装置が予想する場所を表わす。領域６１０〜６１２は、ＨＭＳおよびレーザパワーの変化などの要因により変化し得る実際の書込まれたビットのサイズの近似を表わす。領域６１０〜６１２は円形であるが、例えばホットスポットの形状によって規定される、書込まれたビットの実際の形状は、非円形であってもよい。ダウントラック方向（この図では左右であり、隣接した遷移場所６０２〜６０６の間の距離によって表わされる）におけるビットのサイズは、書込みコイル遷移のタイミングによって制御可能である。しかし、領域６１０〜６１２がおおよそ予想されるビット遷移場所６０３と６０４との間に中心をおいていたとしても、領域６１２のためのオフセット６１４によって表わされるようにホットスポットが予想よりも大きければ、最初のビット遷移（および恐らくその後の遷移）の開始は早すぎるであろう。同様に、領域６１２のためのオフセット６１６によって示されるようにホットスポットが予想よりも小さければ、最初の遷移の開始は遅すぎるであろう。経時的なホットスポットサイズの変化は、タイミングにも影響を及ぼす可能性があり、経時的なホットスポットサイズの統計的変化は、ジッターを増大させ得る。
【００２７】
図６が示しているように、書込まれたビットのクロストラック寸法（図６では垂直寸法）は、記録媒体のプリアンブルおよびデータセクタに書込まれるビットパターンのタイミングに影響を及ぼし得る。したがって、データの書込みの開始時における熱平衡を考慮に入れることによって、ビット遷移のより一貫したより正確な場所を実現し、それによって、ビットエラーおよび／または非収束性を減少させることができる。これは、まずクロストラックビット幅が所望の寸法であるか、または所望の寸法に近くなるようにレーザパワーおよびＨＭＳを設定し、次いで、さらに書込みの開始時刻を調整し、例えば磁気書込装置に印加される信号の位相を調整し、レーザ装置に印加されるブースト電流の大きさおよび／またはタイミングを調整することによって、なされることができる。
【００２８】
図７において、フローチャートは、書込まれたデータを読返す際にデータセクタの同期の成功を確実にするようにレーザパワーおよび書込みタイミングを設定する方法を示す。当該方法は、レーザパワー対時間を測定するステップ（７００）を含む。これは、立上がり時間およびインピーダンスなどのレーザ装置に特有の特性を求めるための、レーザパワー（例えばトラッキング電流および／または電圧値）のオフライン測定および／またはフォトダイオードなどによる光パワーの直接測定を含み得る。これらの測定は、プロトタイプドライブを用いて、および／または、出荷時のドライブにおいてなされ得て、例えば認定試験の一部の前に、またはその一部として行なわれ得る。後者の場合には、それぞれのＨＭＳおよびレーザパワー値を求めるために、ヘッド装着型温度センサおよびフォトダイオードなどのインドライブセンサを使用することができる。
【００２９】
また、所与のヘッド／媒体設計について、所与の読取り／書込みへッドについてのＨＭＳの変化が測定される（７０１）。ＨＭＳの変化は、レーザ誘起書込み突出（ＬＩＷＰ）によって引き起こされ得て、ＨＭＳの大きさにも、タイミング、例えば熱平衡状態になる時刻にも影響を及ぼし得る。これらのレーザおよびＨＭＳの測定は、ＨＭＳの変化およびレーザ出力について特有の時定数を求める（７０２）ために使用され得る。一般に、この時定数は、熱スポットサイズの変化の影響を受け得るベースライン遷移場所を反映する。この特有の時定数に応答して、レーザ増大パワーおよび／またはタイミングウインドウ（例えばビット遷移信号を書込みコイルに送る前のプリアンプ遅延）、またはその他の対象の書込みパラメータに対して調整（７０３）がなされ得る。
【００３０】
調整（７０３）は、繰返しなされ得る。例えば、７０１および７０２において測定または推定された一般的特性は、開始点を提供し得て、当該開始点から異なるパラメータを繰返して、最適なまたは許容可能な性能に収束していく。一般に、これらの調整の結果、図６における領域６１０〜６１２によって示されるようにデータが目標トラック幅で書込まれることにもなり得る。他の場合には、例えばレーザ増大パワーを減少させ、次いで、プリアンブルを書込むためのタイミングウインドウをそれにしたがって事前調整することによって、わずかに小さなクロストラック幅で書込むことが望ましいであろう。
【００３１】
状況によっては、プリアンブルは、ＨＭＳ間隔に影響を及ぼすより小さな時定数またはより大きな時定数に基づいて、それぞれ増大される場合もあれば減少される場合もある。これは、例えば、特定のヘッド／媒体の組み合わせが書込みの開始時に熱平衡状態になるのに通常よりも長くかかる場合に起こり得る。例えば、３Ｔのデフォルトプリアンブルが、特定のクラスの装置のための開始点として使用されてもよく、これは、時定数に応じて、４Ｔ以上まで調整されてもよく、または２Ｔまで下方に調整されてもよい。
【００３２】
レーザパワーおよび／またはタイミングウインドウが調整された（７０３）後、調整を検証するために任意のテスト（７０４）が行なわれ得る。これは、例えば、選択されたタイミングおよび／またはレーザ増大調整を用いてセクタに既知のパターンを書込むこと、ならびに、データを読返す際に遷移位置シフトを測定することを含み得る。重大なエラーまたは非収束性が見られる場合、タイミングウインドウはさらに調整（７０５）され得て、例えば適宜増大されたり減少されたりし得る。図示されていないが、タイミングの調整（７０５）の代わりに、またはタイミングの調整（７０５）に加えて、レーザ増大に対するさらなる調整がなされてもよい。
【００３３】
図８〜図１０において、グラフは、例示的な実施例に係るさまざまなパラメータがいかに遷移位置に影響を及ぼし得るかを示す。図８において、曲線８００は、経時的な名目上の（例えば非ＨＡＭＲ）ＨＭＳ応答を表わし、曲線８０１は、読取り／書込みヘッド上の固定点に対する遷移場所（例えば、図５に示される場所５１０であり、これはＮＦＴに対して測定される）を表わす。ＨＭＳ  ８００は、遷移場所８０１と同様に、時刻ｔ１において平衡に近づく。時刻ｔ１以前は、ＨＭＳの増大が結合効率を低下させることに起因して、遷移場所はより小さくなる（例えばＮＦＴに近い）。
【００３４】
図９において、曲線９００は、経時的な増大されたレーザ電流パワー応答を表わし、曲線９０１は、遷移場所の結果として生じる変化を表わす。この場合、遷移場所曲線９０１は、レーザパワー曲線９００の一般的な形状を追従するが、ＬＩＷＰ時定数によりわずかに遅れ、両方ともおよそ同一の時刻ｔ２において平衡に到達する。異なるレーザダイオード設計および／または供給業者では、レーザ装置の立上がり時間およびＬＩＷＰの割合は、実質的に異なっている場合があり、その結果、書込み動作を開始する際、例えばプリアンブルを書込む際に遷移位置が変化する。プリアンブル長が短ければ、ヘッドは目標のＨＭＳに到達することができず、データセクタにおけるＢＥＲが低下することになる。
【００３５】
図１０において、曲線１０００〜１００２は、遷移位置に対するＨＭＳおよびレーザパワーシフトの組み合わせ影響を表わす。ヘッドおよびレーザダイオードの時定数に応じて、遷移場所は当該曲線のうちの１つを追従し得る。曲線１０００は、増大した遷移位置を表わし、ビットの非常に大きなクロストラック寸法にも対応し得る。曲線１００２は、減少した遷移を表わし、非常に小さなクロストラック寸法に対応し得る。なお、曲線１０００も１００２も所望の定常状態値に近づかず、読返し中に位相ロックエラーを引き起こし得る。曲線１００１は、書込みの開始時におけるレーザ増大に見合った遷移場所におけるピークを示すが、所望の遷移場所に落ち着く。
【００３６】
ここで図１１を参照して、ブロック図は、例示的な実施例に係るハードドライブ装置１１００の構成要素を示す。装置１１００は、電気機械構成要素ならびに電磁センサおよびトランスデューサに結合される回路１１０２を含む。回路１１０２は、ホストインターフェース１１０７を介した装置１１００とホスト装置１１０６との間の通信を含む装置１１００の多数の機能を制御するコントローラ１１０４を含む。コントローラ１１０４は、カスタム論理回路、特定用途向け集積回路（application specific integrated circuit：ＡＳＩＣ）、汎用中央処理装置（central processing unit：ＣＰＵ）の任意の組み合わせを含み得て、ファームウェアおよび／またはソフトウェアとして格納された命令を利用し得る。
【００３７】
ホスト装置１１０６は、ＨＤＤ、例えば汎用コンピュータからデータを格納および取込むように通信可能に結合され得る任意の電子装置を含み得る。コントローラ１１０４は、適切なヘッダ情報を有する関連のデータをセクタにフォーマットし、フォーマットされたデータを読取り／書込みチャネル１１０８を介してディスク１１１０のデータ記憶面に転送することによって、書込みコマンドを実行し得る。コントローラ１１０４は、読取りコマンドのための類似の機能、例えば所望のデータの場所を判断し、ヘッドをデータの場所（トラック）に移動させ、読取り／書込みチャネルを介してデータをディスク１１１０から読取り、任意のエラーを修正して、ホスト１１０６のためにデータをフォーマットすることなど、を提供し得る。
【００３８】
読取り／書込みチャネル１１０８は、データコントローラ１１０４によって処理されたデジタル信号と読取り／書込みヘッド１１１２を介して伝えられたアナログ信号との間でデータを変換する。また、読取り／書込みチャネル１１０８は、ディスク１１１０から読取られたサーボデータをサーボコントローラ１１１６に提供する。サーボコントローラ１１１６は、これらの信号を使用して、読取り／書込みヘッド１１１２が装着されるアーム１１２０を回転させるアクチュエータ１１１８（例えば音声コイルモータ）を駆動する。スピンドルモータ１１１４がディスク１１１０を回転させている間に、ヘッド１１１２は、アクチュエータモータ１１１８（例えば音声コイルモータ）によってディスク１１１０の種々のトラックを横切るように径方向に移動される。さらなるトラッキング微調整を行うためにマイクロアクチュエータ（図示せず）も含まれていてもよい。データコントローラ１１０４は、モータコントローラ１１２２によってスピンドルモータ１１１４を制御する。
【００３９】
読取り／書込みチャネル１１０８は、書込みプリアンプ１１２４によって書込みヘッド１１１２に供給されるアナログ書込み信号を提供する。書込みプリアンプ１１２４は、書込みヘッド１１１２において生成された磁場が、ディスク１１１０の磁気面上でのデータの効率的な格納をもたらす期間および大きさを有するように書込み信号を増幅および調節する。例えば、プリアンプ１１２４は、書込みヘッド１１１２をプリアンプ１１２４に結合する信号経路の負荷特性（例えば抵抗、キャパシタンス、インダクタンス）および書込みヘッド１１１２自体の特性を考慮に入れるように書込み信号を調節し得る。
【００４０】
示されている実施例では、レーザ装置プリアンプ１１２５は、書込み動作中に書込みヘッド１１１２におけるレーザ装置（または他のエネルギ源）に通電する。レーザ装置プリアンプ１１２５は、記録されているときにディスク１１１０上のスポットを加熱するのに十分なエネルギをレーザ装置が提供することを確実にするように信号を調節する。レーザ装置プリアンプ１１２５は、レーザ装置をいつ作動させ、いつ停止させるか、および、印加すべきレーザパワーの量の設定を示す、読取り／書込みチャネル１１０８（またはサーボコントローラ１１１６）からの信号に応答し得る。
【００４１】
ヒータプリアンプ１１２６は、１つ以上の抵抗ヒータなどの書込みヘッド１１１２上のアクチュエータに電流を提供する。当該電流は、書込みヘッド１１１２とディスク１１１０との間の所望の間隔を維持するように変更可能である。ヒータプリアンプ１１２７は、例えば読取り、書込み、シークなどの電流動作に適切であるようにＨＭＳを維持させる、読取り／書込みチャネル１１０８（またはサーボコントローラ１１１６）からの信号に応答し得る。２つ以上のヒータプリアンプが使用されてもよく、例えば一方のヒータプリアンプは読取りヒータのためのものであり、一方のヒータプリアンプは書込みヒータのためのものであってもよいことが理解されるであろう。
【００４２】
本明細書に上記された動作を実行するようにテストモジュール１１２８がコントローラによって動作可能である。一般に、テストモジュール１１２８は、書込みヘッドのヘッド−媒体間隔の時定数およびレーザ出力パワーに対する熱応答を測定するように、装置１１００の設計または製造局面中に動作し得る。このテストは、１つ以上の書込みパラメータを決定し得て、当該１つ以上の書込みパラメータは、レジスタ１１３０に格納され、データセクタの開始に同期させる際に読取り／書込みチャネルおよびサーボコントローラ１１１６を使用する。例えば、サーボコントローラ１１１６は、ディスク１１１０上のサーボマークからタイミング信号を読取り、書込装置プリアンプ１１２４を介して書込まれたプリアンブルおよび／またはデータセクタのビット遷移の時刻／位相が、パラメータに基づいて調整され得る。また、書込みパラメータは、データセクタの書込みの開始時にレーザ装置プリアンプ１１２５によって使用されるレーザパワーの増大の量および／またはタイミングを含み得る。書込みパラメータは、書込みヘッド１１１２によって書込まれたデータを正確な位相ロックで読返すことができることを確実にする。テストモジュール１１２８の機能は、一部がまたは全体が、ホスト１１０６によって提供され得る。例えば、ホスト１１０６は、熱応答および／または書込みパラメータの示されているテストを行うエンジニアリングテストシステムまたは認定試験システムとして構成されてもよい。このようなテストシステムは、当該技術分野において公知のプロセッサ、メモリおよび入力／出力回路を含む。
【００４３】
図１２において、フローチャートは、例示的な実施例に係る方法を示す。当該方法は、書込みパラメータを決定するステップ（１２０１）を含み、当該書込みパラメータは、書込みの開始時におけるレーザパワーの増大、および、書込みの開始に影響を及ぼす時間調整のうちの少なくとも１つを含む。当該書込みパラメータは、時定数に基づいて決定され、一連の書込みヘッドを用いて記憶装置の製造前または製造中に決定され得る。時定数は、ドライブにおいて使用される特定の（例えば個々の）書込みヘッドまたは書込みヘッドの集合体に特有であり得て、ドライブの製造者／テストにおいて決定され得る。熱時定数は、一連の書込みヘッドおよび／またはデータ記憶装置（例えば書込みコイル、レーザ装置、プリアンプ）において使用される構成要素の組み合わせに特有であり得る。
【００４４】
熱時定数は、直接的に、例えばレーザの増大、書込みコイルパワー、ヒータパワー、書込み信号および／またはヒータ信号パラメータ（例えば立上がり時間、遅延、オーバーシュート）を含むさまざまな入力変数についてＨＭＳを測定することによって、決定され得る。その代わりにまたは加えて、熱時定数は、間接的に、例えば以下に記載される書込みパラメータの変化によって引き起こされる影響によって、決定されてもよい。書込みパラメータは、熱アシスト磁気記録媒体に影響を及ぼす書込み動作に適用される（１２０２）。書込みパラメータは、熱アシスト磁気記録媒体に向けられる読取り動作中に正確な位相ロックを確実にする。
【００４５】
上記のように、書込みヘッドのＨＭＳ応答の熱時定数は、多数の要因に基づいて変化し得て、したがって、書込みパラメータは、特に所望の位相ロックを提供するように調整され得る。これらのパラメータは、部品の特定の組み合わせについて設定され、次いで、製造された装置にファームウェア設定として適用され得る。場合によっては、個々のドライブ、例えば認定試験に落ちたものでは、パラメータのさらなる調整を必要とし得る同一設計および／または製造の個々の部品間に十分なバリエーションがあり得る。図１３において、フローチャートは、位相ロック精度／収束の許容可能なレベルを決定するためにパラメータの範囲を見渡すことによってこのようなパラメータがいかにテストされ得るかの一例を示す。当該手順に対する何らかの変形例が、エンジニアリングプロトタイプハードディスクドライブ上で実行されてもよく、および／または、各ハードディスクドライブにおける各読取り／書込みヘッド上で実行されてもよい。
【００４６】
一般に、図１３における手順は、ブロック１３０２，１３０４，１３０６によって示されるループを繰返すことを含む。ブロック１３０２において、例えばプリアンプへのデジタル入力として指定される可能な増大レベルのセットからレーザ増大レベルが選択される。同様に、ブロック１３０４において、可能なオフセットのセットから書込み時間オフセットＯが選択される。ブロック１３０６におけるさらなる要因Ａは、いくつかの異なるパラメータを含み得て（またはパラメータを含まず）、ブロック１３０６は、任意であってもよく、または２つ以上のループを含んでいてもよい。パラメータＡの例としては、書込みコイルおよび／またはヒータに印加される信号の信号パラメータ（例えば平均的な大きさ、立上がり時間、立下がり時間、遅延、ＤＣオフセットなど）が挙げられる。パラメータＡの他の例としては、プリアンブル長を挙げることができる。
【００４７】
Ｌ，Ｏおよび（任意に）Ａの選択されたセットを用いてテスト（１３０８）が行われる。テスト（１３０８）は、データセクタを書込み、当該データセクタのプリアンブル上で位相ロックを実現する容易さ／精度を判断することを少なくとも含み得る。プリアンブル位相ロックがブロック１３１２において決定される閾値を満たす場合には、例えば一連のハードディスクドライブまたは個々のドライブのためのパラメータのデフォルトセットとして、現在選択されているパラメータが１つ以上のハードディスクドライブにおいて使用される（１３１２）。
【００４８】
一般に、ブロック１３１０において決定される閾値は、どの段階で手順が実行されているかに依存し得る。例えば、製造前テストでは、パラメータの大きな組み合わせをテストする時間が多く存在し得るので、大域的最適解がテストされてもよい。時間がますます問題になり得る特定のドライブの認定試験では、有効性の閾値メトリック（例えばエラー率、収束までの時間）が、テストを完了させることができるのに十分であり得る。
【００４９】
示されているように、ループ１３０６は、Ａの全ての値について繰返され、ブロック１３１０の結果がＡの全ての値について「ノー」であれば、制御は線１３１４を経由してブロック１３０４に進み、ブロック１３０４においてＯの次の値が選択される。同様に、ブロック１３１０を経由して終了することなくＯの最後の値に到達すれば、制御は線１３１６を経由してブロック１３０２に進み、ブロック１３０２においてＬの次の値が選択される。閾値に到達しなければ、手順はブロック１３１８を経由して終了する。
【００５０】
図１３に示されている手順には多くの変形例が存在し得ることが理解されるであろう。例えば、より少ない数のパラメータＬ，ＯおよびＡが使用されてもよい（例えばＬ，ＯおよびＡのうちの１つだけ、２つの組み合わせなど）。同様に、Ｌ，ＯおよびＡが選択されるセットのサイズは、個々のドライブの認定試験ではより小さくてもよい。個々のドライブのテストのためのテストセットを減少させて、時間を節約してドライブコントローラの複雑さを減少させるが、製造許容差に起因してわずかに変動し得る出荷時の装置の最終調整は依然として可能である。また、繰返しの順序は、示されているものとは変化してもよい。例えば、プリアンブル長が任意のパラメータＡの一部として含まれている場合には、プリアンブル長は、外側ループでは小さい値に設定され、所望の位相ロック性能が満たされなければその後のステップのために長くされてもよい。
【００５１】
上記のさまざまな実施例は、特定の結果を提供するように相互作用する回路および／またはソフトウェアモジュールを用いて実現可能である。コンピューティング技術分野における当業者は、当該技術分野において一般に公知の知識を用いて、モジュラーレベルでまたは全体として、このような記載されている機能を容易に実現することができる。例えば、本明細書に示されているフローチャートは、プロセッサが実行するためのコンピュータ読取可能な命令／コードを作成するために使用されてもよい。このような命令は、当該技術分野において公知であるように、非一時的なコンピュータ読取可能な媒体に格納され、プロセッサに転送されて、実行されてもよい。
【００５２】
別段の指示がない限り、明細書および特許請求の範囲において使用される特徴サイズ、量および物理的特性を表わす全ての数字は、いかなる場合でも「約」という用語によって修飾されるものと理解されるべきである。したがって、それとは反対の指示がない限り、上記の明細書および添付の特許請求の範囲に記載されている数値パラメータは、近似値であり、本明細書に開示されている教示を利用する当業者が得たいと思っている所望の特性に応じて変化し得る。終点による数値範囲の使用は、当該範囲内の全ての数字（例えば１〜５は、１，１．５，２，２．７５，３，３．８０，４および５を含む）および当該範囲内の任意の範囲を含む。
【００５３】
例示的な実施例の上記の説明は、例示および説明を目的としてなされてきた。それは、網羅的であるよう意図したものではなく、または、開示されている厳密な形態に実施例を限定するよう意図したものではない。上記の教示に鑑みて、多くの変形例および変更例が可能である。開示されている実施例のいずれかまたは全ての特徴は、個々にまたは任意の組み合わせで適用可能であるが、限定的であるよう意図したものではなく、単に例示的であるよう意図されている。本発明の範囲は、この詳細な説明によって限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲によって決定されることが意図されている。
【符号の説明】
【００５４】
１０２  読取り／書込みへッド、１０４  アーム、１０６  サスペンション、１０８  読取り／書込みトランスデューサ、１１０  表面、１１１  磁気記録媒体、１１２  浮上高、１１３  ヘッド−媒体間隔、１１４  領域、１１６  加熱素子、１１８  コントローラ、１１９  インターフェース回路、１２０  レーザ装置、１２２  導波路。
【図１】
2016152058.tif 000003
【図２】
2016152058.tif 000004
【図３】
2016152058.tif 000005
【図４】
2016152058.tif 000006
【図５】
2016152058.tif 000007
【図６】
2016152058.tif 000008
【図７】
2016152058.tif 000009
【図８】
2016152058.tif 000010
【図９】
2016152058.tif 000011
【図１０】
2016152058.tif 000012
【図１１】
2016152058.tif 000013
【図１２】
2016152058.tif 000014
【図１３】
2016152058.tif 000015
【外国語明細書】
2016152058000001.pdf