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KR20140014016A - Heat assisted magnetic recording device with pre-heated write element - Google Patents

Heat assisted magnetic recording device with pre-heated write element Download PDF

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KR20140014016A
KR20140014016A KR1020130088731A KR20130088731A KR20140014016A KR 20140014016 A KR20140014016 A KR 20140014016A KR 1020130088731 A KR1020130088731 A KR 1020130088731A KR 20130088731 A KR20130088731 A KR 20130088731A KR 20140014016 A KR20140014016 A KR 20140014016A
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KR
South Korea
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write
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writing
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KR1020130088731A
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Korean (ko)
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팀 라우시
존 디. 트란탐
존 웨스트 드리크스
호우산 다크롭
찰스 폴 헨리
에드워드 찰스 게이지
라울 호라시오 안드루엣
제임스 개리 위쎌
제임스 딜론 켈리
브루스 더글라스 부치
바메쉬워 비크라마디타
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시게이트 테크놀로지 엘엘씨
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Abstract

장치는, 활성화 전류에 응답하여 가열 자기 기록 매체의 일부에 데이터를 기입하기 위해 자기장을 인가하도록 구성된 기입 엘리먼트를 포함한다. 에너지 소스는 기입 엘리먼트에 의해 자화되는 매체의 부분을 가열하도록 구성된다. 예비가열 활성화 전류는 매체의 부분에 데이터를 기입하기 이전에 일정 간격(an interval) 동안 기입 엘리먼트에 인가된다. 예비가열 활성화 전류는 매체에 데이터가 기입되지 않게 하며 부분에 데이터를 기입하기 이전에 기입 엘리먼트 및 드라이버 회로 중 적어도 하나를 열적 평형으로 유도한다. The apparatus includes a writing element configured to apply a magnetic field to write data to a portion of the heating magnetic recording medium in response to an activation current. The energy source is configured to heat the portion of the medium magnetized by the writing element. The preheat activation current is applied to the write element for an interval before writing data to the portion of the medium. The preheat activation current prevents data from being written to the medium and induces at least one of the write element and the driver circuit to thermal equilibrium prior to writing the data to the portion.

Description

예비가열된 기입 엘리먼트를 갖춘 가열 자기 기록 디바이스{HEAT ASSISTED MAGNETIC RECORDING DEVICE WITH PRE-HEATED WRITE ELEMENT} HEAT ASSISTED MAGNETIC RECORDING DEVICE WITH PRE-HEATED WRITE ELEMENT}

본원은, 2012년 11월 28일자로 출원된 미국 특허출원 제13/687,282호의 부분 계속 출원이며 그리고 추가로, 35 U.S.C. ζ19(e)에 따른 우선권이 청구되는, 2012년 7월 27일자로 출원된 가특허출원 일련번호 제61/676,835호를 우선권으로 주장하며, 이로써 이들 모두의 전체 내용은 인용에 의해 본원에 포함된다. This application is a partial continuing application of US Patent Application No. 13 / 687,282, filed November 28, 2012 and further discloses 35 U.S.C. Provisions are made to Provisional Patent Application Serial No. 61 / 676,835, filed on July 27, 2012, in which priority is claimed under ζ19 (e), the entire contents of which are hereby incorporated by reference in their entirety. .

본원에 개시된 예들은 가열 자기 기록 디바이스(heat-assisted magnetic recording device)에 관한 것이다. 일 실시예에서, 장치는, 활성화 전류(energizing current)에 응답하여 가열 자기 기록 매체의 일부상에 데이터를 기입(write)하기 위해, 자기장을 인가하도록 구성된 기입 엘리먼트(write element)를 포함한다. 에너지 소스는 기입 엘리먼트에 의해 자화되는 매체의 일부를 가열하도록 구성된다. 매체의 일부에 데이터를 기입하기 이전에 일정 간격(an interval) 동안 예비가열 활성화 전류가 기입 엘리먼트에 인가된다. 예비가열 활성화 전류는 매체에 데이터가 기입되지 않게 하며, 그 일부에 데이터를 기입하기 전에 기입 엘리먼트 및 드라이버 회로(driver circuitry) 중 적어도 하나가 열적 평형(thermal equilibrium)이 되게 한다.Examples disclosed herein relate to a heat-assisted magnetic recording device. In one embodiment, the apparatus includes a write element configured to apply a magnetic field to write data on a portion of the heating magnetic recording medium in response to an energizing current. The energy source is configured to heat a portion of the medium magnetized by the writing element. A preheat activation current is applied to the write element for an interval before writing data to the portion of the medium. The preheating activation current prevents data from being written to the medium, causing at least one of the write element and driver circuitry to be in thermal equilibrium before writing data to a portion thereof.

또 다른 실시예에서, 방법들 및 장치들은 가열 자기 기록 매체의 일부에 데이터가 기입될 것임을 결정하는 것을 용이하게 한다. 예비가열 활성화 전류가 매체의 일부에 데이터를 기입하기 이전에 일정 간격 동안 기입 엘리먼트에 인가된다. 기입 엘리먼트는 예비가열 활성화 전류에 응답하여 매체에 자기장을 인가한다. 예비가열 활성화 전류는 매체에 다른 데이터가 기입되지 않게 하며 그 일부에 데이터를 기입하기 이전에 기입 엘리먼트 및 드라이버 회로의 적어도 하나가 열적 평형이 되게 한다. 상기 간격 이후, 에너지 소스는 활성화된 매체의 일부를 가열하도록 구성되며, 매체의 일부에 데이터를 기입하기 위해 기입 엘리먼트에 활성화 전류가 인가된다. In yet another embodiment, the methods and apparatuses facilitate determining that data will be written to a portion of the heated magnetic recording medium. A preheat activation current is applied to the write element for a period of time before writing data to a portion of the medium. The write element applies a magnetic field to the medium in response to the preheat activation current. The preheating activation current prevents other data from being written to the medium and causes at least one of the write element and driver circuit to be thermally balanced before writing data to a portion thereof. After the interval, the energy source is configured to heat a portion of the activated medium, and an activation current is applied to the write element to write data to the portion of the medium.

또 다른 실시예에서, 가열 자기 기록 매체에 대한 기입이 이루어지지 않는 동안, 기입 헤드로부터 기록 매체(recording media)로 인가되는 열은 제거된다. 열은 기록 매체에 대한 기입을 용이하게 한다. 기입 헤드의 기입 코일에 전력이 인가되어, 기록 매체가 기입되고 있지 않을때 기입 헤드와 기록 매체 간의 공간(spacing)을 제어한다.In yet another embodiment, the heat applied from the writing head to the recording media is removed while writing to the heating magnetic recording medium is not made. The columns facilitate writing to the recording medium. Power is applied to the writing coil of the writing head to control the spacing between the writing head and the recording medium when the recording medium is not being written.

다양한 실시예들에 대한 이러한 및 기타의 특징들 및 양상들은, 하기의 상세한 논의 및 첨부 도면들의 관점에서 이해될 것이다. These and other features and aspects of various embodiments will be understood in light of the following detailed discussion and the accompanying drawings.

하기 도면들을 참조로 하기에서 논의가 이루어지며, 여기서 동일한 참조번호는 다수의 도면들에서 유사한/동일한 컴포넌트를 식별하는데 이용될 수 있다.
도 1은 예시적 실시예에 따른 슬라이더의 측면도이다;
도 2는 예시적 실시예들에 따른 슬라이더의 예비가열을 예시하는 타이밍도이다;
도 3은 예시적 실시예에 따른 장치의 블록도이다;
도 4는 예시적 실시예에 따른 프로시저를 예시하는 흐름도이다;
도 5는 다양한 실시예들에 따른 프로세스를 예시하는 흐름도이다;
도 6은 예시적 실시예에 따른 기입 헤드의 단면도이다;
도 7은 예시적 실시예에 따른, 기입 코일로 유도된 돌출부(protrusion)를 예시하는 그래프이다; 그리고
도 8은 예시적 실시예에 따른 프로시저를 예시하는 흐름도이다.
A discussion is made below with reference to the following figures, wherein like reference numerals may be used to identify similar / identical components in multiple figures.
1 is a side view of a slider according to an exemplary embodiment;
2 is a timing diagram illustrating preheating of a slider in accordance with example embodiments;
3 is a block diagram of an apparatus according to an exemplary embodiment;
4 is a flow chart illustrating a procedure according to an example embodiment;
5 is a flowchart illustrating a process in accordance with various embodiments;
6 is a cross-sectional view of a write head in accordance with an exemplary embodiment;
7 is a graph illustrating protrusions directed to a writing coil, in accordance with an exemplary embodiment; And
8 is a flow chart illustrating a procedure according to an example embodiment.

본 개시물은 가열 자기 기록(HAMR) 디바이스에서의 열적 평형을 달성하기 위해 관련 회로 및 기입 엘리먼트(예를 들어 기입 코일)를 예비가열하는 사용에 관련된다. 일 실시예에서, 기입기 코일 및 드라이버 회로를 예비가열하는 것은, 예를 들어 시스템 제어기를 통해 외부적으로 제어된다. 또한 동일한 결과가, 내부 전치증폭기(preamp) 회로들에 영향을 미치는 펌웨어로 제어되는 레지스터들을 통해 전치증폭기에서 구현될 수 있다. 제어에 관한 다른 순열(permutation)들 또한 가능하다. 실제 기입 동작에 앞서 기입기 코일 전류가 인가되고, 이로써 액티브 기입 동작 동안 기입기 돌출부(writer protrusion)에 대한 비행 높이(fly-height)의 제어가 단순화된다. This disclosure relates to the use of preheating associated circuitry and write elements (eg, write coils) to achieve thermal equilibrium in a heated magnetic recording (HAMR) device. In one embodiment, preheating the writer coil and driver circuit is controlled externally, for example via a system controller. The same result can also be implemented in the preamplifier via firmware controlled registers that affect internal preamplifier circuits. Other permutations of control are also possible. A writer coil current is applied prior to the actual write operation, thereby simplifying the control of the fly-height for the writer protrusion during the active write operation.

또한 때때로 열 보조 자기 기록(thermal-assisted magnetic recording :TAMR) 디바이스들로 불리는 HAMR 디바이스들에서, 열 에너지가 자기 기록 매체(예를 들어, 하드 드라이브 디스크)에 인가되는 자기장들과 함께 사용되어, 통상의 자기 매체의 데이터 면 밀도를 제한하는 초상자성 효과(superparamagnetic effect)들을 극복한다. HAMR 기록 디바이스에서, 정보 비트들은 상승된 온도들에서 저장 층에 기록된다. 저장 층에서의 가열 면적은 데이터 비트 디멘션을 결정하며, 선형 기록 밀도는 데이터 비트들 간의 자기 전이들(magnetic transitions)에 의해 결정된다. In HAMR devices, also sometimes called thermal-assisted magnetic recording (TAMR) devices, thermal energy is used with magnetic fields applied to a magnetic recording medium (e.g., hard drive disk), typically It overcomes the superparamagnetic effects that limit the data plane density of magnetic media. In a HAMR recording device, information bits are written to the storage layer at elevated temperatures. The heating area in the storage layer determines the data bit dimension, and the linear write density is determined by magnetic transitions between the data bits.

원하는 데이터 밀도를 달성하기 위해, HAMR 기록 헤드(예를 들어, 슬라이더)는 기록 매체상에서의 가열을 위해, 레이저 다이오드와 같은 에너지 소스로부터의 광(light) 에너지를 지향시키고, 집중시키고 변환하는 광학 컴포넌트들을 포함한다. HAMR 매체 핫스폿(media hotspot)은 경제적인 소스들(예를 들어, 레이저 다이오드들)로부터 이용가능한 광의 반파장보다 더 작을 필요가 있을 수 있다. 회절 한도(diffraction limit)로 공지되어 있는 것으로 인해, 광학 컴포넌트들은 이러한 스케일로 광을 포커싱할 수 없다. 아주작게(tiny) 제한된 핫스폿들을 달성하는 한가지 방안은 플라즈모닉 광학 안테나(plasmonic optical antenna)와 같은 광학 근접장 트랜스듀서(NFT)를 사용하는 것이다. NFT는 설계된 광 파장에서 표면 플라즈몬 공명(surface plasmon resonance)을 갖도록 설계된다. 공명시, 금속에서 전자들의 집합 진동(collective oscillation)으로 인해 높은 전기장이 NFT를 둘러싼다. 필드의 파트는 저장 매체로 터널링되고 흡수되어, 기록을 위한 퀴리점(Curie point) 이상에서 국부적으로 매체의 온도를 상승시킨다. 열 에너지의 존재가 없다면, 매체는 퀴리점 미만이될 것이며, 기입기로부터의 자기장이 존재하더라도, 효율적 소거 또는 재-자화가 발생하지 않을 것이다. 그러나 자기 전이들은 퀴리 온도 미만의 온도에서 제한(자기적으로 동결)되는 것이 내재적으로 이해된다. To achieve the desired data density, HAMR recording heads (e.g. sliders) are optical components that direct, concentrate and convert light energy from an energy source, such as a laser diode, for heating on the recording medium. Include them. HAMR media hotspots may need to be smaller than the half wavelength of light available from economical sources (eg, laser diodes). Due to what is known as the diffraction limit, optical components cannot focus light at this scale. One way to achieve tiny limited hot spots is to use an optical near field transducer (NFT), such as a plasmonic optical antenna. NFTs are designed to have surface plasmon resonance at the designed light wavelength. At resonance, a high electric field surrounds the NFT due to the collective oscillation of electrons in the metal. Part of the field is tunneled and absorbed into the storage medium, raising the temperature of the medium locally above the Curie point for recording. Without the presence of thermal energy, the medium will be below the Curie point, and even if there is a magnetic field from the writer, no efficient erase or re-magnetization will occur. However, it is inherently understood that magnetic transitions are limited (magnetically freeze) at temperatures below the Curie temperature.

HAMR 드라이브는 기록 프로세스에서 도움을 주기 위해 매체를 가열하는데 있어 레이저 및 근접장 트랜스듀서를 이용할 수 있다. 광학 전송 경로의 비효율성으로 인해, 레이저 및 근접장 트랜스듀서는 또한 헤드/슬라이더를 가열한다. 가열은 NFT로부터, 광 전달 광학기(light delivery optics)로부터 그리고/또는 레이저 자체로부터 비롯될 수 있다. 이러한 컴포넌트들에 흡수된 에너지는 주변 물질들로 전도되는 열로 변환될 수 있다. 이러한 가열은, 슬라이더 열팽창을 통해 기입기 엘리먼트가 돌출되게(즉, 디스크에 더 가깝게 비행) 야기시킴으로써 또는 슬라이더의 형상을 변경하고 에어 베어링 특성들을 변경함으로써 헤드-매체 공간(head-media spacing: HMS) 변화들을 유도할 수 있다. 이 예가 도 1에 도시되며, 도 1은 예시적 실시예에 따른 슬라이더(102)의 측면도를 예시한다. HAMR drives can use lasers and near field transducers to heat the media to assist in the recording process. Due to the inefficiency of the optical transmission path, the laser and near field transducer also heat the head / slider. Heating may originate from the NFT, from light delivery optics and / or from the laser itself. The energy absorbed by these components can be converted into heat that is conducted to surrounding materials. This heating may result in the writer element protruding (ie flying closer to the disc) through slider thermal expansion or by changing the shape of the slider and changing air bearing properties (head-media spacing (HMS)). Can lead to changes. This example is shown in FIG. 1, which illustrates a side view of the slider 102 in accordance with an exemplary embodiment.

일부 HAMR 드라이브 실시예들에서 레이저를 제어하기 위해, 펄싱(pulsing)으로 공지된 기술이 이용된다. 펄싱은 기입기 코일로부터의 자기 전이들과 연동하여(in synchronization with) 레이저를 플래싱한다(flash). 전이들에 관한 펄싱의 타이밍은 기록 시스템의 비트 에러 레이트에 영향을 미칠 수 있다. 이러한 전이들의 타이밍은 전치증폭기 드라이버 회로를 통한 전기적 지연들에 의해 영향받게 되며, 이러한 지연 시간들은 회로의 온도에 의해 영향받을 수도 있다. 기입기 코일 전류의 조기(early) 및/또는 지속적(continual) 인가에 대한 하나의 추가적인 결과는, 드라이버 회로를 열적 평형으로 유도하여 타이밍 지연 시프트(timing delay shift)를 최소화시키는 것이다.In some HAMR drive embodiments, a technique known as pulsing is used to control the laser. Pulsing flashes the laser in synchronization with the magnetic transitions from the writer coil. The timing of pulsing on the transitions can affect the bit error rate of the writing system. The timing of these transitions is affected by electrical delays through the preamplifier driver circuit, which may be affected by the temperature of the circuit. One additional consequence of the early and / or continuous application of the writer coil current is to induce the driver circuit to thermal equilibrium to minimize timing delay shifts.

슬라이더(102)는 서스펜션(104)에 의해 암(미도시)에 연결되며, 이 서스펜션(104)은 슬라이더(102)와 서스펜션(104) 간의 소정의 상대적 이동을 허용하는 짐벌(106)에 부착된다. 슬라이더(102)는 자기 기록 매체 예를 들어, 디스크(111)의 표면(110) 가까이에 홀딩(hold)된 트레일링 에지(trailing edge)에서 판독/기입 트랜스듀서들(108)을 포함한다. 슬라이더(102)가 디스크(111)의 표면(110) 위에 위치될 때, 서스펜션(104)의 하향 힘(downward force)에 의해 슬라이더(102)와 표면(110) 사이에서 비행 높이(112)가 유지된다. 이러한 하향 힘은 디스크(111)가 회전할 때 슬라이더(102)의 에어 베어링 표면(ABS)(103)과 표면(110) 사이를 벗어나는 에어 쿠션(air cushion)에 의해 균형이잡히게 된다(counterbalanced). Slider 102 is connected to an arm (not shown) by suspension 104, which is attached to gimbal 106 to allow some relative movement between slider 102 and suspension 104. . The slider 102 includes read / write transducers 108 at a trailing edge held near the surface 110 of the magnetic recording medium, for example the disk 111. When the slider 102 is positioned above the surface 110 of the disc 111, the flight height 112 is maintained between the slider 102 and the surface 110 by the downward force of the suspension 104. do. This downward force is counterbalanced by an air cushion that deviates between the air bearing surface (ABS) 103 and the surface 110 of the slider 102 as the disk 111 rotates.

일관된 성능을 확보하기 위해 판독 및 기입 동작들 모두 동안 원통형 디스크 위치들의 범위에 걸쳐 기입기 및 판독기 엘리먼트들과 매체(112) 간에 미리 결정된 간격을 유지하는 것이 바람직하다. 영역(114)은 슬라이더(102)의 "가까운 포인트"이며, 이는 일반적으로 슬라이더(102)와 자기 기록 매체(111) 간의 가장 가까운 접촉 포인트인 것으로 이해되며, 일반적으로 HMS(113)를 규정한다. HAMR 광 컴포넌트들로부터의 가열은 HMS(113)에 영향을 줄 수 있다.It is desirable to maintain a predetermined spacing between the writer and reader elements and the media 112 over a range of cylindrical disk locations during both read and write operations to ensure consistent performance. The region 114 is the “closest point” of the slider 102, which is generally understood to be the closest point of contact between the slider 102 and the magnetic recording medium 111 and generally defines the HMS 113. Heating from the HAMR optical components can affect the HMS 113.

기입기 코일 전류로부터의 가열은 HMS(113)에 영향을 줄 수 있다. 이 예에서, 영역을 둘러싸는 각각의 재료들의 서로 다른 열 팽창 특성들로 인한 영역(114)의 온도 상승 또는 하강에 의해 전체로든 부분으로든 기하학적 구조 변화가 유도될 수 있다. 이는 도 1에서 영역(114)의 기하학적 구조 변화를 나타내는 점선으로 도시된다. 이러한 온도 변화들을 유도할 수 있는 예시적인 HAMR 컴포넌트들은 상부 장착 레이저(119), 도파관(121) 및 NFT(123)를 포함한다. 간격을 제어하기 위해, 많은 기록 헤드들은 의도적으로 열을 추가하기 위한 (도시되지 않은) 하나 또는 그보다 많은 내부 히터들을 추가로 포함한다. 한 예시적인 실시예에서, 슬라이더(102)는 2개의 히터들을 포함한다. 첫 번째 추가 히터는 판독기 엘리먼트에 아주 가까이 있고 판독기-히터로 지칭된다. 두 번째 히터는 기입기 엘리먼트에 아주 가까이 있고 기입기-히터로 지칭된다.Heating from the writer coil current can affect the HMS 113. In this example, geometrical changes, in whole or in part, can be induced by the temperature rise or fall of the region 114 due to the different thermal expansion properties of the respective materials surrounding the region. This is shown by the dotted lines in FIG. 1 indicating the geometrical change of the region 114. Exemplary HAMR components that can induce such temperature variations include a top mounted laser 119, waveguide 121 and NFT 123. To control the spacing, many write heads further include one or more internal heaters (not shown) for intentionally adding heat. In one exemplary embodiment, the slider 102 includes two heaters. The first additional heater is very close to the reader element and is called a reader-heater. The second heater is very close to the writer element and is called the writer-heater.

슬라이더(102)는 온도 저항성 센서(120)를 포함할 수 있다. 이 센서(120)는 영역(114)에서 높은 정확도의 온도(또는 온도 변화) 측정들을 가능하게 하는 온도 저항 계수(TCR: temperature coefficient of resistance)를 갖지며, 따라서 때로는 TCR 센서로 지칭된다. TCR 센서(120)는 제어 회로(122)에 커플링된다. 제어 회로(122)는 센서(120)뿐만 아니라, 슬라이더(102)의 다른 전기 컴포넌트들과도 통신한다. 2개 또는 그보다 많은 TCR 센서들(120)이 이용될 수 있는데, 예를 들어 서로 물리적으로 떨어진 위치들에 배치될 수 있다. 다수의 센서들(120)은 서로 개별적으로 또는 함께(예를 들어, 직렬 또는 병렬로) 배선되어 슬라이더(102)에 필요한 접속들의 수를 감소시킬 수 있다.Slider 102 may include a temperature resistant sensor 120. This sensor 120 has a temperature coefficient of resistance (TCR) that enables high accuracy temperature (or temperature change) measurements in the region 114 and is therefore sometimes referred to as a TCR sensor. The TCR sensor 120 is coupled to the control circuit 122. The control circuit 122 communicates with the sensor 120 as well as with other electrical components of the slider 102. Two or more TCR sensors 120 may be used, for example located at locations physically separated from each other. Multiple sensors 120 may be wired separately or together (eg, in series or in parallel) with each other to reduce the number of connections required for slider 102.

HAMR 기록 디바이스에서는, 기입 동안 ABS에서 각각 서로 다른 시정수들을 갖는 4개의 돌출부들: 기입기-히터 돌출부(~100㎲); 기입기 코일 돌출부(~100㎲); NFT 돌출부(~100㎲에 이어지는 ~1㎲); 및 슬라이더의 레이저 가열(~1000㎲)이 관리될 필요가 있을 수도 있다. 종래의 HAMR 전치증폭기들은 레이저로 동시에 기입기 코일을 온(on)으로 전환한다. 이는 기입기-코일과 NFT 유도 돌출부들 간의 상호 작용을 야기한다. HAMR 매체의 높은 보자력으로 인해, 헤드는 레이저가 액티브가 아니라면 매체에 기입할 수 없다. 이는 기입기-코일 및 기입기-히터 전류들이 기입 전에 인에이블될 수 있음을 의미하며, 이는 이들이 기입이 일어나는 시간에 따라 열적 평형에 도달하게 한다. 이는 나머지 모두가 열적 평형 상태가 된 이후에는 레이저로부터의 열 돌출부 동력들(dynamics)만이 고려될 필요가 있음을 의미한다.In the HAMR recording device, four projections each having different time constants in the ABS during writing: a writer-heater projection (˜100 ms); Writer coil protrusion (˜100 ms); NFT protrusions (˜1 ms following ˜100 ms); And laser heating (˜1000 ms) of the slider may need to be managed. Conventional HAMR preamplifiers turn the writer coil on simultaneously with a laser. This causes interaction between the writer-coil and the NFT guide protrusions. Due to the high coercive force of the HAMR medium, the head cannot write to the medium unless the laser is active. This means that the writer-coil and writer-heater currents can be enabled before writing, which causes them to reach thermal equilibrium over the time that writing occurs. This means that only the thermal protrusion dynamics from the laser need to be considered after all the rest is in thermal equilibrium.

따라서 예시적인 실시예에 따른 전치증폭기는 섹터(들)가 기입되기에 앞서 기입기를 통해 전류를 인가하도록 변형될 수 있다. 이러한 구성에서는, 섹터 갭들 및 서보 게이트들(SG: servo gates) 동안 레이저가 오프이기만 하면, 이러한 시간들 동안 기입기 코일 전류는 온으로 유지되거나 오프로 전환될 수 있다. SG 동안 기입기 전류를 오프로 전환하여 판독 헤드로의 커플링 및 서보 시스템에 대한 영향을 피하는 것이 바람직할 수 있다.Thus, the preamplifier according to an exemplary embodiment may be modified to apply a current through the writer prior to the sector (s) being written. In such a configuration, the writer coil current can be kept on or switched off during these times as long as the laser is off during sector gaps and servo gates (SG). It may be desirable to turn the writer current off during SG to avoid coupling to the read head and impact on the servo system.

기입기 코일에 인가된 예비가열(pre-heat) 전류는 교류(AC) 또는 직류(DC)일 수 있다. AC 신호는 DC 자기장들에 의한 임의의 위험(pitfall)들을 회피할 수 있지만, 전기적 잡음을 감소시키기 위해 SG 동안 기입기-코일 전류가 온(on)으로 남겨지면 DC 신호가 요구될 수 있다. 예를 들어, Cronch 등에 의한 미국 특허 7,088,537호는 디스크 드라이브 전치증폭기(preamp)에서 디가우스(degauss) 모드를 설명한다. 전치증폭기(또는 유사한 것)의 디가우스 모드 회로는 이러한 목적으로 AC 전류에 대한 제어 소스로서 이용될 수 있다. AC 신호는 전치증폭기 내에서 내부적으로 생성될 수 있고 그리고/또는 시스템 제어기, 이를테면, 하드 드라이브의 주 제어기 주문형 집적 회로(ASIC)의 일부인 시스템 판독 채널(SRC)에 의해 외부적으로 생성될 수 있다. 어느 접근법이든 허용가능하고, 둘 모두가 본 명세서에 나타난다.The pre-heat current applied to the writer coil may be alternating current (AC) or direct current (DC). The AC signal may avoid any pitfalls caused by DC magnetic fields, but a DC signal may be required if the writer-coil current is left on during SG to reduce electrical noise. For example, US Pat. No. 7,088,537 to Cronch et al. Describes a degauss mode in a disk drive preamp. The degauss mode circuit of the preamplifier (or the like) can be used as a control source for AC current for this purpose. The AC signal may be generated internally within the preamplifier and / or externally by a system read channel (SRC) that is part of a system controller, such as the main controller application specific integrated circuit (ASIC) of the hard drive. Either approach is acceptable, both of which are presented herein.

이제 도 2를 참조하면, 타이밍도는 예시적인 실시예에 따라 기록 헤드가 어떻게 예비가열될 수 있는지의 일례를 나타낸다. 이 도면은 4가지 타입들의 신호들: 타이밍 제어(202), 레이저 및 채널 기입기 제어(204), 펌웨어 제어(206) 및 물리적 전류들(208)로 분할된다.Referring now to FIG. 2, a timing diagram shows an example of how the recording head can be preheated in accordance with an exemplary embodiment. This figure is divided into four types of signals: timing control 202, laser and channel writer control 204, firmware control 206, and physical currents 208.

트레이스(216)에 의해 도시된 바와 같이, 펌웨어는 시간(201)에서, 기입 동작에 앞서 레이저 바이어스 및 기입기 코일을 위한 전류를 설정하도록 전치증폭기 레지스터들에 기입한다. 펌웨어는, 기입기-히터 전류(238) 및 기입기-코일 전류(228)로 하여금 이들에 영향받는 컴포넌트들이 열적 평형에 도달하게 하기에 충분한 시간을 갖는 예비가열을 가능하게 한다. 기입기-코일에 대한 예비가열 시간은 도 2에 인터벌(203)로 표시된다.As shown by trace 216, the firmware writes to the preamplifier registers at time 201 to set the current for the laser bias and writer coil prior to the write operation. The firmware enables preheating with sufficient time for the writer-heater current 238 and the writer-coil current 228 to allow components affected by them to reach thermal equilibrium. The preheating time for the writer-coil is indicated by interval 203 in FIG.

펌웨어는 선택적으로, 내부적으로 생성된 AC 또는 DC 신호를 이용하여 전류를 기입기 코일들에 전송하는 새로운 전치증폭기 특징을 가능하게 할 수 있다. 이러한 예가 도 3에서 관측되며, 도 3은 예시적인 실시예에 따른 장치(300)의 블록도이다. 장치(300)는, 장치(300)의 기능들을 제어하는 하나 또는 그 초과의 로직 회로들을 포함할 수 있는 시스템 제어기(317)를 포함한다. 시스템 제어기(317)는 호스트 인터페이스(303)를 통해 커맨드들을 수신한다. 호스트 인터페이스(303)로부터의 기입 커맨드들에 응답하여, 시스템 제어기(317)는 기입 전치증폭기 어셈블리(301)로 하여금 자기 데이터 저장 매체(305)에 데이터를 기입하게 한다.The firmware may optionally enable a new preamplifier feature that uses an internally generated AC or DC signal to transfer current to the writer coils. This example is observed in FIG. 3, which is a block diagram of an apparatus 300 according to an exemplary embodiment. The device 300 includes a system controller 317 that can include one or more logic circuits that control the functions of the device 300. System controller 317 receives commands via host interface 303. In response to the write commands from the host interface 303, the system controller 317 causes the write preamplifier assembly 301 to write data to the magnetic data storage medium 305.

전치증폭기 어셈블리(301)는, 기록 헤드(318) 내에 포함된 하나 또는 그 초과의 기입 코일들(304)을 드라이브하는 기입기-코일 드라이버 회로(302)를 포함한다. 기입 코일(304)은 인가되고 있는 전류에 응답하여 자기장을 생성한다. 전치증폭기(301)는, 도시되지 않은 다른 제어 신호들 중 기입 데이터 신호들(WDATA+/-)(309, 310)과 기입 인에이블 라인(308)을 멀티플렉서(306)를 통해 결합함으로써 제어된다. 장치는, 시스템 제어기(317)와 함께, 내부적으로 생성된 AC 또는 DC 신호를 이용하여 전치증폭기(301)가 기입기 코일(304)에 전류를 전송하게 하는 펌웨어(315)를 포함한다. AC 신호는, 디가우싱 동작들을 위해 이용되는 것과 같은 내부 오실레이터(320)에 의해 생성될 수 있다. 이것은, 예비가열 시그널링을 수행하기 위해 기입 데이터 신호(WDATA+/-)(309, 310)를 제어해야 하는 필요성을 완화시킨다. 기입기-코일 예비가열은 FOS(flex on suspension) 상에서 기입기와 판독기 라인들 사이의 크로스 토크(cross talk)를 최소화하기 위해 서보(servo)동안(예를 들어, 도 2의 기간(205)동안) 턴오프될 수 있다.Preamplifier assembly 301 includes a writer-coil driver circuit 302 that drives one or more write coils 304 included in write head 318. The write coil 304 generates a magnetic field in response to the current being applied. The preamplifier 301 is controlled by combining the write data signals WDATA +/- 309 and 310 and the write enable line 308 through the multiplexer 306, among other control signals not shown. The apparatus includes, along with the system controller 317, firmware 315 that causes the preamplifier 301 to transmit current to the writer coil 304 using internally generated AC or DC signals. The AC signal may be generated by an internal oscillator 320 such as used for degaussing operations. This alleviates the need to control the write data signals (WDATA +/−) 309, 310 to perform preheating signaling. The writer-coil preheating is performed during servo (eg, during period 205 of FIG. 2) to minimize cross talk between writer and reader lines on a flex on suspension (FOS). Can be turned off.

장치(300)는 기입 코일(304)에 의해 현재 자화된 매체(305)의 일부분을 가열하는 에너지 소스(316)(예를 들면, 집중된 레이저 다이오드 출력)을 더 포함한다. 에너지 소스(316)는 기록 동안에 매체(305)의 일부분을 가열하기 위해 시스템 제어기(317)(예를 들면, 도 2의 레이저 인에이블 라인(224))를 통해 인에이블된다. 이러한 논의의 목적들에 대해, "매체의 일부분"은 기입되는 데이터의 신호 비트보다 더 큰 영역을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 일부분은 다수의 하드 드라이브 섹터들을 포함할 수 있고, 기입은 상기 일부분의 기록 동안에, 예를 들면, 횡단 서보(traversing servo)가 마킹할 때 중지 및 재개될 수 있다. The device 300 further includes an energy source 316 (eg, concentrated laser diode output) that heats a portion of the medium 305 currently magnetized by the write coil 304. Energy source 316 is enabled through system controller 317 (eg, laser enable line 224 of FIG. 2) to heat a portion of medium 305 during recording. For the purposes of this discussion, a "part of the medium" may comprise an area larger than the signal bits of the data being written. For example, the portion may comprise a plurality of hard drive sectors, and writing may be stopped and resumed during writing of the portion, for example when the traversing servo is marking.

본원에 기재된 바와 같이, 에너지 소스(316)가 활성화되지 않을 때 기입 코일(304)의 활성화는 일반적으로 다른 데이터가 매체(305)에 기록되지 않게 하거나(예를 들면, 매체에서 로컬 자기 배향에서의 어떠한 상당한 변화도 없음) 임의의 기존 데이터가 삭제되지 않게 할 것이다. 에너지 소스로서 반도체 레이저 다이오드를 활용하는 일부 설계들에서, 기록하지 않는 동안에 레이저 다이오드를 통해 흐르는 작은 전류를 갖는 것이 여전히 바람직하다는 것이 주목할 만하다. 본 개시물의 목적들에 대해, 레이저가 그의 퀴리점(Curie point) 근처 또는 그 이상으로 미디어 온도를 상승시키도록 충분히 레이징(lasing)되지 않는 한, 작은 바이어스 전류가 존재할지라도, 레이저는 여전히 비활성화인 것으로 생각될 수 있다. 이로써, 일부 경우들에서, 기입 코일(304)은, 활성화 동안에 다른 데이터를 매체(305)에 기입하지 않고 기입 엘리먼트(예를 들면, 기입 코일(304), 기입 폴 및 연관된 컴포넌트들)을 열적 평형(thermal equilibrium)으로 이동시키기 위해 활성화 전류에 의해 활성화될 수 있다. 이를 달성하기 위해, 에너지 소스(316) 및 기입 코일(304)은 별개의 신호들을 통해 제어될 수 있다. As described herein, activation of the write coil 304 when the energy source 316 is not activated generally prevents other data from being written to the medium 305 (eg, at local magnetic orientation in the medium). No significant change) will ensure that any existing data is not deleted. It is noteworthy that in some designs that utilize a semiconductor laser diode as an energy source, it is still desirable to have a small current flowing through the laser diode while not writing. For the purposes of this disclosure, even if there is a small bias current, the laser is still inactive unless the laser is sufficiently lasered to raise the media temperature near or above its Curie point. It can be thought of as. As such, in some cases, the write coil 304 thermally balances the write element (eg, write coil 304, write pole and associated components) without writing other data to the medium 305 during activation. It can be activated by the activation current to move to the thermal equilibrium. To accomplish this, the energy source 316 and the write coil 304 can be controlled via separate signals.

다시 도 2를 참조하면, 신호들(214, 224 및 234)은 일반적으로 시스템 제어기의 판독 채널의 기입기 및 레이저 제어부들의 부분인 것으로 고려된다. 채널은 기입기-인에이블(W/Rn) 라인(신호 234)뿐만 아니라 기입 데이터 라인들(신호 214) 및 레이저 인에이블 라인(신호 224)을 제어한다. 채널은 그가 데이터를 디스크에 기입하고자 할 때마다 레이저를 인에이블한다. 연속적인 섹터들의 기입이 불필요할 때, 그러한 기입을 막을 필요가 있을 수 있기 때문에, 레이저 인에이블 라인은 W/Rn과 동일하지 않다. 이러한 라인들을 분리시키는 것은 또한 펄싱 제어 및 기입기 예비 가열에 대한 능력을 허용한다. 연속적인 기입 모드에서, 레이저 제어는 논리적 신호이다. 펄스 기록에 대해, 논리 게이트는 고대역폭 레이저 데이터에 의해 대체될 수 있다. Referring again to FIG. 2, signals 214, 224, and 234 are generally considered to be part of the writer and laser controls of the read channel of the system controller. The channel controls the write data lines (signal 214) and the laser enable line (signal 224) as well as the write-enable (W / Rn) line (signal 234). The channel enables the laser whenever he wants to write data to the disc. When writing of consecutive sectors is not necessary, the laser enable line is not the same as W / Rn because it may be necessary to prevent such writing. Separating these lines also allows the ability for pulsing control and writer preheating. In continuous write mode, laser control is a logical signal. For pulse writes, the logic gate can be replaced by high bandwidth laser data.

신호들(218, 228 및 238)은 레이저, 기입기 코일, 및 히터로 각각 출력되는 물리적 전류들이다. 도시된 바와 같은 레이저 전류(218)펄스 레이저에 대한 것이다. 이것이 CW 구현인 경우에, 레이저 전류는 섹터의 시작에서 스위치 온하고, 듀레이션 동안에 대기 상태에 있을 것이다. 레이저 전류(218)가 레이징에 대해 충분할 때에만, 데이터가 디스크에 기입된다. 어떠한 레이저 전류(218)도 없거나 감소된 레이저 전류(218)의 경우에, 헤드로부터의 필드는 디스크를 마킹하기에 불충분하다. 그러나, 어떠한 기입 전류(228)도 없는 경우에, 레이저는 여전히 디스크를 소거할 것이다. Signals 218, 228, and 238 are the physical currents that are output to the laser, writer coil, and heater, respectively. Laser current 218 as shown is for a pulsed laser. If this is a CW implementation, the laser current will switch on at the start of the sector and be in standby for the duration. Only when the laser current 218 is sufficient for lasing is data written to the disc. In the case of no or reduced laser current 218, the field from the head is insufficient to mark the disk. However, in the absence of any write current 228, the laser will still erase the disc.

도 4에서, 흐름도는 예시적인 실시예에 따른 기입 엘리먼트를 예비 가열하기 위한 절차를 예시한다. 데이터가 HAMR 미디어의 일부분에 기록될 것이라고 (예를 들면, 시스템 제어기에 의해) 결정된다(410). 예비 가열 활성화 전류는 데이터를 미디어의 일부분에 기입하기 전의 간격 동안에 기입 엘리먼트에 인가된다(420). 예비 가열된 활성화 전류는 데이터가 미디어에 기입되지 않게 하고, 데이터를 상기 일부분에 기입하기 전에 기입기를 열적 평형(기존의 열적 평형을 유지하는 것을 포함하는 것으로 이해됨)으로 이동시킨다. 상기 간격 후에, 에너지 소스(예를 들면, 레이저 다이오드)가 활성화된다(430). 에너지 소스는 미디어의 일부분을 가열하도록 구성되고, 활성화 전류는 미디어의 가열된 부분에 데이터를 기입하기 위해 기입 엘리먼트에 인가된다.In FIG. 4, a flowchart illustrates a procedure for preheating a write element according to an example embodiment. It is determined 410 that the data will be written to a portion of the HAMR media (eg, by the system controller). The preliminary heating activation current is applied to the write element during the interval before writing data to the portion of the media (420). The preheated activation current prevents data from being written to the media and moves the writer to thermal equilibrium (which is understood to include maintaining the existing thermal equilibrium) before writing the data to the portion. After the interval, an energy source (eg, a laser diode) is activated (430). The energy source is configured to heat a portion of the media, and an activation current is applied to the write element to write data to the heated portion of the media.

다양한 구현들에 따라, HAMR은 BPM(Bit Patterned Media) 상의 기록과 조합하여 이용될 수 있다. BPM 포맷들은 매체들의 데이터 영역 내에 임베딩되는 타이밍 복구 및 서보(servo) 필드들과 같은 다양한 필드들을 포함할 수 있다. 다양한 구현들에 따라, 매체들의 데이터 영역들 내에 임베딩되는 타이밍 필드들은 진행중인 기입 동작들이 중지되는 동안 판독된다. 타이밍 필드의 판독 동안 기입 전류를 턴 오프 하고 이를 재차 턴 온하는데 소요되는, 0이 아닌 시간들과 연관되는 포맷 오버헤드를 제거하기 위해 기록 폴이 이러한 필드들을 횡단할 때 기입기 코일 전류를 온(on)으로 유지하는 것이 유리할 수 있다. According to various implementations, HAMR can be used in combination with recording on Bit Patterned Media (BPM). BPM formats may include various fields such as timing recovery and servo fields embedded within the data area of the media. According to various implementations, timing fields embedded within the data regions of the media are read while ongoing write operations are stopped. The write coil current is turned on when the write pole traverses these fields to eliminate the format overhead associated with non-zero times it takes to turn off the write current and turn it back on during the reading of the timing field. It may be advantageous to keep on).

부가적으로, 비트 패턴드 매체들(Bit Patterned Media) 구현들은 자기장 천이들의 정밀한 타이밍 및/또는 매체들 상의 비트들과 동기화되는 레이저 펄싱(laser pulsing)을 요구할 수 있다. 이들 천이들의 타이밍은 전치증폭기 드라이버 회로를 통한 전기적 지연에 의해 영향을 받고 이들 지연 시간들은 회로의 온도에 의해 영향을 받을 수 있다. 기입기 코일 전류의 앞선 및/또는 연속되는 인가의 하나의 부가적인 결과는 타이밍 지연 시프트를 최소화하기 위해 드라이버 회로가 열적 평형이 되게 하는 것이다. Additionally, Bit Patterned Media implementations may require precise timing of magnetic field transitions and / or laser pulsing synchronized with the bits on the media. The timing of these transitions is affected by electrical delay through the preamplifier driver circuit and these delay times can be affected by the temperature of the circuit. One additional consequence of the preceding and / or sequential application of the writer coil current is to cause the driver circuit to be thermally balanced to minimize timing delay shifts.

다양한 구현들에 따라, 기입기 턴-온/턴-오프 오버헤드는 타이밍 필드들을 판독하는 동안 DC 기입 전류를 on으로 둠으로써 감소된다. 예를 들어, 단극 자화(unipolar magnetization)가 이용될 수 있도록 타이밍 필드들이 패터닝될 때, 기입 천이 오버헤드는 기입 폴이 레이저 오프 또는 온 상태로 단극 필드를 횡단할 때와 동일한 극성의 DC를 기입함으로써 제거될 수 있다. 그러나 몇몇 경우들에서, 런아웃 수정 값들(runout correction values)과 같은 단극-기입된 필드들이 DC 기입에 의해 변질될 수 있다. 그러므로 몇몇 경우들에서, 데이터의 변질 및/또는 오버라이트(overwrite)를 방지하기 위해 타이밍 필드들을 판독할 때 레이저를 턴 오프하는 것이 유용할 수 있다.According to various implementations, the writer turn-on / turn-off overhead is reduced by turning on the DC write current while reading timing fields. For example, when timing fields are patterned such that unipolar magnetization can be used, the write transition overhead is by writing a DC of the same polarity as the write pole traverses the unipolar field with the laser off or on state. Can be removed. In some cases, however, unipolar-filled fields, such as runout correction values, may be corrupted by DC writing. Therefore, in some cases, it may be useful to turn off the laser when reading timing fields to prevent data corruption and / or overwrite.

단극 BPM 서보 필드 상에 있는 동안 DC 기입 전류 및 레이저를 온으로 둠으로써 더 빠른 열적 평형을 달성하고 기입기 턴-온/턴-오프 오버헤드를 제거하는 것이 유용할 수 있다. 그러나 몇몇 경우들에서, 이들 서보 필드들에 접하거나 그 내부에서, DC 기입에 의해 변질되는 양극-기입된 정보 필드(이를 테면, 런아웃 수정 값들)가 있을 수 있다. 따라서 양극 정보 필드들을 변질시키는 위험 없이 기입 전류를 온으로 두는 것을 가능하게 하기 위해 단극 필드들 동안 레이저를 턴 오프하는 것이 HAMR + BPM 시스템에서 유리할 것이다. It may be useful to achieve faster thermal balance and eliminate writer turn-on / turn-off overhead by leaving the DC write current and laser on while on a unipolar BPM servo field. However, in some cases, there may be bipolar-filled information fields (such as runout correction values) that are altered by DC write, in contact with or within these servo fields. Thus it would be advantageous in a HAMR + BPM system to turn off the laser during unipolar fields to enable keeping the write current on without risking altering the bipolar information fields.

도 5에서, 흐름도는 여기서 기술된 실시예들에 따라 기입 엘리먼트를 예열하는 프로세스를 예시한다. 데이터는 HAMR 매체들의 부분에 기입될 것이라고 결정된다(510). 열-원조 자기 기록 매체들(heat-assisted magnetic recording media)로의 데이터의 기입 동작이 개시된다(520). 기입 동작은 간격 동안 중지된다(530). 다양한 구현들에 따라, 다양한 필드들(예를 들어, 타이밍 또는 서보 필드들)은 간격 동안 판독된다. 예열 활성화 전류가 기입 엘리먼트에 인가되고(540), 기입기가 열적 평형이 되게 하며, 상기 기입 엘리먼트는 예열 활성화 전류에 응답하여 매체에 자기장을 인가하고 예열 활성화 전류는 데이터가 매체들에 기록되게 하지 않는다. 간격 이후에, 에너지 소스(예를 들어, 레이저 다이오드)가 활성화된다(550). 몇몇 경우들에서, 기입 동작은 간격의 완료 시에 재개되고 광 소스가 재활성화된다. 기입 동작의 재개는 광 소스를 활성화하는 것을 포함할 수 있다. In FIG. 5, a flow chart illustrates a process of preheating a write element in accordance with embodiments described herein. It is determined 510 that the data will be written to the portion of the HAMR media. Writing operation of data to heat-assisted magnetic recording media is initiated (520). The write operation is suspended during the interval (530). According to various implementations, various fields (eg, timing or servo fields) are read during the interval. A preheat activating current is applied to the write element (540), causing the writer to be in thermal equilibrium, which write element applies a magnetic field to the medium in response to the preheat activating current and the preheat activating current does not cause data to be written to the mediums. . After the interval, the energy source (eg, laser diode) is activated 550. In some cases, the write operation resumes upon completion of the interval and the light source is reactivated. Resuming the write operation can include activating the light source.

이제 도 6을 참조하면, 단면도는 예시 실시예에 따른 판독/기입 트랜스듀서(600)의 컴포넌트들을 도시한다. 이 도면은 클로즈-포인트 구역(601) 가까이의 슬라이더의 부분을 도시한다. 이러한 관점에서, x-방향은 매체에 대해 다운-트랙이고, z-방향(페이지의 면에 수직함)은 크로스-트랙 방향이다. 판독 센서(602)는 ABS(607) 가까이 위치된다. 판독 센서는 자기저항 스택 및 차폐를 포함할 수 있다. 판독기 히터(604)는 판독 센서(602)와 매체 표면(603) 사이의 로컬 공간을 조정하도록 구현될 수 있다.Referring now to FIG. 6, a cross-sectional view illustrates components of read / write transducer 600 in accordance with an example embodiment. This figure shows the portion of the slider near the close-point zone 601. In this respect, the x-direction is down-track relative to the medium and the z-direction (perpendicular to the face of the page) is the cross-track direction. The read sensor 602 is located near the ABS 607. The read sensor may include a magnetoresistive stack and a shield. Reader heater 604 may be implemented to adjust the local space between read sensor 602 and media surface 603.

기입 폴(606)은 ABS(607)로 연장되는 강자성 구조를 포함할 수 있다. 기입 코일(608)은 매체 표면(603)으로 연장되는 기입 폴(606) 내에서 자기장을 발생시키도록 활성화된다. 슬라이더는 수직 기록을 위해 구성될 수 있으며, 자기 배향은 매체 표면(603)에 수직이다(이러한 관점에서 y-방향을 따라 배향됨). 따라서, 슬라이더는, 매체(605) 내의 층들의 특정 어레인지먼트를 따라, 기록된 데이터의 자기장들의 수직 배향을 촉진하는 하나 또는 둘 이상의 리턴 폴들(610, 612)을 포함할 수 있다. 스페이서(614)는 슬라이더의 판독 및 기입 부분들 사이에 배치될 수 있다.The write pole 606 may include a ferromagnetic structure that extends to the ABS 607. The write coil 608 is activated to generate a magnetic field in the write pole 606 extending to the media surface 603. The slider can be configured for vertical recording, with the magnetic orientation perpendicular to the media surface 603 (oriented along the y-direction in this respect). Thus, the slider may include one or more return poles 610, 612 that facilitate the vertical orientation of the magnetic fields of the recorded data, along the particular arrangement of the layers in the medium 605. Spacer 614 may be disposed between the read and write portions of the slider.

HAMR 매체(605)에 기입하기 위해, 슬라이더는 ABS(607)를 향해 연장되는 도파관(616)을 포함한다. 도파관(616)은 기입 폴(606)의 팁 가까이 ABS(607)에 위치되는 근거리장 트랜스듀서(NFT; near-field transducer)(618)에 광을 전달한다. NFT(618)는 기입 동작들 동안 전자기 에너지의 빔을 매체 표면(603)에 지향시키는 것을 촉진한다. 에너지는 낮아진 자기 항자기성(coercivity)을 갖는 매체 표면(603) 상에 작은 핫스팟을 생성하여, 기입 폴(606)로부터 발생된 자기장이 핫스팟 내의 자기 배향에 영향을 미치는 것을 가능하게 한다.To write to the HAMR medium 605, the slider includes a waveguide 616 extending towards the ABS 607. Waveguide 616 transmits light to near-field transducer (NFT) 618 located in ABS 607 near the tip of writing pole 606. NFT 618 facilitates directing a beam of electromagnetic energy to media surface 603 during write operations. The energy creates a small hot spot on the media surface 603 with lower magnetic coercivity, making it possible for the magnetic field generated from the write pole 606 to affect the magnetic orientation in the hot spot.

몇몇 구성들에서, 스페이서(614)(또는 기입 폴(606) 및/또는 리턴 폴들(610, 612) 가까이의 몇몇 다른 구역)는 또한, 기록 센서(602)의 것과 독립적으로 기입 폴(606)의 헤드-투-매체(head-to-media) 공간을 조정하기 위해 히터를 포함할 수 있다. 그러나, 이러한 예에서, 슬라이더는 별개의 히터를 포함하지 않는다. 대신에, 별개의 히터에 의해 정상적으로 제공될 수 있는 열을 제공하기 위해 기입 코일(608)이 활성화될 수 있다. 코일(608)의 이러한 활성화에 의해 발생된 임의의 자기장들은, 매체 표면(603)을 가열하도록 광원이 활성화되지 않는 한, 매체(605) 상의 데이터를 변경하지 않을 것이다.In some configurations, the spacer 614 (or some other area near the write poles 606 and / or return poles 610, 612) is also independent of the write sensor 602 of the write pole 606. A heater may be included to adjust the head-to-media space. However, in this example, the slider does not include a separate heater. Instead, the write coil 608 can be activated to provide heat that can normally be provided by a separate heater. Any magnetic fields generated by this activation of the coil 608 will not change the data on the medium 605 unless the light source is activated to heat the medium surface 603.

예시된 예는, 트랜스듀서의 판독 및/또는 기입 부분들의 헤드-투-매체 클리어런스(clearance)들을 독립적으로 제어하기 위해 기입 코일(608)과 함께 이용되는 판독기 히터(604)를 도시한다. 일 예에서, 판독기 히터(604)는 판독 센서(602)의 헤드-매체 공간을 제어하고, 기입 코일(608)은 단독으로 또는 판독기 히터(604)와 함께 기입 폴(606)의 헤드-매체 공간을 제어한다. 다른 예에서, 상이한 히터(예를 들어, 트랜스듀서(600)의 기입 부분들 가까이 위치된 것)는 기입 폴(606)의 헤드-매체 공간을 제어하기 위해 이용될 수 있으며, 기입 코일(608)은 (단독으로 또는 상이한 히터와 함께), 판독 센서(602)의 헤드-매체 공간을 조정하기 위해 이용되어, 기입 코일(608)의 활성화는 판독 센서(602)와 인터페이스를 거의 야기하지 않거나 또는 야기하지 않는 것으로 가정된다.The illustrated example shows a reader heater 604 used with the write coil 608 to independently control the head-to-media clearances of the read and / or write portions of the transducer. In one example, the reader heater 604 controls the head-medium space of the read sensor 602, and the write coil 608 alone or in combination with the reader heater 604, the head-medium space of the write pole 606. To control. In another example, a different heater (eg, located near the writing portions of the transducer 600) may be used to control the head-medium space of the writing pole 606, and the writing coil 608 Is used to adjust the head-medium space of the read sensor 602 (alone or with a different heater), so that activation of the write coil 608 causes little or no interface with the read sensor 602. It is assumed to be.

이제 도 7을 참조하면, 그래프(700)는 예시적 실시예에 따라 HAMR 슬라이더의 ABS 돌출들의 예를 예시한다. 이 그래프(700)에서, ABS의 프로파일들은 수직축을 따라서 ABS와 매체 사이의 간격/클리어런스로서 그리고 수평축을 따라서 다운트랙 포지션으로서 표현된다. 다운트랙 구역(702)은 ABS의 (예컨대 판독(read) 또는 기록(write) 트랜스듀서 근처의) 클로즈 포인트(close point)를 표현한다. 트레이스(trace)(704)는 주위 온도의 프로파일을 표현하고, 여기서 가열기 또는 기록 코일 중 어느 한 쪽에는 전력이 인가되지 않는다. 트레이스(706)는 가열기가 단독으로 전력공급될 때의 프로파일이다; 트레이스(708)는 가열기 및 기록 코일이 에너지공급될 때의 프로파일을 표현한다; 그리고 트레이스(710)는 가열기, 기록 코일, 및 레이저가 전부 에너지공급될 때의 프로파일을 표현한다.Referring now to FIG. 7, graph 700 illustrates an example of ABS protrusions of a HAMR slider in accordance with an exemplary embodiment. In this graph 700, the profiles of the ABS are represented as the spacing / clearance between the ABS and the medium along the vertical axis and as the downtrack position along the horizontal axis. Downtrack zone 702 represents the close point (eg, near the read or write transducer) of the ABS. Trace 704 represents the profile of the ambient temperature, where no power is applied to either the heater or the recording coil. Trace 706 is a profile when the heater is powered alone; Trace 708 represents the profile when the heater and recording coil are energized; Trace 710 then represents a profile when the heater, recording coil, and laser are all energized.

트레이스들(706 및 708) 사이의 차이가 예시하는 바와 같이, 기록 코일은 단독으로, 충분한 돌출을 유발하기 위한 필요한 만큼의 열을 생성할 수 있다. 또한, 기록 코일은 (별도로 동작하는 듀얼 가열기들 대신에) 하나 또는 그 초과의 함께 동작하는 가열기들과 결합되어 사용되어, 슬라이드의 상이한 시간들 및/또는 상태들에서 자기 헤드의 기록 부분 및 판독 부분 둘 다의 원하는 클리어런스들을 달성할 수 있다. 예컨대, 기록 코일 전류는 (일정한 헤드-매체 간격으로) 성능을 최대화시키는 값으로 설정될 수 있고, 그러면, 동시에, 전용 가열기를 사용하여 클리어런스를 원하는 값으로 이끌 수 있다. 이는, 기록 동작들 동안 유용할 수 있는데, 여기서 기록하기 위한 기록 코일 활성화는 몇몇의 예측가능한 양의 돌출을 유발할 것이고 그리고 전용 가열기는 클리어런스들을 미세 튜닝(fine tuning)할 수 있다.As the difference between traces 706 and 708 illustrates, the write coil alone can generate as much heat as necessary to cause sufficient protrusion. In addition, the recording coil may be used in conjunction with one or more co-operating heaters (instead of dual heaters operating separately), such that the recording and reading portions of the magnetic head at different times and / or states of the slide. Both desired clearances can be achieved. For example, the write coil current can be set to a value that maximizes performance (at a constant head-medium interval), and at the same time, a dedicated heater can be used to drive the clearance to the desired value. This may be useful during write operations, where the write coil activation to write will result in some predictable amount of protrusion and the dedicated heater may fine tune the clearances.

판독/기록 헤드의 다양한 피처(feature)들은, 헤드-매체 간격을 제어하기 위한 메커니즘으로서 기록기 돌출의 장점을 완전히 취하는 방식으로 설계될 수 있다. 예컨대, 기록 코일의 저항은, 헤드-매체 간격에 영향을 주는 목적들을 위해 더 높은 온도들을 유도하도록 증가될 수 있다. 기록 코일 및/또는 주변 영역들은, 돌출을 증가시키기 위해 더 높은 계수의 열 팽창을 이용하여 설계될 수 있다. 다른 예에서, 기록 코일을 냉각시키도록 설계된 피처들은, 예컨대 더 낮은 열 전도성의 물질들을 이용하여, 코일 및 근접한 영역들에서의 냉각을 감소시키는 방식으로 설계될 수 있다.The various features of the read / write head can be designed in a way that takes full advantage of the writer protrusion as a mechanism for controlling the head-medium spacing. For example, the resistance of the recording coil can be increased to induce higher temperatures for purposes that affect the head-medium spacing. The recording coils and / or peripheral regions can be designed using higher coefficients of thermal expansion to increase protrusion. In another example, features designed to cool the recording coil can be designed in a manner that reduces cooling in the coil and adjacent areas, eg, using materials of lower thermal conductivity.

이제 도 8을 참조하면, 흐름차트는 예시적 실시예에 따른 프로시저를 예시한다. 이 프로시저에서, 제1 경로(802)는 가열-보조 자기 레코딩 매체가 기록되고 있지 않다면 취해진다. 그러한 경우, 기록 헤드로부터 레코딩 매체로의 열이 제거(804)된다. 이는, 열을 제공하는 디바이스(예컨대, 레이저, 광학 경로)를 끄거나 또는 떼어 내는 것을 포함할 수 있다. 매체가 기록되고 있지 않을 때 기록 헤드와 레코딩 매체 사이의 간격을 제어하기 위해 전력이 기록 헤드의 기록 코일에 인가(806)된다. 상기 간격은, 기록 헤드의 판독 및/또는 기록 엘리먼트 사이의 간격을 포함할 수 있다. 선택적으로, 전력의 기록 코일로의 인가(806)와 동시에 상기 간격을 제어하기 위한 전용 가열기에 전력이 인가(807)될 수 있다.Referring now to FIG. 8, a flowchart illustrates a procedure according to an example embodiment. In this procedure, the first path 802 is taken if no heat-assisted magnetic recording medium is being recorded. In such a case, heat from the recording head to the recording medium is removed 804. This may include turning off or removing a device that provides heat (eg, a laser, an optical path). Power is applied to the recording coil of the recording head 806 to control the distance between the recording head and the recording medium when the medium is not being recorded. The spacing may comprise a spacing between reading and / or writing elements of the recording head. Optionally, power may be applied 807 to a dedicated heater for controlling the gap at the same time as the application of power to the recording coil 806.

경로(808)는, 적어도 하나의 열원(source of heat)(예를 들어, 레이저 광)이 기록 매체에 인가되는 곳에 기록 매체가 기입될 때 발생하는 헤드-투-디스크 클리어런스 동작들을 나타낸다. 열은 기입 헤드로부터 기록 매체로 인가된다(810). 동작들(812 및 814)의 하나 또는 모두는, 매체가 기입되는 동안 클리어언스(예를 들어, 매체와 판독 헤드 및/또는 기입 폴 사이의 클리어런스)를 조정하도록 수행될 수 있다. 동작(812)은 데이터를 기록하고 기입 헤드와 매체 사이의 공간을 제어하기 위해 기입 코일에 전력을 인가하는 것을 수반한다. 동작(814)은 기입 헤드와 매체 사이의 간격을 제어하기 위해 전용 히터에 전력을 인가하는 것을 수반한다. 이는 블록(807)에서 이용되는 동일한 전용 히터일 수 있다.Path 808 represents head-to-disk clearance operations that occur when the recording medium is written where at least one source of heat (eg, laser light) is applied to the recording medium. Heat is applied from the writing head to the recording medium (810). One or both of the operations 812 and 814 may be performed to adjust the clearance (eg, clearance between the medium and the read head and / or write pole) while the medium is being written. Operation 812 involves applying power to the write coil to write data and control the space between the write head and the medium. Operation 814 involves applying power to a dedicated heater to control the gap between the write head and the medium. This may be the same dedicated heater used at block 807.

장치는: 기입 동작 동안 활성화 전류에 응답하여 열-지원 자기 기록 매체의 일부를 자기화하도록 구성된 기입 엘리먼트; 및 기입 엘리먼트에 의해 자기화되는 매체의 일부를 가열하도록 구성된 에너지원을 포함하고; 활성화 전류는 기입 동작이 보류되고(suspended) 에너지원이 탈활성화되는 동안의 인터벌 동안 기입 엘리먼트에 인가되며, 기입 엘리먼트에 활성화 전류를 인가하는 것은 다른 데이터가 매체에 기입되도록 유도하지 않고 활성화 전류는 상기 일부에 데이터를 기입하기 전에 기입 엘리먼트 및/또는 드라이버 회로를 열적 평형 상태로 전환한다. 에너지원은 레이저 다이오드를 포함할 수 있다. 기입 동작은 인터벌의 완료시에 재개될 수 있다. 기입 동작을 재개하는 것은 에너지원을 활성화시키는 것을 수반할 수 있다. 장치는 인터벌 동안 타이밍 필드들을 판독하도록 구성될 수 있다.The apparatus includes: a writing element configured to magnetize a portion of a heat-supporting magnetic recording medium in response to an activation current during a writing operation; And an energy source configured to heat a portion of the medium magnetized by the writing element; The activation current is applied to the write element during the interval during which the write operation is suspended and the energy source is deactivated, applying the activation current to the write element does not induce other data to be written to the medium and the activation current is The write element and / or driver circuit is placed in thermal equilibrium prior to writing data to the portion. The energy source may comprise a laser diode. The write operation may resume upon completion of the interval. Resuming a write operation may involve activating an energy source. The apparatus may be configured to read the timing fields during the interval.

예시적인 실시예들의 이전 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제시되었다. 이는 완전하거나, 또는 실시예들을 정확히 개시된 형태로 한정하도록 의도되지 않는다. 앞선 교시를 고려하여 수많은 변형들 및 변화들이 가능하다. 개시된 실시예들의 임의의 또는 모든 특징들은 개별적으로 또는 임의의 조합으로 적용될 수 있고, 제한하는 것이 아닌 순수하게 예시적인 것을 의미한다. 본 발명의 범위는 이러한 상세한 설명으로 제한되지 않지만, 여기에 첨부된 청구항들에 의해 결정될 수 있는 것으로 의도된다.The previous description of exemplary embodiments has been presented for the purposes of illustration and description. It is not intended to be exhaustive or to limit the embodiments to the precise form disclosed. Many modifications and variations are possible in light of the above teaching. Any or all of the features of the disclosed embodiments may be applied individually or in any combination, and are meant to be purely illustrative and not restrictive. It is intended that the scope of the invention should not be limited to this detailed description, but may be determined by the claims appended hereto.

Claims (20)

장치로서,
활성화 전류(energizing current)에 응답하여 가열 자기 기록 매체(heat-assisted magnetic recording medium)의 일부상에 데이터를 기입하기 위해 자기장을 인가하도록 구성된 기입 엘리먼트; 및
상기 기입 엘리먼트에 의해 자화되는 상기 매체의 일부를 가열하도록 구성된 에너지 소스
를 포함하며, 상기 매체의 일부에 데이터를 기입하기 이전에 일정 간격(an interval) 동안 상기 기입 엘리먼트에 예비가열 활성화 전류가 인가되며, 상기 예비가열 활성화 전류는 다른 데이터가 상기 매체에 기입되지 않게 하며 상기 일부에 상기 데이터를 기입하기 이전에 상기 기입 엘리먼트 및 드라이버 회로 중 적어도 하나가 열적 평형이 되게 하는, 장치.
As an apparatus,
A writing element configured to apply a magnetic field to write data on a portion of a heat-assisted magnetic recording medium in response to an energizing current; And
An energy source configured to heat a portion of the medium magnetized by the writing element
Wherein a preheating activation current is applied to the writing element for an interval prior to writing data to a portion of the medium, the preheating activation current such that no other data is written to the medium. And cause at least one of the write element and driver circuit to be thermally balanced prior to writing the data to the portion.
제 1 항에 있어서,
상기 에너지 소스는 레이저 다이오드를 포함하며, 상기 에너지 소스는 상기 간격 동안 활성화되지 않는, 장치.
The method of claim 1,
The energy source comprises a laser diode and the energy source is not activated during the interval.
제 1 항에 있어서,
상기 예비가열 활성화 전류는 교류(alternating current)를 포함하는, 장치.
The method of claim 1,
Wherein the preheating activation current comprises an alternating current.
제 3 항에 있어서,
상기 교류는 시스템 제어기에 의해 제어되는, 장치.
The method of claim 3, wherein
Wherein the alternating current is controlled by a system controller.
제 3 항에 있어서,
상기 교류는 상기 기입 엘리먼트를 구동시키는 전치증폭기(preamp)에 의해 제어되는, 장치.
The method of claim 3, wherein
The alternating current is controlled by a preamp driving the write element.
제 1 항에 있어서,
상기 예비가열 활성화 전류는 직류(direct current)를 포함하는, 장치.
The method of claim 1,
Wherein the preheat activation current comprises a direct current.
제 1 항에 있어서,
상기 매체는 비트 패터닝된 매체(bit patterned medium)를 포함하는, 장치.
The method of claim 1,
And the medium comprises a bit patterned medium.
제 7 항에 있어서,
상기 간격 동안 유니폴라 필드(unipolar field)가 횡단되며, 상기 활성화 전류는 직류이며, 상기 에너지 소스는 상기 간격 동안 활성화되는, 장치.
The method of claim 7, wherein
During the interval a unipolar field is traversed, the activation current is direct current, and the energy source is activated during the interval.
제 7 항에 있어서,
상기 간격 동안 바이폴라 필드(bipolar field)가 횡단되며, 상기 에너지 소스는 상기 간격 동안 활성화되지 않는, 장치.
The method of claim 7, wherein
The bipolar field is traversed during the interval and the energy source is not activated during the interval.
방법으로서,
가열 자기 기록 매체의 일부에 데이터가 기입될 것임을 결정하는 단계;
상기 매체의 일부에 상기 데이터가 기입되기 전에 일정 간격(an interval) 동안 기입 엘리먼트에 예비가열 활성화 전류를 인가하는 단계 ―상기 예비가열 활성화 전류는 다른 데이터가 상기 매체에 기입되지 않게 하며 상기 일부에 상기 데이터를 기입하기 이전에 상기 기입 엘리먼트 및/또는 드라이버 회로가 열적 평형이 되게 함―;
상기 간격 이후에, 상기 매체의 일부를 가열하도록 구성된 에너지 소스를 활성화시키고(energizing) 상기 매체의 일부에 데이터를 기입하기 위해 상기 기입 엘리먼트에 활성화 전류를 인가하는 단계
를 포함하는, 방법.
As a method,
Determining that data will be written to a portion of the heated magnetic recording medium;
Applying a preheat activation current to a write element for an interval before the data is written to a portion of the medium, wherein the preheat activation current prevents other data from being written to the medium and Bring the write element and / or driver circuit into thermal equilibrium prior to writing data;
After the interval, energizing an energy source configured to heat a portion of the medium and applying an activation current to the write element to write data to the portion of the medium.
/ RTI >
제 10 항에 있어서,
상기 간격 동안 상기 에너지 소스를 비활성화(de-energizing)시키는 단게를 더 포함하는, 방법.
11. The method of claim 10,
And de-energizing the energy source during the interval.
제 10 항에 있어서,
상기 예비가열 활성화 전류는 교류를 포함하는, 방법.
11. The method of claim 10,
And the preheating activation current comprises alternating current.
제 12 항에 있어서,
시스템 제어기를 통해 상기 교류를 제어하는 단계를 더 포함하는, 방법.
13. The method of claim 12,
Controlling the alternating current through a system controller.
제 12 항에 있어서,
상기 기입 엘리먼트를 구동시키는 전치증폭기내에서 상기 교류를 제어하는 단계를 더 포함하는, 방법.
13. The method of claim 12,
Controlling the alternating current in a preamplifier driving the write element.
기입 헤드로서,
가열 자기 기록 매체에 열을 인가하여 상기 기록 매체에 대한 기입을 용이하게 하도록 구성된 디바이스;
기입 코일
을 포함하며, 상기 기입 코일은 상기 기입 코일에 대한 전력의 인가에 응답하여 상기 자기 매체에 자기장을 인가하도록 구성되며, 상기 기입 코일은, 적어도 상기 기록 매체로부터 열이 제거될 때, 상기 기입 코일에 대한 전력의 인가에 응답하여 상기 기입 헤드와 상기 자기 매체 간의 공간을 제어하도록 구성되는, 기입 헤드.
As the write head,
A device configured to apply heat to a heated magnetic recording medium to facilitate writing to the recording medium;
Fill coil
Wherein the write coil is configured to apply a magnetic field to the magnetic medium in response to the application of power to the write coil, the write coil to the write coil, at least when heat is removed from the recording medium. And control the space between the write head and the magnetic medium in response to the application of power to the device.
제 15 항에 있어서,
상기 디바이스는 근접장 트랜스듀서를 포함하며, 상기 장치는 상기 근접장 트랜스듀서에 에너지를 인가하도록 구성된 광학 디바이스를 더 포함하는, 기입 헤드.
The method of claim 15,
And the device comprises a near field transducer, the apparatus further comprising an optical device configured to apply energy to the near field transducer.
제 15 항에 있어서,
상기 기록 코일에 대한 전력의 인가는, 상기 기입 헤드와 상기 기록 매체 사이의 공간을 변화시키는 상기 기입 헤드의 가열-유도 돌출부(heat-induced protrusion)를 야기시키는, 기입 헤드.
The method of claim 15,
Application of power to the recording coil causes a heat-induced protrusion of the write head that changes the space between the write head and the recording medium.
제 15 항에 있어서,
상기 기입 코일에 대한 전력의 인가는 전용 히터 대신 사용되어, 상기 기입 헤드의 트랜스듀서에 대한 상기 공간을 제어하는, 기입 헤드.
The method of claim 15,
The application of power to the write coil is used in place of a dedicated heater to control the space for the transducer of the write head.
제 15 항에 있어서,
상기 기입 코일은 상기 자기 매체에 데이터를 기록하는 것 및 상기 기록 매체에 대한 기입 동안 상기 기입 헤드와 상기 기록 매체 간의 공간을 제어하는 것 양자 모두를 위해 추가로 구성되는, 기입 헤드.
The method of claim 15,
The writing coil is further configured for both writing data to the magnetic medium and controlling the space between the writing head and the recording medium during writing to the recording medium.
제 15 항에 있어서,
상기 자기장은 상기 기록 매체로부터 열이 제거될 때 상기 기록 매체에 데이터를 기입하지 않는, 기록 헤드.
The method of claim 15,
The magnetic field does not write data to the recording medium when heat is removed from the recording medium.
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