熱アシスト記録（ＴｈｅｒｍａｌｌｙＡｓｓｉｓｔｅｄＲｅｃｏｒｄｉｎｇ；ＴＡＲ）パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ
【課題】書き込み同期およびサーボフィールドの光検出を行う熱アシスト記録（ＴＡＲ）パターンドメディアディスクドライブを提供する。
【解決手段】熱アシスト記録（ＴＡＲ）ビットパターンメディア（ＢＰＭ）磁気記録ディスクドライブは、書き込み同期のための同期フィールドの光検出と、読み込み／書き込みヘッド位置決め用サーボセクタの光検出を利用する。同期フィールドとサーボセクタは不連続の非データ用ブロックにパターン化される。近接場トランスデューサは、レーザ光をディスクに向かわせ、ディスク上に、パワー吸収プロファイルを発生させる。センサは、ディスクが回転するときの同期フィールドとサーボセクタ内の非データ用ブロックとギャップからの放射に応答して、出力信号を供給して、データアイランドに印加される書き込み磁場のタイミングを制御し、かつ、データトラックへの読み込み／書き込みヘッドの位置決めを制御する。
【解決手段】熱アシスト記録（ＴＡＲ）ビットパターンメディア（ＢＰＭ）磁気記録ディスクドライブは、書き込み同期のための同期フィールドの光検出と、読み込み／書き込みヘッド位置決め用サーボセクタの光検出を利用する。同期フィールドとサーボセクタは不連続の非データ用ブロックにパターン化される。近接場トランスデューサは、レーザ光をディスクに向かわせ、ディスク上に、パワー吸収プロファイルを発生させる。センサは、ディスクが回転するときの同期フィールドとサーボセクタ内の非データ用ブロックとギャップからの放射に応答して、出力信号を供給して、データアイランドに印加される書き込み磁場のタイミングを制御し、かつ、データトラックへの読み込み／書き込みヘッドの位置決めを制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各データビットがディスク上の磁気的に絶縁されたアイランド内に保存される、パターンドメディアを使用する熱アシスト記録（ＴＡＲ）型磁気記録ディスクドライブに関し、より詳しくは、このタイプのディスクドライブのサーボ制御と書き込み同期に関する。
【背景技術】
【０００２】
データの高密度化のために、ビットパターンドメディア（Bit-Patterned Media ;BPM）とも呼ばれるパターンド磁気記録媒体を用いる磁気記録ハードディスクドライブが提案されてきた。パターンドメディアでは、ディスク上の磁性材料が、絶縁された小さなデータアイランドまたは同心円状のデータトラックに配置されたアイランドにパターン化されている。各アイランドは１つの磁気「ビット」を含み、隣接するアイランドから非磁性領域によって分離される。これは従来の連続媒体と異なる。連続媒体では、１つの「ビット」が、弱結合によって１つの磁気ドメインを形成する、複数の隣接する磁性粒子によって構成され、ビットが物理的に相互に近接している。パターンドメディアディスクは、磁化方向が記録層平面に平行、または記録層の平面内にある長手磁気記録媒体でも、また、磁化方向が記録層に垂直または記録層平面外にある垂直磁気記録媒体でもよい。パターン化されたアイランドに必要な磁気的絶縁を実現するには、アイランド間の領域の磁気モーメントを破壊するか、実質的に低減させて、これらの領域が基本的に非磁性となるようにしなければならない。あるいは、アイランド間の領域に磁性材料が実質的にまったくないように媒体を製作してもよい。
【０００３】
１つのタイプのパターンドメディアにおいて、データアイランドは、隆起した、離間された柱状体であり、これがディスク基板表面の上方に延び、基板表面上の、柱状体の間には谷部または堀状部が画定される。このタイプのパターンドメディアは、プリエッチングされた柱状体と堀状部のパターンが、比較的低コストの大量生産工程、たとえばリソグラフィやナノインプリンティングで形成できるため、関心を集めている。その後、磁気記録層の材料がプリエッチングされた基板表面全体に堆積され、柱状体と堀状部の両方の端部を被覆する。堀状部は読み込み／書き込みヘッドより十分に深く、読み込みまたは書き込みに不利な影響を与えない。
【０００４】
パターンドメディアディスクドライブには、従来の連続媒体ディスクドライブと同様に、読み込みおよび書き込み中に、読み込み／書き込みヘッドを所望のトラック上に位置決めし、トラック上に保持するためのサーボ制御システムも必要となる。これは一般に、ディスク周辺に角度離間された専用の非データ用サーボ領域またはセクタによって実現される。パターンドメディアディスクでは、非磁性空間によって分離される不連続のサーボアイランドまたはブロックを含む、非データ用サーボ領域が提案されている。サーボブロックは位置エラー信号（Position error signal ; PES）フィールドにパターン化され、このフィールドは、読み込みヘッドによって検出され、ＰＥＳに変調されるサーボリードバック信号を発生して、読み込み／書き込みヘッドを所望のデータトラックに位置決めし、トラック上に保持する。
【０００５】
非データ用サーボ領域に加え、書き込み同期のための非データ用同期フィールドも有するパターンドメディアディスクが提案されている。データビットが連続媒体に書き込まれる従来の磁気記録とは異なり、パターンドメディアディスクの不連続データアイランド間の磁化転移は、個々のデータアイランドの位置によって統制される所定の位置に限定される。それゆえ、書き込みヘッドの書き込み電流の反転を、個々のデータアイランドがヘッドの下を通過するのと同期させる必要がある。非データ用同期フィールドは、読み込みヘッドによって検出され、書き込みヘッドの同期に使用される。本願と同じ譲受人に譲渡された特許文献１には、非データ用書き込み同期フィールドを有するパターンドメディアディスクドライブが記載されている。
【０００６】
熱アシスト記録（Thermally Assisted Recording ; ＴＡＲ）とも呼ばれる、熱アシスト磁気記録（Heat-Assisted Magnetic Recording ; HAMR）が提案されている。ＴＡＲシステムでは、近接場トランスデューサ（Near-field Transducer ; NFT）を備える光導波路が、レーザ等の放射光源からの熱を、ディスク上の磁気記録層の局所領域を加熱するように方向づける。放射光は磁気材料を局所的にそのキュリ温度付近またはそれ以上まで加熱して、飽和保磁力を書き込みヘッドによる書き込みが可能となる程度まで十分に下げる。ＴＡＲシステムは、パターンドメディアディスクドライブ用に提案されており、この場合、各データアイランドが加熱されて、書き込みヘッドからの書き込み磁場がアイランドに印加されると、磁気材料の飽和保磁力が低下する。
【０００７】
パターンドメディアＴＡＲディスクドライブにも、サーボ制御システムと書き込み同期が必要である。パターンドメディアＴＡＲディスクドライバ用に提案されたサーボ制御システムは、熱アシストを利用しないパターンドメディアディスクドライブ用のものと同じであり、それゆえ、ディスク周辺に角度離間され、読み込みヘッドによって検出される非データ用磁性サーボ領域を使用する。磁気サーボ方式には、書き込みクロックがサーボセクタごとにしか更新されず、それゆえ、システムが更新と更新の間に発生する磁化の乱れやドリフトの影響を受けやすいという問題がある。サーボセクタを相互に近接させてまとめると、記録空間がとられてしまう。非データ用サーボ領域の磁気リードバックに依存しない方式は、サーボ信号が書き込み工程中に発生される磁場によって破壊されないため、サーボリードバック中に書き込み工程を停止する必要がないという利点を有する。これによって、サーボ機能実装のためのストレージオーバーヘッド全体が削減される。
【０００８】
書き込み同期に関しては、専用の同期フィールドではなく、実際のデータアイランドを使用する光学的方式が提案されている。たとえば、２００８年９月１１日の、本願と同じ譲受人に譲渡された特許文献２には、読み込みヘッドの代わりに放射光検出器を使って、データアイランドから反射された放射光を検出するパターンドメディアＴＡＲディスクドライブが記載されており、この放射光検出器の出力は、書き込みヘッドからの書き込みパルスのクロッキングを制御するために使用される。しかしながら、放射光吸収コントラストは、面密度と、データアイランドの熱安定性および書き込み特性を最大限にしようとするシステムにおいては、きわめて低い可能性となる。アイランド縁辺部の間に広いギャップのあるデータアイランドの場合、放射光の変動を検出する方式が最も有効であるが、これは高密度ＢＰＭには望ましくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第７，６７５，７０３Ｂ２号明細書
【特許文献２】米国特許出願第１１／２０９，０８９号（米国特許出願公開第２０１０／００６１０１８Ａ１号）明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
求められているのは、非データ用領域からの磁気リードバックに依存せず、それでも十分な信号対雑音比を提供する、サーボ制御および書き込み同期機能を備えるパターンドメディアＴＡＲディスクドライブである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、書き込み同期のための同期フィールドの光検出と、読み込み／書き込みヘッドの位置決めのためのサーボセクタの光検出を利用する、ＴＡＲパターンドメディア磁気記録ディスクドライブに関する。ＴＡＲディスクは、非データ用同期フィールドと、パターン化されたデータトラックを略半径方向に横切って延びるサーボセクタを有するＢＰＭディスクであり、非データ用同期フィールドとサーボセクタの各々は、トラック方向のギャップによって分離された不連続の非データ用ブロックにパターン化されている。読み込みおよび書き込みヘッドのためのキャリアはまた、レーザ放射光をディスクへと方向付ける近接場トランスデューサ（ＮＦＴ）を備える光チャネルも支持する。ＮＦＴによってディスク上に発生するパワー吸収プロファイルは、その特徴として、トラック方向のスポットサイズが同期フィールドとサーボセクタの中の非データ用ブロック間のギャップのトラック方向の長さより小さい。センサは、ディスクが回転すると、同期フィールドとサーボセクタの中の非データ用ブロックとギャップからの放射光に応答して出力信号を供給する。同期フィールドからのセンサ出力信号は、書き込みヘッドによってデータアイランドに印加される書き込み磁場のタイミングを制御する。サーボセクタからのセンサ出力信号もまた、データトラック上の読み込み／書き込みヘッドの位置決めを制御する。
【００１２】
本発明の性質と利点をさらに理解するために、以下の詳細な説明を添付の図面とともに参照するべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】先行技術において提案されている、熱アシストを利用せずに動作するパターンドメディアディスクドライブの上面図である。
【図２】先行技術において提案されているパターンドメディアディスクドライブに関連する電子回路のブロック図であり、パターンド磁気記録ディスクの断面図も示す。
【図３】先行技術において提案されている、複数のデータトラックにわたるパターン化された同期フィールドとパターン化されたサーボセクタを有するパターンドメディアディスクの一部を示す概略図である。
【図４Ａ】本発明による熱アシスト記録（ＴＡＲ）パターンドメディアディスクドライブに関連する電子回路のブロック図であり、パターンド磁気記録ディスクの非データ用領域の断面図も示す。
【図４Ｂ】本実施の形態で使用するディスクから見た近接場トランスデューサ（ＮＦＴ）の、図である。
【図５】本実施の形態において、非データ用領域のブロックとギャップがＮＦＴを通過するときに、ＮＦＴから反射される光パワーのグラフ（強度比）である。
【図６Ａ】非データ用ブロックとギャップの間の光パワー吸収コントラストのコンピュータシミュレーションにおける、３つの非データ用ブロックを表す図である。
【図６Ｂ】非データ用ブロックとギャップの間の光パワー吸収コントラストのコンピュータシミュレーションにおける、トラック方向のブロック間隔が図６Ａの図とは異なる、３つの非データ用ブロックを表す図である。
【図７】本実施の形態によるパターンドメディアディスクの一部の、非データ用同期フィールドと非データ用サーボセクタを示す図である。
【図８Ａ】本実施の形態で使用するディスクから見た近接場トランスデューサ（ＮＦＴ）の図であり、第一の頂点部、第二の頂点部および、第二の頂点部に隣接する導電体を示す。
【図８Ｂ】本実施の形態において放射光センサとして機能する単純な回路である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、先行技術において提案されている、熱アシストを使用しないパターンドメディアディスクドライブ１００の上面図である。ドライブ１００は筐体またはベース１１２を有し、筐体またはベース１１２はアクチュエータ１３０と、パターンド磁気記録ディスク１０をその中心１３の周囲で回転させるスピンドルモータ（図示せず）を支持する。アクチュエータ１３０は、剛性アーム１３４を有し、矢印１２４で示されているように枢軸１３２の周囲で回転する、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）ロータリアクチュエータであってもよい。ヘッドサスペンションアセンブリは、一端がアクチュエータアーム１３４に取り付けられているサスペンション１２１と、サスペンション１２１の反対の端に取り付けられている、空気軸受スライダ１２２等のヘッドキャリアを含む。サスペンション１２１により、ヘッドキャリア１２２はディスク１０の表面から非常に近い位置に保持される。スライダ１２２は、読み込み／書き込みまたは記録ヘッド１０９を支持する。記録ヘッド１０９は一般に、インダクティブ書き込みヘッドと磁気抵抗読み込みヘッドの複合体（読み込み／書き込みヘッドともいう）であり、スライダ１２２の後端または端面に配置される。図１には、１枚のディスクの表面とそれに関連付けられたスライダと書き込みヘッドだけが示されているが、一般には、スピンドルモータによって回転されるハブの上には複数のディスクが積み重ねられ、各ディスクの各面に別のスライダと書き込みヘッドが関連付けられる。
【００１５】
パターンド磁気記録ディスク１０は、ディスク基板１１と、基板１１の上の磁性材料からなる不連続のデータアイランド３０を含む。データアイランド３０は、データ保存のための不連続の磁気ビットの役割を果たす。不連続のデータアイランド３０の各々は、非磁性領域または空間によって他のブロックから分離された磁化ブロックである。「非磁性」という用語は、データアイランド間のスペースが、誘電材料等の非強磁性材料または、印加される磁場がなければ実質的なリマネントモーメントを持たない材料で形成されているか、または溝または堀状部の磁気材料が、ブロックより十分に深く、読み込みまたは書き込みに不利な影響を与えないことを意味する。データアイランド間の非磁性スペースは、磁気記録層またはディスク基板上の磁性材料の欠如部分、たとえば、溝や谷部等であってもよい。
【００１６】
データアイランド３０は、半径方向に離間された円形のトラックに配置され、トラックは環状の帯またはゾーン１５１、１５２、１５３にグループ分けされる。各トラック内で、データアイランド３０は一般に、固定バイト長のデータセクタに配置される（たとえば、５１２バイトまたは４０９６バイトに、エラー訂正コーディング（ＥＣＣ）とデータセクタヘッダのためのバイトが追加される）。データセクタの数は、各ゾーンで異なる。データトラックを環状ゾーンにグループ分けすることによって、帯状の書き込みが可能となり、データアイランドの角度離間と、それゆえデータレートが各ゾーンで異なる。図１は３つのゾーン１５１、１５２、１５３が示され、各ゾーンに関して、代表的な同心円状のデータトラック１６１、１６２、１６３の一部のみが示されている。図１には３つのゾーンしか描かれていないが、現代のディスクドライブは一般に約２０のゾーンを有する。各ゾーンにおいて、略半径方向に向かう同期（ｓｙｎｃ）マーク、たとえばゾーン１５３の中の一般的なｓｙｎｃマーク１７３を含む専用の非データ用領域もある。各ｓｙｎｃマーク１７３は、円周方向に離間された複数のマークであってもよく、その間隔は各ゾーンで異なり、これらは読み込みヘッドによって検出されて、書き込みヘッドはその領域の中のデータアイランドの特定の間隔と同期されることが可能となる。ゾーン１５３の中のｓｙｎｃマーク１７３の間のデータ領域１６４のような、連続するｓｙｎｃマーク間のデータ領域には、複数の固定バイト長のデータセクタが含まれる。ｓｙｎｃマークは、特定のデータセクタのセクタヘッダの中にあってもよい。データが書き込みまたは読み込みされることになる物理的な位置は、ヘッドの番号、トラック番号（複数のディスクがある場合は「シリンダ」番号とも呼ばれる）およびデータセクタ番号によって識別される。
【００１７】
ディスク１０がその中心１３の周囲で、矢印２０の方向に回転すると、アクチュエータ１３０の動きによって、ヘッドキャリア１２２の後端にある読み込み／書き込みヘッド１０９が、ディスク１０の上の異なるデータトラックとゾーンに到達することができる。アクチュエータ１３０は、枢軸１３２の周囲で旋回するロータリアクチュエータであるため、読み込み／書き込みヘッド１０９のディスク１０を横切る経路は、完全な半径ではなく弓状線１３５である。
【００１８】
各データトラックはまた、ヘッド１０９を所望のデータトラックに移動させ、ヘッド１０９をデータトラック上に保持するために読み込みヘッドにより検出可能な位置決め情報を含む、円周方向または角度方向に離間された複数の専用の非データ用サーボ領域またはセクタ１２０を含む。各トラック内のサーボセクタは、他のトラック内のサーボセクタと円周方向に整合して、略半径方向にトラックを横切り、これは半径方向のサーボセクタ１２０によって表される。サーボセクタ１２０は、ヘッド１０９の弓状経路１３５と略同じ弓状の形状である。サーボセクタ１２０はディスク上の非データ用領域であり、通常はディスクの製造または形成中に一度磁化され、ディスクドライブの通常の動作中に消去されないことが意図されている。ｓｙｎｃマーク（たとえばｓｙｎｃマーク１７３）は、データセクタのためのセクタヘッドの中に位置付けられてもよく、あるいは、サーボセクタ１２０の中に位置付けられてもよい。
【００１９】
図２は、ディスクドライブ１００に関連付けられる電子回路のブロック図であり、不連続の磁化可能データアイランド１から９の形のパターンドメディアの磁気記録層を有する磁気記録ディスク１０の断面図も示している。図２はまた、スライダの一部も示しており、これは磁気抵抗読み込み要素またはヘッド１０９ｂと書き込み要素またはヘッド１０９ａを含む、読み込み／書き込みヘッド１０９を有する。読み込みヘッド１０９ｂと書き込みヘッド１０９ａは、スライダ１２２の後端１２２ａに形成される。アイランド１から９に示される矢印は、アイランドの中の磁気モーメントまたは磁化方向を示し、これは垂直または平面外磁気記録の場合を描いている。データの読み込みまたは書き込みは、書き込み極を有するインダクティブコイル書き込みヘッド１０９ａによって行われ、書き込み極は、書き込みヘッドのコイルの中の電流の方向に応じて、２つの磁化方向の一方にアイランドを磁化する磁場を発生する。アイランド１から９の間には磁性材料がないため、書き込みパルスは、適当なアイランドを磁化するように正確にタイミングがとられなければならない。
【００２０】
ディスクドライブの電子回路は、読み込み／書き込み（Ｒ／Ｗ）電子回路１１３、サーボ電子回路１１２、コントローラ電子回路１１５およびインタフェース電子回路１１４を含む。Ｒ／Ｗ電子回路１１３は、読み込みヘッド１０９ｂから信号を受信し、サーボセクタ１２０からのサーボ情報をサーボ電子回路１１２に送信し、データセクタからのデータ信号をコントローラ電子回路１１５に送信する。サーボ電子回路１１２は一般に、サーボ制御プロセッサを含み、これはサーボセクタ１２０からのサーボ情報を使って制御アルゴリズムを実行し、これによって制御信号を生成する。制御信号は、ロータリアクチュエータ１３０を駆動して、ヘッド１０９を位置決めする電流に変換される。インタフェース電子回路１１４は、インタフェース１１６を通じてホストシステム（図示せず）と通信し、データおよびコマンド情報を送信する。インタフェース電子回路１１４はまた、インタフェース１１８を通じてコントローラ電子回路１１５と通信する。インタフェース電子回路１１４は、ホストシステム、たとえばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）から、インタフェース１１６を通じてデータセクタの読み込みまたは書き込みを行うためのリクエストを受信する。コントローラ電子回路１１５は、マイクロプロセッサと関連するメモリ１１５ａを有する。コントローラ電子機器１１５は、インタフェース電子回路１１４からのリクエストデータセクタのリストを受け取り、これらをディスク表面（そのディスク表面に関連付けられるヘッド番号）、トラックおよびデータセクタを個々に識別する番号の集合に変換する。これらの番号は、サーボ電子回路１１２に送信され、ヘッド１０９を適当なデータセクタに位置決めすることが可能となる。
【００２１】
図２はまた、ＰＣ等のホストシステムとディスクドライブ１００の間のデータの伝送を概略的に示す。データセクタの中の、書き込まれたデータアイランドからの信号は、読み込みヘッド１０９ｂによって検出され、読み込み／書き込み電子回路１１３によって増幅、復号される。データは、コントローラ電子回路１１５に送信され、またインタフェース電子回路１１４からインタフェース１１６を介してホストに送信される。ディスク１０に書き込まれるべきデータは、ホストからインタフェース電子回路１１４とコントローラ電子回路１１５に送信され、その後データキューとしてパターン発生器１１７に、その後、書き込みドライバ１１９へと送信される。書き込みドライバ１１９は、高周波数電流パルスを書き込みヘッド１０９ａのコイルに発生させ、それによって書き込み磁場が発生して、データアイランド１から９を磁化する。書き込みクロック１４０は、異なるデータゾーンに対応する異なる周波数で動作でき、線１４４上でクロック信号を出力して、パターン発生器１１７と書き込みドライバ１１９のタイミングを制御する。ｓｙｎｃマーク検出器１４１は、入力線１４２の上でＲ／Ｗ電子回路１１３からのリードバック信号を受信し、線１４３上で信号を出力して、書き込みクロック１４０のタイミングを制御する。ｓｙｎｃマーク検出器１４１は、Ｒ／Ｗ電子回路１１３からのｓｙｎｃマーク（たとえば、図１のｓｙｎｃマーク１７３）を検出する。各ゾーンのｓｙｎｃマークの間隔は異なるため、ｓｙｎｃマーク検出器１４１により、書き込みクロック１４０は、異なるゾーンの各々の中のデータアイランドの間隔と同期できるようになる。
【００２２】
図３は、先行技術において提案されている、複数のデータトラックにわたるパターン化された非データ用ｓｙｎｃフィールド１７３とパターン化された非データ用サーボセクタ１２０を有するパターンドメディアデディスク１０の一部を示す概略図である。４つの完全なデータトラック３０８、３０９、３１０と半分のトラック３１１が示されており、それぞれ、各トラック中心線３２８、３２９、３３０、３３１を有する。読み込みヘッド１０９ｂは、データトラック３０８の中に位置決めされているように示され、ディスクが矢印２０の方向に回転すると、ｓｙｎｃフィールド１７３とサーボセクタ１２０の中の非データ用アイランドを検出する。
【００２３】
ｓｙｎｃフィールド１７３は、４つのｓｙｎｃマークとして、非磁性空間によって分離された、磁化された非データ用アイランド１７３ａから１７３ｄを有するように描かれている。ｓｙｎｃマークは、半径方向にデータトラックを横切って延びるストライプであり、その結果、そのデータセクタでデータの読み込みまたは書き込みが行われる前に、フェーズロックループデータクロックをロックするのに適した単一周波数パターンが得られる。
【００２４】
サーボセクタ１２０は、従来の連続媒体ディスクドライブのセクタサーボシステムにおいて一般的に使用されるタイプの従来のサーボパターンであり、明瞭を期すために、ごく単純化したパターンを示している。サーボパターンは、非データ用アイランドを含むサーボフィールドを含み、そのうちの３つが、サーボタイミングマーク（ＳＴＭ）フィールド３０２、トラックＩＤ（ＴＩＤ）フィールド３０４および位置エラー信号（ＰＥ）フィールド３０６が、アイランドのグループＡ〜Ｄからなる４つのＰＥＳフィールドの周知の方形パターンとして示されている。グループＡからＤのＰＥＳアイランドは、ヘッドの半径方向の位置のうちの一部分を決定するのに使用される。ヘッドがトラックの中央にあるとき、グループＡのアイランドとグループＢのアイランドからのリードバック信号の振幅は等しい。ヘッドが半分のトラックの位置にあるとき、グループＣのアイランドとグループＤのアイランドからの振幅は等しい。ヘッドがトラックから外れると、すべてのアイランドからの振幅は増加または減少する。ＰＥＳアイランドの振幅はサーボ電子回路１１２の中で復号されて、ヘッドの位置変更に使用される。
【００２５】
図３において、ｓｙｎｃフィールド１６３、データセクタ１６４およびサーボセクタ１２０の中のアイランドはすべて、磁性材料からなる不連続のデータアイランドであり、同じ垂直方向、すなわち図３の用紙の中に入る、または用紙から出る、いずれかの方向に磁化される。アイランドは一般に、製造中に大型磁石によってＤＣ磁化される。不連続のアイランドの各々は、１９０として示される非磁性空間によって他のアイランドから分離される磁化アイランドである。「非磁性」という用語は、アイランド間のスペース１９０が、誘電体等の非強磁性材料または、印加される磁場がなければ実質的なリマネントモーメントを持たない材料によって形成されるか、あるいは溝または堀状部の中の磁性材料がアイランドより十分に深く、読み込みまたは書き込みに不利な影響を与えないことを意味する。非磁性スペース１９０はまた、磁気記録層またはディスク基板内の溝または谷部のように、磁性材料が欠如している部分でもよい。非磁性空間１９０はまた、ディスクが略平坦になるまで溝または堀状部に高分子材料を充填すれば、非磁性高分子材料で構成されてもよい。
【００２６】
本実施の形態は、不連続の非データ用ブロックを有する専用の書き込み同期領域とサーボ領域を使用するが、非データ用ブロックが読み込みヘッドではなく、非データ用ブロックとブロック間のスペースによって吸収される光パワーの量に応答する別の放射光センサによって検出される、パターンドメディアＴＡＲディスクドライブである。図３の非データ用アイランドとは異なり、本実施の形態において、非データ用ブロックは、これらがディスクドライブの磁気抵抗読み込みヘッドによって検出されることが意図されたものではないため、磁性材料で形成する必要がない。同期フィールドとサーボセクタ内の非データ用ブロックは、放射光センサからの信号を最適化するトラック方向の長さを有するギャップによって分離される。
【００２７】
図４Ａは、ＴＡＲパターンドメディアディスクドライブに関連付けられた電子回路のブロック図であり、空気軸受スライダ４２２と磁気記録ディスク４１０の断面図も、同期フィールド４７３とサーボセクタ４２０の一部とともに示している。同期フィールド４７３は、ｓｙｎｃマークとして機能し、ギャップ４７３ｅ〜４７３ｇによって分離される、パターン化された非データ用ブロック４７３ａ〜４７３ｄを有する。図４Ａに示されるように、ブロック４７３ａ〜４７３ｄは山領域、たとえば柱状部であり、ギャップ４７３ｅ〜４７３ｇは谷領域、たとえば陥凹部である。ブロックは、金属または金属合金材料、たとえばデータアイランド上のものと同じ材料で形成されてもよく、ギャップは非金属材料で形成されてもよい。ギャップはまた、平坦化されたディスクのように、非磁性材料で充填されてもよい。ディスク４１０はまた、サーボセクタ４２０のような非データ用サーボセクタを含み、これらはｓｙｎｃフィールド４７３のブロックとギャップのような非データ用ブロックとギャップを有するが、ＴＩＤマークとＰＥＳマークのようなサーボマークにパターン化されている。
【００２８】
スライダ４２２はまた、読み込みヘッド１０９ｂと書き込みヘッド１０９ａに加えて、光導波路またはチャネル２００を支持する。光チャネル２００は、スライダ４２２のディスクと対面する表面または空気軸受面（ＡＢＳ）に近接場トランスデューサ（ＮＦＴ）２１０を有する。放射光源２５０、たとえばダイオードレーザは、放射光を、ビームスプリッタ２５５を通って光導波路２００へと方向付ける。ディスクが方向２０に回転してスライダ４２２を通過すると、放射光はＮＦＴ２１０に当たり、集光された近接場放射光が生成される。ＮＦＴ２１０から反射された放射光は、光導波路２００から、ビームスプリッタ２５５を通って、放射光センサ２６０に戻される。反射される光パワーは、ＮＦＴ２１０がブロックまたはブロック間のギャップのどちらと相互作用したかによって異なる。
【００２９】
本明細書において、「近接場」トランスデューサとは「近接場光学装置」を指し、この中で、光はサブ波長の特徴を有する素子へ、その素子から、その素子の中または近くを通過し、光は第一の素子からサブ波長の距離に配置された第二の素子に結合される。ＮＦＴは一般に、第一の頂点または頂点部として形成される表面特徴部に電荷移行運動を集中させるような方法で成形された低損失金属（たとえば、Ａｕ、Ａｇ、ＡｌまたはＣｕ）を使用する。振動する頂点部の電荷により、強力な近接場パターンが生成する。時々、金属構造は、表面プラズモンまたは局所的プラズモンと呼ばれる共鳴電荷移行を発生させて、さらに強度を高めることができる。振動する頂点部の電荷による電磁界はその後、近接場での光出力を発生させ、これがディスク上のデータアイランドと非データ用ブロックに方向付けられる。ＮＦＴ２１０は、放射光源２５０からの放射光の波長より小さい特徴を有し、ＮＦＴ２１０と、ブロックとギャップの間の間隔は、放射光源２５０からの放射光の波長より小さい。
【００３０】
図４Ｂは、ディスクから見たＮＦＴ２１０の図であり、ＮＦＴ２１０を、第一の頂点部２１２を有するＥ字形アンテナとして描いている。Ｅ字形と頂上部の形状は、電子ビームリソグラフィまたは光リソグラフィによって形成されてもよい。ＮＦＴ２１０の金属膜の、基板面に垂直な高さは、約７５から１２５ｎｍの間である。トラックに直交する方向のＮＦＴ２１０の内角間の距離は、約２５０から４００ｎｍであってもよい。頂点部２１２の、トラックと直交する方向の幅は約１０から４０ｎｍ、トラック方向の長さは約２０から５０ｎｍである。レーザの波長は、これらのＥ字形アンテナの寸法に適合するように、７５０ｎｍから１０００ｎｍの範囲であってもよい。偏光がＥ字形アンテナの第一の頂点部２１２と一致している場合、頂点部２１２の端部に強力な近接場パターンが発生する。Ｅ字形アンテナを、局所的プラズモン周波数が入射光の波長と適合するような寸法に調整することにより、第一の頂点部２１２に共鳴電荷移行を発生させることができる。ＮＦＴ２１０は、入力光パワーを、ディスクの表面上の、第一の頂点部２１２付近の非常に小さいスポットに集光する。一例において、第一の頂点部２１２幅が２４ｎｍの金のＮＦＴと、非データ用ブロックが高さ２０ｎｍ、直径２４ｎｍのコバルトアイランドであるディスクの場合、光導波路の光パワーの１０％超が１つのコバルトアイランド内で散逸する。
【００３１】
放射光センサ２６０からの出力信号は、ＮＦＴブロックか連結されたシステムとＮＦＴギャップが連結されたシステムからの反射光の強度の差を表す。図５は、ブロックとギャップがＮＦＴ２１０を通過するときに、ＮＦＴ２１０から反射された光パワー（強度比）のグラフであり、時間に関する放射光センサ２６０への入力を表す。図５の略図には、ブロックが柱状でその最上部がＮＦＴから８ｎｍ離れ、ギャップが陥凹部でＮＦＴから４０ｎｍ離れている場合のコンピュータモデルのシミュレーションの結果を含めている。放射光センサ２６０は、好ましくは光ダイオードであり、それゆえ、ディスクが回転し、非データ用ブロックとギャップがＮＦＴ２１０を通過するときの、反射された光パワーの中のこの変動を表す出力信号を供給する。
【００３２】
データアイランドへのデータ書き込み中、レーザ２５０は、ＮＦＴ２１０からの放射光がデータアイランドを加熱して、書き込みヘッド１０９ａからの磁場によるデータアイランド内の磁化反転が促進されるようにする書き込みパワー設定に設定される。また、書き込み中、同期フィールドがＮＦＴ２１０を通過すると、センサ２６０はＮＦＴ２１０から反射された放射光を検出し、それゆえ、同期ブロック４７３ａから４７３ｄとギャップ４７３ｅから４７３ｇを検出する。センサ２６０の出力はｓｙｎｃマーク検出器１４１に送信され、書き込みクロック１４０のタイミングを制御する。また、書き込み中、サーボフィールド４２０がＮＦＴ２１０を通過すると、センサ２６０はＮＦＴ２１０から反射された放射光を検出し、それゆえ、サーボブロックとギャップ、たとえば、ＴＩＤサーボマークとＰＥＳサーボマークを検出する。センサ２６０の出力はまた、サーボ電子回路１１２に送信され、これがディスクドライブアクチュエータ１３０を制御して、書き込み中、トラック上に書き込みヘッド１０９ａを保持する。
【００３３】
読み込みヘッド１０９ｂによるデータアイランドからのデータ読み込み中、サーボフィールド４２０がＮＦＴ２１０を通過すると、センサ２６０はＮＦＴ２１０から反射された放射光を検出し、それゆえ、サーボブロックとギャップ、たとえば、ＴＩＤサーボマークとＰＥＳサーボマークを検出する。また、レーザ２５０は少なくとも２つのパワー設定値を有し、読み込み中は書き込み中の書き込みパワーより小さい、低いパワー設定値を選択できる。レーザの低いほうのパワーは、データアイランド内の磁性材料の温度をそのキュリ温度付近まで上昇させないように、十分に低い。センサ２６０の出力は、サーボ電子回路１１２に送信され、これがディスクドライブアクチュエータ１３０を制御して、読み込み中、トラック上に読み込みヘッド１０９ｂを保持する。一般に、スライダ上の読み込みヘッド１０９ｂと書き込みヘッド１０９ａの間には、物理的なラジアルオフセットがあるため、スライダの弓状経路１３５（図１）による歪みのために、センサ２６０は、書き込みヘッド１０９ａと整合し、読み込みヘッド１０９ａによって読み取られているトラックとは異なるトラック上のサーボマークを検出する。読み込み／書き込みオフセットの量はトラック数に関係し、ディスクドライブ電子回路の中のルックアップテーブルから判断され、これは当業界で周知のとおりである。
【００３４】
本実施の形態において、トラック方向の非データ用ブロック間のギャップは、ＮＦＴによって生成されるパワー吸収スポットのトラック方向の長さより大きいトラック方向の長さを有する。図６Ａは、非データ用ブロックとギャップ間の光パワー吸収コントラストのコンピュータシミュレーションにおける３つの非データ用ブロックを表す。このシミュレーションでは、各ブロックは金属磁性材料で形成される。シミュレーションではＣｏが使用されたが、Ｃｏ／Ｐｄ多層体、ＦｅＰｔ合金またはＣｏＣｒＰｔ合金等の磁性材料も同様の結果を示す。ブロック間のギャップは、空気または、ＳｉＯ２等の誘電材料で形成される。ＮＦＴと磁性媒体との分離は８ｎｍであったが、１０ｎｍ未満の空間であれば同様の結果が得られる。各ブロックは２４ｎｍ×２４ｎｍの正方形で、隣接するブロックとは中心から中心の距離で４２ｎｍだけトラック方向に離間されている。ブロック間のギャップは、トラック方向の長さが１８ｎｍである。ＮＦＴにより頂点部に発生する振動電荷密度は、特徴的なパワー吸収プロファイルまたはスポットの半径が２４ｎｍとなるような程度であり、これは点線の円２１７によって示される。パワー吸収スポットは、連続金属磁性媒体のうち、ＮＦＴがその媒体の表面から約５から１０ｎｍ以内に近づけられると、電磁放射光が吸収される領域である。パワー吸収スポットの大きさと形状は、ＮＦＴの具体的な形状によって決定される。Ｅアンテナ（図４Ｂ）の場合、パワー吸収スポットは、頂点部２１２のトラックと直交する方向の幅と略同じ直径の円である。シミュレーションは、平均光パワー吸収より大きな光吸収コントラストが１．５％であることを示している。図６Ｂは、非データ用ブロックとギャップの間の光パワー吸収コントラストと同様のコンピュータシミュレーションを示しているが、トラック方向の間隔が図６Ａと異なる。このシミュレーションでは、ブロック間のギャップは、トラック方向の長さが６０ｎｍであり、これはトラック方向のスポットサイズ２４ｎｍより大きい。シミュレーションは、平均光パワー吸収より大きな光吸収コントラストが４．６％に増えたことを示している。
【００３５】
図７は、本実施の形態によるパターンドメディアディスクの一部の図である。トラック４０８から４１１のような代表的なトラックが、ｓｙｎｃフィールド４７３とサーボフィールド４２０の間にあるデータアイランドとともに示されている。サーボフィールド４２０は、グレイコードＴＩＤフィールド４０４とＰＥＳフィールド４０６の一部とともに描かれている。ＰＥＳフィールド４０６内のＰＥＳブロックは、周知の「ヌル」サーボパターンとしてパターン化されているが、他のタイプのＰＥＳパターン、たとえば、図３の先行技術の図に示されたアイランドグループＡからＤからなる４つのＰＥＳフィールドの周知の方形パターン等にパターン化することも可能である。非データ用フィールド４７３、４０４および４０６の中の非データ用ブロックの各々は、隣接する非データ用ブロックからギャップＧだけ離れている。放射光吸収コントラストを最適化するための重要な設計パラメータは、ギャップＧを、トラック方向の長さがパワー吸収スポットのトラック方向の大きさより大きくなるように選択することである。好ましくは、半径方向に隣接する非データ用ブロック間のトラックに直交する方向の間隔もまた、パワー吸収スポットのトラックに直交する大きさより大きく、これは、たとえばサーボブロック４０８ａと４１０ａによって示されている。非データ用ブロックは、データアイランドと同時にパターン化されるため、非データ用ブロックは、好ましくは、データアイランドと同じ材料、すなわち、垂直磁気記録媒体に使用または提案される周知の強磁性金属または金属合金のいずれかで形成される。同様に、非データ用ブロック周辺の領域４９０は、一般に、データアイランドの周辺の領域４９０と同じ材料で形成される非磁性スペースである。ディスク周辺のデータフィールドが組み込まれた同期フィールド４７３とサーボフィールド４２０は、データフィールドへのデータ書き込み中に、同時に検出可能である。
【００３６】
図８Ａは、放射光センサ２６０'の異なる実施形態で使用するためのＮＦＴ２１０'をディスクから見た図である。ＮＦＴ２１０'は、図４Ｂに示されるＮＦＴ２１０と同様であるが、第二の頂点部２１３を有し、これは第一の頂点部２１２と実質的に同じ形状である。第二の頂点部２１３は、導電体２１４の付近に位置付けられる。導電体２１４は導電性の「ナノワイヤ」であり、その抵抗は温度によって変化する。偏光がＥアンテナの第一の頂点部２１２と整合している、頂点部２１２の端部には強力な近接場パターンが発生する。Ｅ型アンテナの寸法を、局所的プラズモン周波数が入射光の波長と適合するように調整することによって、第一の頂点部２１２に共鳴電荷移行を発生させることができる。ＮＦＴ２１０'は、入力光パワーを、ディスク表面上の、第一の頂点部２１２の付近の非常に小さいスポットに集光する。
【００３７】
第二の頂点部２１３は、ＮＦＴ２１０'の一部を形成し、電荷密度振動の極大点に位置付けられる。第二の頂点部２１３はさらに、金のＮＦＴ２１０'の電荷を集中させて、第一の頂点部２１２のパターンと同様の強力な近接場パターンを生成する。第二の頂点部２１３が原因となるディスクの温度上昇は、第一の頂点部２１２によって起こされるピーク温度上昇のわずか約１５％にすぎない。導電性ナノワイヤ（導電体２１４）が第二の頂点部２１３の付近に位置付けられ、第二の頂点部２１３によって発生される光近接場によって加熱される。ナノワイヤの加熱の程度は、ＮＦＴ２１０'の電荷密度振動の振幅によって影響を受ける。レーザ光源からの入力パワーが一定であると、ＮＦＴ２１０'の中の電荷密度振動の振幅は、ディスクのうち、第一の頂点部２１２に直接隣接する部分である非データ用ブロックまたはギャップのいずれかによって最も影響を受ける。電荷密度振動の振幅（および、それゆえナノワイヤの加熱）は、ディスクに供給される光パワー全体を変化させるどの領域によっても影響を受ける。たとえば、１つのコバルトの非データ用ブロックが第一の頂点部２１２の近くに位置付けられると、入射光パワーの約１０％がブロック内で散逸し、これは、電荷密度振動が、第二の頂点部２１３より小さく、その結果、ナノワイヤの加熱の程度が減少することを意味する。ブロックが第一の頂点部２１２を通過し、ギャップが第一の頂点部２１２の付近に位置付けられると、電荷密度振動が増大し、これによって第二の頂点部２１３からナノワイヤに伝送される光パワーが増大し、それゆえ、ナノワイヤの温度が上昇する。
【００３８】
図８Ｂは放射光センサ２６０'を示す単純な回路であり、これを使って、ナノワイヤ（導電体２１４）が、電荷密度振動の振幅が第二の頂点部２１３の中で変化するときに加熱（および冷却）によって起こされる温度変化に応答して、可変抵抗として機能する様子を説明する。電流発生源Ｉｓは、導電体２１４に一定電流を供給し、温度変化によって抵抗が変化し、これがセンサ２６０'の電圧の変化として検出される。センサ２６０'の電圧出力は、図４Ａに関して説明した方法で、ｓｙｎｃマーク検出器１４１とサーボ電子回路１１２に入力される。ブロックはギャップより、第一の頂点部２１２に近く、それゆえ、第一の頂点部２１２からの光パワーをより多く散逸させ、これによって、第二の頂点部２１３によって導電体２１４に供給される光パワーが減少する。それにより、導電体２１４の加熱程度が減り、およびそれゆえ抵抗が低下し、その結果、電圧が低下する。ギャップを非金属材料で充填して、ディスクが金属のブロックと略平坦になるようにすることができる。すると、センサ２６０'の電圧低下は、第一の頂点部２１２の付近に金属領域が存在することを表す。
【００３９】
ナノワイヤ２１４は、温度変化（ｄＴ）による抵抗変化（ｄＲ）を示す導電性材料のいずれであってもよい。ナノワイヤからの信号対雑音比（ＳＮＲ）を最大限にするために、材料のｄＲ／ｄＴを大きく、その一方で抵抗を約１ｋオームより小さくして、ＲＣの時間定数とショットノイズを低減させるべきである。好ましくは、ナノワイヤは、金属または金属合金で形成される。しかしながら、ナノワイヤは、サーミスタ材料、半導体またはサーモカップル接合を形成する２つの材料であってもよく、またトンネリング接合であってもよい。室温から１００℃まで加熱される単純な金属ナノワイヤの場合、金属ブロックの通過によって温度は約２０℃低下し、その結果、抵抗は約１０％低下する。
【００４０】
本発明を、好ましい実施形態に関して特に図と文章で説明したが、当業者であれば、本発明の本質と範囲から逸脱することなく、形態や詳細をさまざまに変化させてもよいと理解されるであろう。したがって、開示された発明は、単に例示にすぎず、その範囲は付属の特許請求の範囲に明記されているようにのみ限定されると考えるものとする。
【符号の説明】
【００４１】
１０ 磁気記録ディスク
１１ ディスク基板
１３ 中心
３０ 不連続データアイランド
１００ ドライブ
１０９ 記録ヘッド
１０９ａ 書き込みヘッド
１０９ｂ 読み込みヘッド
１１２ サーボ電子回路
１１３ Ｒ／Ｗ電子回路
１１４ インタフェース電子回路
１１５ コントローラ電子回路
１１５ａ メモリ
１１６ インタフェース
１１７ パターン発生器
１１８ インタフェース
１１９ 書き込みドライバ
１２０ 非データ用サーボ領域
１２２ キャリア
１３０ アクチュエータ
１３２ 枢軸
１３４ アーム
１３５ 弓状経路
１４０ 書き込みクロック
１４１ 同期マーク検出器
１４２ 線
１４３ 線
１５１ 環状の帯
１５２ 環状の帯
１５３ 環状の帯
１６１ 同心円状データトラック
１６２ 同心円状データトラック
１６３ 同心円状データトラック
１６４ データ領域
１７３ ｓｙｎｃマーク
１９０ スペース
２００ 光導波路
２１０ 近接場トランスデューサ
２１２ 第一の頂点部
２１３ 第二の頂点部
２１４ 導電体
２５０ 放射光源
２５５ ビームスプリッタ
２６０ 放射光センサ
３０２ ＳＴＭフィールド
３０４ ＴＩＤフィールド
３０６ ＰＥフィールド
３０８ データトラック
３０９ データトラック
３１０ データトラック
３１１ データトラック
３２８ トラック中心線
３２９ トラック中心線
３３０ トラック中心線
３３１ トラック中心線
４０８ トラック
４０９ トラック
４１０ トラック
４１１ トラック
４１０ ディスク
４２０ サーボセクタ
４２２ スライダ
４７３ａ〜ｄ 非データ用ブロック
４７３ｅ〜ｇ ギャップ
４９０ 非データ用ブロック周辺の領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各データビットがディスク上の磁気的に絶縁されたアイランド内に保存される、パターンドメディアを使用する熱アシスト記録（ＴＡＲ）型磁気記録ディスクドライブに関し、より詳しくは、このタイプのディスクドライブのサーボ制御と書き込み同期に関する。
【背景技術】
【０００２】
データの高密度化のために、ビットパターンドメディア（Bit-Patterned Media ;BPM）とも呼ばれるパターンド磁気記録媒体を用いる磁気記録ハードディスクドライブが提案されてきた。パターンドメディアでは、ディスク上の磁性材料が、絶縁された小さなデータアイランドまたは同心円状のデータトラックに配置されたアイランドにパターン化されている。各アイランドは１つの磁気「ビット」を含み、隣接するアイランドから非磁性領域によって分離される。これは従来の連続媒体と異なる。連続媒体では、１つの「ビット」が、弱結合によって１つの磁気ドメインを形成する、複数の隣接する磁性粒子によって構成され、ビットが物理的に相互に近接している。パターンドメディアディスクは、磁化方向が記録層平面に平行、または記録層の平面内にある長手磁気記録媒体でも、また、磁化方向が記録層に垂直または記録層平面外にある垂直磁気記録媒体でもよい。パターン化されたアイランドに必要な磁気的絶縁を実現するには、アイランド間の領域の磁気モーメントを破壊するか、実質的に低減させて、これらの領域が基本的に非磁性となるようにしなければならない。あるいは、アイランド間の領域に磁性材料が実質的にまったくないように媒体を製作してもよい。
【０００３】
１つのタイプのパターンドメディアにおいて、データアイランドは、隆起した、離間された柱状体であり、これがディスク基板表面の上方に延び、基板表面上の、柱状体の間には谷部または堀状部が画定される。このタイプのパターンドメディアは、プリエッチングされた柱状体と堀状部のパターンが、比較的低コストの大量生産工程、たとえばリソグラフィやナノインプリンティングで形成できるため、関心を集めている。その後、磁気記録層の材料がプリエッチングされた基板表面全体に堆積され、柱状体と堀状部の両方の端部を被覆する。堀状部は読み込み／書き込みヘッドより十分に深く、読み込みまたは書き込みに不利な影響を与えない。
【０００４】
パターンドメディアディスクドライブには、従来の連続媒体ディスクドライブと同様に、読み込みおよび書き込み中に、読み込み／書き込みヘッドを所望のトラック上に位置決めし、トラック上に保持するためのサーボ制御システムも必要となる。これは一般に、ディスク周辺に角度離間された専用の非データ用サーボ領域またはセクタによって実現される。パターンドメディアディスクでは、非磁性空間によって分離される不連続のサーボアイランドまたはブロックを含む、非データ用サーボ領域が提案されている。サーボブロックは位置エラー信号（Position error signal ; PES）フィールドにパターン化され、このフィールドは、読み込みヘッドによって検出され、ＰＥＳに変調されるサーボリードバック信号を発生して、読み込み／書き込みヘッドを所望のデータトラックに位置決めし、トラック上に保持する。
【０００５】
非データ用サーボ領域に加え、書き込み同期のための非データ用同期フィールドも有するパターンドメディアディスクが提案されている。データビットが連続媒体に書き込まれる従来の磁気記録とは異なり、パターンドメディアディスクの不連続データアイランド間の磁化転移は、個々のデータアイランドの位置によって統制される所定の位置に限定される。それゆえ、書き込みヘッドの書き込み電流の反転を、個々のデータアイランドがヘッドの下を通過するのと同期させる必要がある。非データ用同期フィールドは、読み込みヘッドによって検出され、書き込みヘッドの同期に使用される。本願と同じ譲受人に譲渡された特許文献１には、非データ用書き込み同期フィールドを有するパターンドメディアディスクドライブが記載されている。
【０００６】
熱アシスト記録（Thermally Assisted Recording ; ＴＡＲ）とも呼ばれる、熱アシスト磁気記録（Heat-Assisted Magnetic Recording ; HAMR）が提案されている。ＴＡＲシステムでは、近接場トランスデューサ（Near-field Transducer ; NFT）を備える光導波路が、レーザ等の放射光源からの熱を、ディスク上の磁気記録層の局所領域を加熱するように方向づける。放射光は磁気材料を局所的にそのキュリ温度付近またはそれ以上まで加熱して、飽和保磁力を書き込みヘッドによる書き込みが可能となる程度まで十分に下げる。ＴＡＲシステムは、パターンドメディアディスクドライブ用に提案されており、この場合、各データアイランドが加熱されて、書き込みヘッドからの書き込み磁場がアイランドに印加されると、磁気材料の飽和保磁力が低下する。
【０００７】
パターンドメディアＴＡＲディスクドライブにも、サーボ制御システムと書き込み同期が必要である。パターンドメディアＴＡＲディスクドライバ用に提案されたサーボ制御システムは、熱アシストを利用しないパターンドメディアディスクドライブ用のものと同じであり、それゆえ、ディスク周辺に角度離間され、読み込みヘッドによって検出される非データ用磁性サーボ領域を使用する。磁気サーボ方式には、書き込みクロックがサーボセクタごとにしか更新されず、それゆえ、システムが更新と更新の間に発生する磁化の乱れやドリフトの影響を受けやすいという問題がある。サーボセクタを相互に近接させてまとめると、記録空間がとられてしまう。非データ用サーボ領域の磁気リードバックに依存しない方式は、サーボ信号が書き込み工程中に発生される磁場によって破壊されないため、サーボリードバック中に書き込み工程を停止する必要がないという利点を有する。これによって、サーボ機能実装のためのストレージオーバーヘッド全体が削減される。
【０００８】
書き込み同期に関しては、専用の同期フィールドではなく、実際のデータアイランドを使用する光学的方式が提案されている。たとえば、２００８年９月１１日の、本願と同じ譲受人に譲渡された特許文献２には、読み込みヘッドの代わりに放射光検出器を使って、データアイランドから反射された放射光を検出するパターンドメディアＴＡＲディスクドライブが記載されており、この放射光検出器の出力は、書き込みヘッドからの書き込みパルスのクロッキングを制御するために使用される。しかしながら、放射光吸収コントラストは、面密度と、データアイランドの熱安定性および書き込み特性を最大限にしようとするシステムにおいては、きわめて低い可能性となる。アイランド縁辺部の間に広いギャップのあるデータアイランドの場合、放射光の変動を検出する方式が最も有効であるが、これは高密度ＢＰＭには望ましくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第７，６７５，７０３Ｂ２号明細書
【特許文献２】米国特許出願第１１／２０９，０８９号（米国特許出願公開第２０１０／００６１０１８Ａ１号）明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
求められているのは、非データ用領域からの磁気リードバックに依存せず、それでも十分な信号対雑音比を提供する、サーボ制御および書き込み同期機能を備えるパターンドメディアＴＡＲディスクドライブである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、書き込み同期のための同期フィールドの光検出と、読み込み／書き込みヘッドの位置決めのためのサーボセクタの光検出を利用する、ＴＡＲパターンドメディア磁気記録ディスクドライブに関する。ＴＡＲディスクは、非データ用同期フィールドと、パターン化されたデータトラックを略半径方向に横切って延びるサーボセクタを有するＢＰＭディスクであり、非データ用同期フィールドとサーボセクタの各々は、トラック方向のギャップによって分離された不連続の非データ用ブロックにパターン化されている。読み込みおよび書き込みヘッドのためのキャリアはまた、レーザ放射光をディスクへと方向付ける近接場トランスデューサ（ＮＦＴ）を備える光チャネルも支持する。ＮＦＴによってディスク上に発生するパワー吸収プロファイルは、その特徴として、トラック方向のスポットサイズが同期フィールドとサーボセクタの中の非データ用ブロック間のギャップのトラック方向の長さより小さい。センサは、ディスクが回転すると、同期フィールドとサーボセクタの中の非データ用ブロックとギャップからの放射光に応答して出力信号を供給する。同期フィールドからのセンサ出力信号は、書き込みヘッドによってデータアイランドに印加される書き込み磁場のタイミングを制御する。サーボセクタからのセンサ出力信号もまた、データトラック上の読み込み／書き込みヘッドの位置決めを制御する。
【００１２】
本発明の性質と利点をさらに理解するために、以下の詳細な説明を添付の図面とともに参照するべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】先行技術において提案されている、熱アシストを利用せずに動作するパターンドメディアディスクドライブの上面図である。
【図２】先行技術において提案されているパターンドメディアディスクドライブに関連する電子回路のブロック図であり、パターンド磁気記録ディスクの断面図も示す。
【図３】先行技術において提案されている、複数のデータトラックにわたるパターン化された同期フィールドとパターン化されたサーボセクタを有するパターンドメディアディスクの一部を示す概略図である。
【図４Ａ】本発明による熱アシスト記録（ＴＡＲ）パターンドメディアディスクドライブに関連する電子回路のブロック図であり、パターンド磁気記録ディスクの非データ用領域の断面図も示す。
【図４Ｂ】本実施の形態で使用するディスクから見た近接場トランスデューサ（ＮＦＴ）の、図である。
【図５】本実施の形態において、非データ用領域のブロックとギャップがＮＦＴを通過するときに、ＮＦＴから反射される光パワーのグラフ（強度比）である。
【図６Ａ】非データ用ブロックとギャップの間の光パワー吸収コントラストのコンピュータシミュレーションにおける、３つの非データ用ブロックを表す図である。
【図６Ｂ】非データ用ブロックとギャップの間の光パワー吸収コントラストのコンピュータシミュレーションにおける、トラック方向のブロック間隔が図６Ａの図とは異なる、３つの非データ用ブロックを表す図である。
【図７】本実施の形態によるパターンドメディアディスクの一部の、非データ用同期フィールドと非データ用サーボセクタを示す図である。
【図８Ａ】本実施の形態で使用するディスクから見た近接場トランスデューサ（ＮＦＴ）の図であり、第一の頂点部、第二の頂点部および、第二の頂点部に隣接する導電体を示す。
【図８Ｂ】本実施の形態において放射光センサとして機能する単純な回路である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、先行技術において提案されている、熱アシストを使用しないパターンドメディアディスクドライブ１００の上面図である。ドライブ１００は筐体またはベース１１２を有し、筐体またはベース１１２はアクチュエータ１３０と、パターンド磁気記録ディスク１０をその中心１３の周囲で回転させるスピンドルモータ（図示せず）を支持する。アクチュエータ１３０は、剛性アーム１３４を有し、矢印１２４で示されているように枢軸１３２の周囲で回転する、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）ロータリアクチュエータであってもよい。ヘッドサスペンションアセンブリは、一端がアクチュエータアーム１３４に取り付けられているサスペンション１２１と、サスペンション１２１の反対の端に取り付けられている、空気軸受スライダ１２２等のヘッドキャリアを含む。サスペンション１２１により、ヘッドキャリア１２２はディスク１０の表面から非常に近い位置に保持される。スライダ１２２は、読み込み／書き込みまたは記録ヘッド１０９を支持する。記録ヘッド１０９は一般に、インダクティブ書き込みヘッドと磁気抵抗読み込みヘッドの複合体（読み込み／書き込みヘッドともいう）であり、スライダ１２２の後端または端面に配置される。図１には、１枚のディスクの表面とそれに関連付けられたスライダと書き込みヘッドだけが示されているが、一般には、スピンドルモータによって回転されるハブの上には複数のディスクが積み重ねられ、各ディスクの各面に別のスライダと書き込みヘッドが関連付けられる。
【００１５】
パターンド磁気記録ディスク１０は、ディスク基板１１と、基板１１の上の磁性材料からなる不連続のデータアイランド３０を含む。データアイランド３０は、データ保存のための不連続の磁気ビットの役割を果たす。不連続のデータアイランド３０の各々は、非磁性領域または空間によって他のブロックから分離された磁化ブロックである。「非磁性」という用語は、データアイランド間のスペースが、誘電材料等の非強磁性材料または、印加される磁場がなければ実質的なリマネントモーメントを持たない材料で形成されているか、または溝または堀状部の磁気材料が、ブロックより十分に深く、読み込みまたは書き込みに不利な影響を与えないことを意味する。データアイランド間の非磁性スペースは、磁気記録層またはディスク基板上の磁性材料の欠如部分、たとえば、溝や谷部等であってもよい。
【００１６】
データアイランド３０は、半径方向に離間された円形のトラックに配置され、トラックは環状の帯またはゾーン１５１、１５２、１５３にグループ分けされる。各トラック内で、データアイランド３０は一般に、固定バイト長のデータセクタに配置される（たとえば、５１２バイトまたは４０９６バイトに、エラー訂正コーディング（ＥＣＣ）とデータセクタヘッダのためのバイトが追加される）。データセクタの数は、各ゾーンで異なる。データトラックを環状ゾーンにグループ分けすることによって、帯状の書き込みが可能となり、データアイランドの角度離間と、それゆえデータレートが各ゾーンで異なる。図１は３つのゾーン１５１、１５２、１５３が示され、各ゾーンに関して、代表的な同心円状のデータトラック１６１、１６２、１６３の一部のみが示されている。図１には３つのゾーンしか描かれていないが、現代のディスクドライブは一般に約２０のゾーンを有する。各ゾーンにおいて、略半径方向に向かう同期（ｓｙｎｃ）マーク、たとえばゾーン１５３の中の一般的なｓｙｎｃマーク１７３を含む専用の非データ用領域もある。各ｓｙｎｃマーク１７３は、円周方向に離間された複数のマークであってもよく、その間隔は各ゾーンで異なり、これらは読み込みヘッドによって検出されて、書き込みヘッドはその領域の中のデータアイランドの特定の間隔と同期されることが可能となる。ゾーン１５３の中のｓｙｎｃマーク１７３の間のデータ領域１６４のような、連続するｓｙｎｃマーク間のデータ領域には、複数の固定バイト長のデータセクタが含まれる。ｓｙｎｃマークは、特定のデータセクタのセクタヘッダの中にあってもよい。データが書き込みまたは読み込みされることになる物理的な位置は、ヘッドの番号、トラック番号（複数のディスクがある場合は「シリンダ」番号とも呼ばれる）およびデータセクタ番号によって識別される。
【００１７】
ディスク１０がその中心１３の周囲で、矢印２０の方向に回転すると、アクチュエータ１３０の動きによって、ヘッドキャリア１２２の後端にある読み込み／書き込みヘッド１０９が、ディスク１０の上の異なるデータトラックとゾーンに到達することができる。アクチュエータ１３０は、枢軸１３２の周囲で旋回するロータリアクチュエータであるため、読み込み／書き込みヘッド１０９のディスク１０を横切る経路は、完全な半径ではなく弓状線１３５である。
【００１８】
各データトラックはまた、ヘッド１０９を所望のデータトラックに移動させ、ヘッド１０９をデータトラック上に保持するために読み込みヘッドにより検出可能な位置決め情報を含む、円周方向または角度方向に離間された複数の専用の非データ用サーボ領域またはセクタ１２０を含む。各トラック内のサーボセクタは、他のトラック内のサーボセクタと円周方向に整合して、略半径方向にトラックを横切り、これは半径方向のサーボセクタ１２０によって表される。サーボセクタ１２０は、ヘッド１０９の弓状経路１３５と略同じ弓状の形状である。サーボセクタ１２０はディスク上の非データ用領域であり、通常はディスクの製造または形成中に一度磁化され、ディスクドライブの通常の動作中に消去されないことが意図されている。ｓｙｎｃマーク（たとえばｓｙｎｃマーク１７３）は、データセクタのためのセクタヘッドの中に位置付けられてもよく、あるいは、サーボセクタ１２０の中に位置付けられてもよい。
【００１９】
図２は、ディスクドライブ１００に関連付けられる電子回路のブロック図であり、不連続の磁化可能データアイランド１から９の形のパターンドメディアの磁気記録層を有する磁気記録ディスク１０の断面図も示している。図２はまた、スライダの一部も示しており、これは磁気抵抗読み込み要素またはヘッド１０９ｂと書き込み要素またはヘッド１０９ａを含む、読み込み／書き込みヘッド１０９を有する。読み込みヘッド１０９ｂと書き込みヘッド１０９ａは、スライダ１２２の後端１２２ａに形成される。アイランド１から９に示される矢印は、アイランドの中の磁気モーメントまたは磁化方向を示し、これは垂直または平面外磁気記録の場合を描いている。データの読み込みまたは書き込みは、書き込み極を有するインダクティブコイル書き込みヘッド１０９ａによって行われ、書き込み極は、書き込みヘッドのコイルの中の電流の方向に応じて、２つの磁化方向の一方にアイランドを磁化する磁場を発生する。アイランド１から９の間には磁性材料がないため、書き込みパルスは、適当なアイランドを磁化するように正確にタイミングがとられなければならない。
【００２０】
ディスクドライブの電子回路は、読み込み／書き込み（Ｒ／Ｗ）電子回路１１３、サーボ電子回路１１２、コントローラ電子回路１１５およびインタフェース電子回路１１４を含む。Ｒ／Ｗ電子回路１１３は、読み込みヘッド１０９ｂから信号を受信し、サーボセクタ１２０からのサーボ情報をサーボ電子回路１１２に送信し、データセクタからのデータ信号をコントローラ電子回路１１５に送信する。サーボ電子回路１１２は一般に、サーボ制御プロセッサを含み、これはサーボセクタ１２０からのサーボ情報を使って制御アルゴリズムを実行し、これによって制御信号を生成する。制御信号は、ロータリアクチュエータ１３０を駆動して、ヘッド１０９を位置決めする電流に変換される。インタフェース電子回路１１４は、インタフェース１１６を通じてホストシステム（図示せず）と通信し、データおよびコマンド情報を送信する。インタフェース電子回路１１４はまた、インタフェース１１８を通じてコントローラ電子回路１１５と通信する。インタフェース電子回路１１４は、ホストシステム、たとえばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）から、インタフェース１１６を通じてデータセクタの読み込みまたは書き込みを行うためのリクエストを受信する。コントローラ電子回路１１５は、マイクロプロセッサと関連するメモリ１１５ａを有する。コントローラ電子機器１１５は、インタフェース電子回路１１４からのリクエストデータセクタのリストを受け取り、これらをディスク表面（そのディスク表面に関連付けられるヘッド番号）、トラックおよびデータセクタを個々に識別する番号の集合に変換する。これらの番号は、サーボ電子回路１１２に送信され、ヘッド１０９を適当なデータセクタに位置決めすることが可能となる。
【００２１】
図２はまた、ＰＣ等のホストシステムとディスクドライブ１００の間のデータの伝送を概略的に示す。データセクタの中の、書き込まれたデータアイランドからの信号は、読み込みヘッド１０９ｂによって検出され、読み込み／書き込み電子回路１１３によって増幅、復号される。データは、コントローラ電子回路１１５に送信され、またインタフェース電子回路１１４からインタフェース１１６を介してホストに送信される。ディスク１０に書き込まれるべきデータは、ホストからインタフェース電子回路１１４とコントローラ電子回路１１５に送信され、その後データキューとしてパターン発生器１１７に、その後、書き込みドライバ１１９へと送信される。書き込みドライバ１１９は、高周波数電流パルスを書き込みヘッド１０９ａのコイルに発生させ、それによって書き込み磁場が発生して、データアイランド１から９を磁化する。書き込みクロック１４０は、異なるデータゾーンに対応する異なる周波数で動作でき、線１４４上でクロック信号を出力して、パターン発生器１１７と書き込みドライバ１１９のタイミングを制御する。ｓｙｎｃマーク検出器１４１は、入力線１４２の上でＲ／Ｗ電子回路１１３からのリードバック信号を受信し、線１４３上で信号を出力して、書き込みクロック１４０のタイミングを制御する。ｓｙｎｃマーク検出器１４１は、Ｒ／Ｗ電子回路１１３からのｓｙｎｃマーク（たとえば、図１のｓｙｎｃマーク１７３）を検出する。各ゾーンのｓｙｎｃマークの間隔は異なるため、ｓｙｎｃマーク検出器１４１により、書き込みクロック１４０は、異なるゾーンの各々の中のデータアイランドの間隔と同期できるようになる。
【００２２】
図３は、先行技術において提案されている、複数のデータトラックにわたるパターン化された非データ用ｓｙｎｃフィールド１７３とパターン化された非データ用サーボセクタ１２０を有するパターンドメディアデディスク１０の一部を示す概略図である。４つの完全なデータトラック３０８、３０９、３１０と半分のトラック３１１が示されており、それぞれ、各トラック中心線３２８、３２９、３３０、３３１を有する。読み込みヘッド１０９ｂは、データトラック３０８の中に位置決めされているように示され、ディスクが矢印２０の方向に回転すると、ｓｙｎｃフィールド１７３とサーボセクタ１２０の中の非データ用アイランドを検出する。
【００２３】
ｓｙｎｃフィールド１７３は、４つのｓｙｎｃマークとして、非磁性空間によって分離された、磁化された非データ用アイランド１７３ａから１７３ｄを有するように描かれている。ｓｙｎｃマークは、半径方向にデータトラックを横切って延びるストライプであり、その結果、そのデータセクタでデータの読み込みまたは書き込みが行われる前に、フェーズロックループデータクロックをロックするのに適した単一周波数パターンが得られる。
【００２４】
サーボセクタ１２０は、従来の連続媒体ディスクドライブのセクタサーボシステムにおいて一般的に使用されるタイプの従来のサーボパターンであり、明瞭を期すために、ごく単純化したパターンを示している。サーボパターンは、非データ用アイランドを含むサーボフィールドを含み、そのうちの３つが、サーボタイミングマーク（ＳＴＭ）フィールド３０２、トラックＩＤ（ＴＩＤ）フィールド３０４および位置エラー信号（ＰＥ）フィールド３０６が、アイランドのグループＡ〜Ｄからなる４つのＰＥＳフィールドの周知の方形パターンとして示されている。グループＡからＤのＰＥＳアイランドは、ヘッドの半径方向の位置のうちの一部分を決定するのに使用される。ヘッドがトラックの中央にあるとき、グループＡのアイランドとグループＢのアイランドからのリードバック信号の振幅は等しい。ヘッドが半分のトラックの位置にあるとき、グループＣのアイランドとグループＤのアイランドからの振幅は等しい。ヘッドがトラックから外れると、すべてのアイランドからの振幅は増加または減少する。ＰＥＳアイランドの振幅はサーボ電子回路１１２の中で復号されて、ヘッドの位置変更に使用される。
【００２５】
図３において、ｓｙｎｃフィールド１６３、データセクタ１６４およびサーボセクタ１２０の中のアイランドはすべて、磁性材料からなる不連続のデータアイランドであり、同じ垂直方向、すなわち図３の用紙の中に入る、または用紙から出る、いずれかの方向に磁化される。アイランドは一般に、製造中に大型磁石によってＤＣ磁化される。不連続のアイランドの各々は、１９０として示される非磁性空間によって他のアイランドから分離される磁化アイランドである。「非磁性」という用語は、アイランド間のスペース１９０が、誘電体等の非強磁性材料または、印加される磁場がなければ実質的なリマネントモーメントを持たない材料によって形成されるか、あるいは溝または堀状部の中の磁性材料がアイランドより十分に深く、読み込みまたは書き込みに不利な影響を与えないことを意味する。非磁性スペース１９０はまた、磁気記録層またはディスク基板内の溝または谷部のように、磁性材料が欠如している部分でもよい。非磁性空間１９０はまた、ディスクが略平坦になるまで溝または堀状部に高分子材料を充填すれば、非磁性高分子材料で構成されてもよい。
【００２６】
本実施の形態は、不連続の非データ用ブロックを有する専用の書き込み同期領域とサーボ領域を使用するが、非データ用ブロックが読み込みヘッドではなく、非データ用ブロックとブロック間のスペースによって吸収される光パワーの量に応答する別の放射光センサによって検出される、パターンドメディアＴＡＲディスクドライブである。図３の非データ用アイランドとは異なり、本実施の形態において、非データ用ブロックは、これらがディスクドライブの磁気抵抗読み込みヘッドによって検出されることが意図されたものではないため、磁性材料で形成する必要がない。同期フィールドとサーボセクタ内の非データ用ブロックは、放射光センサからの信号を最適化するトラック方向の長さを有するギャップによって分離される。
【００２７】
図４Ａは、ＴＡＲパターンドメディアディスクドライブに関連付けられた電子回路のブロック図であり、空気軸受スライダ４２２と磁気記録ディスク４１０の断面図も、同期フィールド４７３とサーボセクタ４２０の一部とともに示している。同期フィールド４７３は、ｓｙｎｃマークとして機能し、ギャップ４７３ｅ〜４７３ｇによって分離される、パターン化された非データ用ブロック４７３ａ〜４７３ｄを有する。図４Ａに示されるように、ブロック４７３ａ〜４７３ｄは山領域、たとえば柱状部であり、ギャップ４７３ｅ〜４７３ｇは谷領域、たとえば陥凹部である。ブロックは、金属または金属合金材料、たとえばデータアイランド上のものと同じ材料で形成されてもよく、ギャップは非金属材料で形成されてもよい。ギャップはまた、平坦化されたディスクのように、非磁性材料で充填されてもよい。ディスク４１０はまた、サーボセクタ４２０のような非データ用サーボセクタを含み、これらはｓｙｎｃフィールド４７３のブロックとギャップのような非データ用ブロックとギャップを有するが、ＴＩＤマークとＰＥＳマークのようなサーボマークにパターン化されている。
【００２８】
スライダ４２２はまた、読み込みヘッド１０９ｂと書き込みヘッド１０９ａに加えて、光導波路またはチャネル２００を支持する。光チャネル２００は、スライダ４２２のディスクと対面する表面または空気軸受面（ＡＢＳ）に近接場トランスデューサ（ＮＦＴ）２１０を有する。放射光源２５０、たとえばダイオードレーザは、放射光を、ビームスプリッタ２５５を通って光導波路２００へと方向付ける。ディスクが方向２０に回転してスライダ４２２を通過すると、放射光はＮＦＴ２１０に当たり、集光された近接場放射光が生成される。ＮＦＴ２１０から反射された放射光は、光導波路２００から、ビームスプリッタ２５５を通って、放射光センサ２６０に戻される。反射される光パワーは、ＮＦＴ２１０がブロックまたはブロック間のギャップのどちらと相互作用したかによって異なる。
【００２９】
本明細書において、「近接場」トランスデューサとは「近接場光学装置」を指し、この中で、光はサブ波長の特徴を有する素子へ、その素子から、その素子の中または近くを通過し、光は第一の素子からサブ波長の距離に配置された第二の素子に結合される。ＮＦＴは一般に、第一の頂点または頂点部として形成される表面特徴部に電荷移行運動を集中させるような方法で成形された低損失金属（たとえば、Ａｕ、Ａｇ、ＡｌまたはＣｕ）を使用する。振動する頂点部の電荷により、強力な近接場パターンが生成する。時々、金属構造は、表面プラズモンまたは局所的プラズモンと呼ばれる共鳴電荷移行を発生させて、さらに強度を高めることができる。振動する頂点部の電荷による電磁界はその後、近接場での光出力を発生させ、これがディスク上のデータアイランドと非データ用ブロックに方向付けられる。ＮＦＴ２１０は、放射光源２５０からの放射光の波長より小さい特徴を有し、ＮＦＴ２１０と、ブロックとギャップの間の間隔は、放射光源２５０からの放射光の波長より小さい。
【００３０】
図４Ｂは、ディスクから見たＮＦＴ２１０の図であり、ＮＦＴ２１０を、第一の頂点部２１２を有するＥ字形アンテナとして描いている。Ｅ字形と頂上部の形状は、電子ビームリソグラフィまたは光リソグラフィによって形成されてもよい。ＮＦＴ２１０の金属膜の、基板面に垂直な高さは、約７５から１２５ｎｍの間である。トラックに直交する方向のＮＦＴ２１０の内角間の距離は、約２５０から４００ｎｍであってもよい。頂点部２１２の、トラックと直交する方向の幅は約１０から４０ｎｍ、トラック方向の長さは約２０から５０ｎｍである。レーザの波長は、これらのＥ字形アンテナの寸法に適合するように、７５０ｎｍから１０００ｎｍの範囲であってもよい。偏光がＥ字形アンテナの第一の頂点部２１２と一致している場合、頂点部２１２の端部に強力な近接場パターンが発生する。Ｅ字形アンテナを、局所的プラズモン周波数が入射光の波長と適合するような寸法に調整することにより、第一の頂点部２１２に共鳴電荷移行を発生させることができる。ＮＦＴ２１０は、入力光パワーを、ディスクの表面上の、第一の頂点部２１２付近の非常に小さいスポットに集光する。一例において、第一の頂点部２１２幅が２４ｎｍの金のＮＦＴと、非データ用ブロックが高さ２０ｎｍ、直径２４ｎｍのコバルトアイランドであるディスクの場合、光導波路の光パワーの１０％超が１つのコバルトアイランド内で散逸する。
【００３１】
放射光センサ２６０からの出力信号は、ＮＦＴブロックか連結されたシステムとＮＦＴギャップが連結されたシステムからの反射光の強度の差を表す。図５は、ブロックとギャップがＮＦＴ２１０を通過するときに、ＮＦＴ２１０から反射された光パワー（強度比）のグラフであり、時間に関する放射光センサ２６０への入力を表す。図５の略図には、ブロックが柱状でその最上部がＮＦＴから８ｎｍ離れ、ギャップが陥凹部でＮＦＴから４０ｎｍ離れている場合のコンピュータモデルのシミュレーションの結果を含めている。放射光センサ２６０は、好ましくは光ダイオードであり、それゆえ、ディスクが回転し、非データ用ブロックとギャップがＮＦＴ２１０を通過するときの、反射された光パワーの中のこの変動を表す出力信号を供給する。
【００３２】
データアイランドへのデータ書き込み中、レーザ２５０は、ＮＦＴ２１０からの放射光がデータアイランドを加熱して、書き込みヘッド１０９ａからの磁場によるデータアイランド内の磁化反転が促進されるようにする書き込みパワー設定に設定される。また、書き込み中、同期フィールドがＮＦＴ２１０を通過すると、センサ２６０はＮＦＴ２１０から反射された放射光を検出し、それゆえ、同期ブロック４７３ａから４７３ｄとギャップ４７３ｅから４７３ｇを検出する。センサ２６０の出力はｓｙｎｃマーク検出器１４１に送信され、書き込みクロック１４０のタイミングを制御する。また、書き込み中、サーボフィールド４２０がＮＦＴ２１０を通過すると、センサ２６０はＮＦＴ２１０から反射された放射光を検出し、それゆえ、サーボブロックとギャップ、たとえば、ＴＩＤサーボマークとＰＥＳサーボマークを検出する。センサ２６０の出力はまた、サーボ電子回路１１２に送信され、これがディスクドライブアクチュエータ１３０を制御して、書き込み中、トラック上に書き込みヘッド１０９ａを保持する。
【００３３】
読み込みヘッド１０９ｂによるデータアイランドからのデータ読み込み中、サーボフィールド４２０がＮＦＴ２１０を通過すると、センサ２６０はＮＦＴ２１０から反射された放射光を検出し、それゆえ、サーボブロックとギャップ、たとえば、ＴＩＤサーボマークとＰＥＳサーボマークを検出する。また、レーザ２５０は少なくとも２つのパワー設定値を有し、読み込み中は書き込み中の書き込みパワーより小さい、低いパワー設定値を選択できる。レーザの低いほうのパワーは、データアイランド内の磁性材料の温度をそのキュリ温度付近まで上昇させないように、十分に低い。センサ２６０の出力は、サーボ電子回路１１２に送信され、これがディスクドライブアクチュエータ１３０を制御して、読み込み中、トラック上に読み込みヘッド１０９ｂを保持する。一般に、スライダ上の読み込みヘッド１０９ｂと書き込みヘッド１０９ａの間には、物理的なラジアルオフセットがあるため、スライダの弓状経路１３５（図１）による歪みのために、センサ２６０は、書き込みヘッド１０９ａと整合し、読み込みヘッド１０９ａによって読み取られているトラックとは異なるトラック上のサーボマークを検出する。読み込み／書き込みオフセットの量はトラック数に関係し、ディスクドライブ電子回路の中のルックアップテーブルから判断され、これは当業界で周知のとおりである。
【００３４】
本実施の形態において、トラック方向の非データ用ブロック間のギャップは、ＮＦＴによって生成されるパワー吸収スポットのトラック方向の長さより大きいトラック方向の長さを有する。図６Ａは、非データ用ブロックとギャップ間の光パワー吸収コントラストのコンピュータシミュレーションにおける３つの非データ用ブロックを表す。このシミュレーションでは、各ブロックは金属磁性材料で形成される。シミュレーションではＣｏが使用されたが、Ｃｏ／Ｐｄ多層体、ＦｅＰｔ合金またはＣｏＣｒＰｔ合金等の磁性材料も同様の結果を示す。ブロック間のギャップは、空気または、ＳｉＯ２等の誘電材料で形成される。ＮＦＴと磁性媒体との分離は８ｎｍであったが、１０ｎｍ未満の空間であれば同様の結果が得られる。各ブロックは２４ｎｍ×２４ｎｍの正方形で、隣接するブロックとは中心から中心の距離で４２ｎｍだけトラック方向に離間されている。ブロック間のギャップは、トラック方向の長さが１８ｎｍである。ＮＦＴにより頂点部に発生する振動電荷密度は、特徴的なパワー吸収プロファイルまたはスポットの半径が２４ｎｍとなるような程度であり、これは点線の円２１７によって示される。パワー吸収スポットは、連続金属磁性媒体のうち、ＮＦＴがその媒体の表面から約５から１０ｎｍ以内に近づけられると、電磁放射光が吸収される領域である。パワー吸収スポットの大きさと形状は、ＮＦＴの具体的な形状によって決定される。Ｅアンテナ（図４Ｂ）の場合、パワー吸収スポットは、頂点部２１２のトラックと直交する方向の幅と略同じ直径の円である。シミュレーションは、平均光パワー吸収より大きな光吸収コントラストが１．５％であることを示している。図６Ｂは、非データ用ブロックとギャップの間の光パワー吸収コントラストと同様のコンピュータシミュレーションを示しているが、トラック方向の間隔が図６Ａと異なる。このシミュレーションでは、ブロック間のギャップは、トラック方向の長さが６０ｎｍであり、これはトラック方向のスポットサイズ２４ｎｍより大きい。シミュレーションは、平均光パワー吸収より大きな光吸収コントラストが４．６％に増えたことを示している。
【００３５】
図７は、本実施の形態によるパターンドメディアディスクの一部の図である。トラック４０８から４１１のような代表的なトラックが、ｓｙｎｃフィールド４７３とサーボフィールド４２０の間にあるデータアイランドとともに示されている。サーボフィールド４２０は、グレイコードＴＩＤフィールド４０４とＰＥＳフィールド４０６の一部とともに描かれている。ＰＥＳフィールド４０６内のＰＥＳブロックは、周知の「ヌル」サーボパターンとしてパターン化されているが、他のタイプのＰＥＳパターン、たとえば、図３の先行技術の図に示されたアイランドグループＡからＤからなる４つのＰＥＳフィールドの周知の方形パターン等にパターン化することも可能である。非データ用フィールド４７３、４０４および４０６の中の非データ用ブロックの各々は、隣接する非データ用ブロックからギャップＧだけ離れている。放射光吸収コントラストを最適化するための重要な設計パラメータは、ギャップＧを、トラック方向の長さがパワー吸収スポットのトラック方向の大きさより大きくなるように選択することである。好ましくは、半径方向に隣接する非データ用ブロック間のトラックに直交する方向の間隔もまた、パワー吸収スポットのトラックに直交する大きさより大きく、これは、たとえばサーボブロック４０８ａと４１０ａによって示されている。非データ用ブロックは、データアイランドと同時にパターン化されるため、非データ用ブロックは、好ましくは、データアイランドと同じ材料、すなわち、垂直磁気記録媒体に使用または提案される周知の強磁性金属または金属合金のいずれかで形成される。同様に、非データ用ブロック周辺の領域４９０は、一般に、データアイランドの周辺の領域４９０と同じ材料で形成される非磁性スペースである。ディスク周辺のデータフィールドが組み込まれた同期フィールド４７３とサーボフィールド４２０は、データフィールドへのデータ書き込み中に、同時に検出可能である。
【００３６】
図８Ａは、放射光センサ２６０'の異なる実施形態で使用するためのＮＦＴ２１０'をディスクから見た図である。ＮＦＴ２１０'は、図４Ｂに示されるＮＦＴ２１０と同様であるが、第二の頂点部２１３を有し、これは第一の頂点部２１２と実質的に同じ形状である。第二の頂点部２１３は、導電体２１４の付近に位置付けられる。導電体２１４は導電性の「ナノワイヤ」であり、その抵抗は温度によって変化する。偏光がＥアンテナの第一の頂点部２１２と整合している、頂点部２１２の端部には強力な近接場パターンが発生する。Ｅ型アンテナの寸法を、局所的プラズモン周波数が入射光の波長と適合するように調整することによって、第一の頂点部２１２に共鳴電荷移行を発生させることができる。ＮＦＴ２１０'は、入力光パワーを、ディスク表面上の、第一の頂点部２１２の付近の非常に小さいスポットに集光する。
【００３７】
第二の頂点部２１３は、ＮＦＴ２１０'の一部を形成し、電荷密度振動の極大点に位置付けられる。第二の頂点部２１３はさらに、金のＮＦＴ２１０'の電荷を集中させて、第一の頂点部２１２のパターンと同様の強力な近接場パターンを生成する。第二の頂点部２１３が原因となるディスクの温度上昇は、第一の頂点部２１２によって起こされるピーク温度上昇のわずか約１５％にすぎない。導電性ナノワイヤ（導電体２１４）が第二の頂点部２１３の付近に位置付けられ、第二の頂点部２１３によって発生される光近接場によって加熱される。ナノワイヤの加熱の程度は、ＮＦＴ２１０'の電荷密度振動の振幅によって影響を受ける。レーザ光源からの入力パワーが一定であると、ＮＦＴ２１０'の中の電荷密度振動の振幅は、ディスクのうち、第一の頂点部２１２に直接隣接する部分である非データ用ブロックまたはギャップのいずれかによって最も影響を受ける。電荷密度振動の振幅（および、それゆえナノワイヤの加熱）は、ディスクに供給される光パワー全体を変化させるどの領域によっても影響を受ける。たとえば、１つのコバルトの非データ用ブロックが第一の頂点部２１２の近くに位置付けられると、入射光パワーの約１０％がブロック内で散逸し、これは、電荷密度振動が、第二の頂点部２１３より小さく、その結果、ナノワイヤの加熱の程度が減少することを意味する。ブロックが第一の頂点部２１２を通過し、ギャップが第一の頂点部２１２の付近に位置付けられると、電荷密度振動が増大し、これによって第二の頂点部２１３からナノワイヤに伝送される光パワーが増大し、それゆえ、ナノワイヤの温度が上昇する。
【００３８】
図８Ｂは放射光センサ２６０'を示す単純な回路であり、これを使って、ナノワイヤ（導電体２１４）が、電荷密度振動の振幅が第二の頂点部２１３の中で変化するときに加熱（および冷却）によって起こされる温度変化に応答して、可変抵抗として機能する様子を説明する。電流発生源Ｉｓは、導電体２１４に一定電流を供給し、温度変化によって抵抗が変化し、これがセンサ２６０'の電圧の変化として検出される。センサ２６０'の電圧出力は、図４Ａに関して説明した方法で、ｓｙｎｃマーク検出器１４１とサーボ電子回路１１２に入力される。ブロックはギャップより、第一の頂点部２１２に近く、それゆえ、第一の頂点部２１２からの光パワーをより多く散逸させ、これによって、第二の頂点部２１３によって導電体２１４に供給される光パワーが減少する。それにより、導電体２１４の加熱程度が減り、およびそれゆえ抵抗が低下し、その結果、電圧が低下する。ギャップを非金属材料で充填して、ディスクが金属のブロックと略平坦になるようにすることができる。すると、センサ２６０'の電圧低下は、第一の頂点部２１２の付近に金属領域が存在することを表す。
【００３９】
ナノワイヤ２１４は、温度変化（ｄＴ）による抵抗変化（ｄＲ）を示す導電性材料のいずれであってもよい。ナノワイヤからの信号対雑音比（ＳＮＲ）を最大限にするために、材料のｄＲ／ｄＴを大きく、その一方で抵抗を約１ｋオームより小さくして、ＲＣの時間定数とショットノイズを低減させるべきである。好ましくは、ナノワイヤは、金属または金属合金で形成される。しかしながら、ナノワイヤは、サーミスタ材料、半導体またはサーモカップル接合を形成する２つの材料であってもよく、またトンネリング接合であってもよい。室温から１００℃まで加熱される単純な金属ナノワイヤの場合、金属ブロックの通過によって温度は約２０℃低下し、その結果、抵抗は約１０％低下する。
【００４０】
本発明を、好ましい実施形態に関して特に図と文章で説明したが、当業者であれば、本発明の本質と範囲から逸脱することなく、形態や詳細をさまざまに変化させてもよいと理解されるであろう。したがって、開示された発明は、単に例示にすぎず、その範囲は付属の特許請求の範囲に明記されているようにのみ限定されると考えるものとする。
【符号の説明】
【００４１】
１０ 磁気記録ディスク
１１ ディスク基板
１３ 中心
３０ 不連続データアイランド
１００ ドライブ
１０９ 記録ヘッド
１０９ａ 書き込みヘッド
１０９ｂ 読み込みヘッド
１１２ サーボ電子回路
１１３ Ｒ／Ｗ電子回路
１１４ インタフェース電子回路
１１５ コントローラ電子回路
１１５ａ メモリ
１１６ インタフェース
１１７ パターン発生器
１１８ インタフェース
１１９ 書き込みドライバ
１２０ 非データ用サーボ領域
１２２ キャリア
１３０ アクチュエータ
１３２ 枢軸
１３４ アーム
１３５ 弓状経路
１４０ 書き込みクロック
１４１ 同期マーク検出器
１４２ 線
１４３ 線
１５１ 環状の帯
１５２ 環状の帯
１５３ 環状の帯
１６１ 同心円状データトラック
１６２ 同心円状データトラック
１６３ 同心円状データトラック
１６４ データ領域
１７３ ｓｙｎｃマーク
１９０ スペース
２００ 光導波路
２１０ 近接場トランスデューサ
２１２ 第一の頂点部
２１３ 第二の頂点部
２１４ 導電体
２５０ 放射光源
２５５ ビームスプリッタ
２６０ 放射光センサ
３０２ ＳＴＭフィールド
３０４ ＴＩＤフィールド
３０６ ＰＥフィールド
３０８ データトラック
３０９ データトラック
３１０ データトラック
３１１ データトラック
３２８ トラック中心線
３２９ トラック中心線
３３０ トラック中心線
３３１ トラック中心線
４０８ トラック
４０９ トラック
４１０ トラック
４１１ トラック
４１０ ディスク
４２０ サーボセクタ
４２２ スライダ
４７３ａ〜ｄ 非データ用ブロック
４７３ｅ〜ｇ ギャップ
４９０ 非データ用ブロック周辺の領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が非磁性空間によって分離され、不連続の磁化可能なデータアイランドにパターン化される、同心円状の複数のデータトラックと、前記複数のデータトラックにおいて、略半径方向に横切るように延び、ギャップにより各々がトラック方向に不連続のブロックとなるよう角度離間されてパターン化される、複数の非データ用領域とを有する回転可能な磁気記録ディスクと、
前記データアイランドに磁場を印加するための書き込みヘッドと、
レーザ光源と、
光源からの放射光を前記磁気記録ディスク方向に方向づけ、前記データアイランドを加熱するための光チャネルおよび近接場トランスデューサと、
前記書き込みヘッドと前記近接場トランスデューサを支持するキャリアであって、前記磁気記録ディスクから、レーザ光の波長より小さい距離だけ離れた位置に保持されるディスク対向面を有するキャリアと、
前記磁気記録ディスクが回転すると、前記非データ用領域の非データ用ブロックと前記ギャップからの放射光を感知する放射光センサと、
を備え、
前記近接場トランスデューサは、前記磁気記録ディスク上に、前記非データ用ブロック間の前記ギャップのトラック方向の長さより小さい、トラック方向のスポットサイズのパワー吸収プロファイルを発生させるものである熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項２】
前記非データ用領域が同期フィールドであり、前記同期フィールド内のブロックが、前記書き込みヘッドによる前記データアイランドへのデータ書き込みを同期させるために、前記放射光センサによって検出可能な同期マークである、請求項１に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項３】
前記非データ用領域はサーボセクタであり、当該サーボセクタ内のブロックが、前記データトラックを番号で識別するために、前記放射光センサによって検出可能なトラック識別マークである、請求項１に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項４】
前記非データ用領域はサーボセクタであり、当該サーボセクタ内のブロックが、前記書き込みヘッドを前記データトラック内に位置付けるために、前記放射光センサによって検出可能な位置エラー信号マークである、請求項１に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項５】
前記サーボセクタ内のＰＥＳマークは、ヌルサーボパターンディスクにパターン化される、請求項４に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項６】
前記放射光センサに応答し、前記書き込みヘッドに連結されて、前記書き込みヘッドによって前記データアイランドに磁場が印加されるタイミングを制御する書き込みクロックをさらに備える、請求項１に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項７】
前記放射光センサに応答し、前記書き込みヘッドの前記データトラックへの位置決めを制御するサーボ電子回路をさらに備える、請求項１に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項８】
前記非データ用ブロックは、金属または金属合金材料を含み、当該ブロック間の前記ギャップは非金属材料を含む、請求項１に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項９】
前記磁気記録ディスクは、山部領域と谷部領域を持つ表面形状を有し、前記非データ用ブロックは頂部であり、当該ブロック間の前記ギャップは谷部である、請求項１に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項１０】
前記磁化可能データアイランドは、前記磁気記録ディスク平面に略垂直に磁化可能である、請求項１に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項１１】
前記放射光センサは、前記近接場トランスデューサから反射され、前記光チャネルを通過した放射光に応答する、請求項１に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項１２】
前記放射光センサは光検出器を含む、請求項１１に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項１３】
前記近接場トランスデューサは、前記ディスク対向面に、前記磁気記録ディスクが回転すると前記データアイランドを加熱する第一の頂点部と、当該第一の頂点部から離間された第二の頂点部を有し、前記放射光センサは、前記キャリアの上の第二の頂点部付近の導電体を含み、導電体は前記第二の頂点部によって加熱され、温度変化に応答して電気抵抗の変化を呈し、電気回路が導電体に連結されて、当該放射光センサの電気抵抗の変化を表す出力信号を供給する、請求項１に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項１４】
各々が非磁性空間によって分離される不連続の磁化可能なデータアイランドにパターン化される、同心円状の複数のデータトラックと、前記複数のデータトラックにおいて、略半径方向に横切るように延び、ギャップにより各々がトラック方向に分離され、不連続の非データ用ブロックとなるよう角度離間されてパターン化される、複数の非データ用同期フィールドと、を有する回転可能な磁気記録ディスクと、
前記データアイランドに磁場を印加するための書き込みヘッドと、
レーザ光源と、
光源から前記磁気記録ディスクに放射光を方向づけ、前記データアイランドを加熱するための光チャネルおよび近接場トランスデューサと、
前記書き込みヘッドと前記近接場トランスデューサを支持するキャリアであって、前記磁気記録ディスクから、レーザ光の波長より小さい距離だけ離れた位置に保持されるディスク対向面を有するキャリアと、
前記磁気記録ディスクが回転すると、前記非データ用同期フィールド内の非データ用ブロックと前記ギャップからの放射光に応答して出力信号を供給する放射光センサと、
前記放射光センサの出力信号に応答し、前記書き込みヘッドに連結され、当該書き込みヘッドによる前記データアイランドへの磁場の印加のタイミングを制御する書き込みクロックと、を備え、
前記近接場トランスデューサは、前記磁気記録ディスク上に、非データ用ブロック間の前記ギャップのトラック方向の長さより小さい、トラック方向のスポットサイズのパワー吸収プロファイルを発生させるものである熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項１５】
前記非データ用ブロックは、金属または金属合金材料を含み、当該ブロック間の前記ギャップは非金属材料を含む、請求項１４に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項１６】
前記磁気記録ディスクは、頂部領域と谷部領域を持つ表面形状を有し、前記非データ用ブロックは頂部であり、前記非データ用ブロック間の前記ギャップは谷部である、請求項１４に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項１７】
前記放射光センサは、前記近接場トランスデューサから反射され、前記光チャネルを通過した放射光に応答する、請求項１４に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項１８】
前記近接場トランスデューサは、前記ディスク対向面に、前記磁気記録ディスクが回転すると前記データアイランドを加熱する第一の頂点部と、前記第一の頂点部から離間された第二の頂点部を有し、
前記放射光センサは、前記キャリアの上の前記第二の頂点部付近の導電体を含み、前記導電体は前記第二の頂点部によって加熱され、温度変化に応答して電気抵抗の変化を呈し、
前記導電体には、さらに前記放射光センサの電気抵抗の変化を表す出力信号を供給する電気回路が連結されている、請求項１４に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項１９】
各々が非磁性空間によって分離され、不連続の磁化可能なデータアイランドにパターン化される、同心円状の複数のデータトラックと、前記複数のデータトラックにおいて、略半径方向に横切るように延び、ギャップにより各々がトラック方向に角度離間され、不連続の非データ用サーボブロックにパターン化された複数の非データ用サーボセクタとを有する回転可能な磁気記録ディスクと、
前記データアイランドに磁場を印加するための書き込みヘッドと、
レーザと、
前記レーザからの放射光を前記磁気記録ディスク方向に方向づけ、前記データアイランドを加熱するための光チャネル、および前記磁気記録ディスク上に、前記非データ用サーボブロック間の前記ギャップのトラック方向の長さより小さい、トラック方向のスポットサイズを有する、パワー吸収プロファイルを発生させる近接場トランスデューサと、
前記書き込みヘッドと前記近接場トランスデューサを支持し、前記磁気記録ディスクから、レーザ光の波長より小さい距離だけ離れた位置に保持されるディスク対向面を有するキャリアと、
前記磁気記録ディスクが回転すると、前記非データ用サーボブロックと前記サーボセクタ内のギャップからの放射光に応答して出力信号を供給する放射光センサと、
前記放射光センサの出力信号に応答し、前記書き込みヘッドの前記データトラック上への位置決めを制御するサーボ電子回路と、
を備える熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項２０】
前記レーザは、前記書き込みヘッドからの磁場があると、前記データアイランドを加熱する書き込みパワー出力と、前記書き込みパワー出力より小さい低パワー出力を供給でき、前記キャリア上に、前記データアイランドからのデータを読み込む読み込みヘッドをさらに備え、前記レーザは読み込み中、前記低パワー出力である、請求項１９に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項２１】
前記非データ用サーボブロックは、前記データトラックを番号で識別するための、前記放射光センサによって検出可能なトラック識別（ＴＩＤ）マークである、請求項１９に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項２２】
前記非データ用サーボブロックは、前記書き込みヘッドを前記データトラック内に位置決めするために、前記放射光センサによって検出可能な位置エラー信号（ＰＥＳ）マークである、請求項１９に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項２３】
前記非データ用サーボブロックは金属または金属合金材料を含み、前記非データ用サーボブロック間の前記ギャップは非金属材料を含む、請求項１９に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項２４】
前記磁気記録ディスクは、頂部領域と谷部領域を持つ表面形状を有し、前記非データ用サーボブロックは頂部であり、前記非データ用サーボブロック間の前記ギャップは谷部である、請求項１９に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項２５】
前記放射光センサは、前記近接場トランスデューサから反射され、前記光チャネルを通過した放射光に応答する、請求項１９に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項２６】
前記近接場トランスデューサは、前記ディスク対向面に、前記磁気記録ディスクが回転すると前記データアイランドを加熱する第一の頂点部と、第一の頂点部から離間された第二の頂点部を有し、
前記放射光センサは、前記キャリアの上の前記第二の頂点部付近の導電体を含み、
前記導電体は前記第二の頂点部によって加熱され、温度変化に応答して電気抵抗の変化を呈し、
前記導電体に連結され、センサの電気抵抗の変化を表す出力信号を供給する電気回路を更に有する、請求項１９に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項１】
各々が非磁性空間によって分離され、不連続の磁化可能なデータアイランドにパターン化される、同心円状の複数のデータトラックと、前記複数のデータトラックにおいて、略半径方向に横切るように延び、ギャップにより各々がトラック方向に不連続のブロックとなるよう角度離間されてパターン化される、複数の非データ用領域とを有する回転可能な磁気記録ディスクと、
前記データアイランドに磁場を印加するための書き込みヘッドと、
レーザ光源と、
光源からの放射光を前記磁気記録ディスク方向に方向づけ、前記データアイランドを加熱するための光チャネルおよび近接場トランスデューサと、
前記書き込みヘッドと前記近接場トランスデューサを支持するキャリアであって、前記磁気記録ディスクから、レーザ光の波長より小さい距離だけ離れた位置に保持されるディスク対向面を有するキャリアと、
前記磁気記録ディスクが回転すると、前記非データ用領域の非データ用ブロックと前記ギャップからの放射光を感知する放射光センサと、
を備え、
前記近接場トランスデューサは、前記磁気記録ディスク上に、前記非データ用ブロック間の前記ギャップのトラック方向の長さより小さい、トラック方向のスポットサイズのパワー吸収プロファイルを発生させるものである熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項２】
前記非データ用領域が同期フィールドであり、前記同期フィールド内のブロックが、前記書き込みヘッドによる前記データアイランドへのデータ書き込みを同期させるために、前記放射光センサによって検出可能な同期マークである、請求項１に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項３】
前記非データ用領域はサーボセクタであり、当該サーボセクタ内のブロックが、前記データトラックを番号で識別するために、前記放射光センサによって検出可能なトラック識別マークである、請求項１に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項４】
前記非データ用領域はサーボセクタであり、当該サーボセクタ内のブロックが、前記書き込みヘッドを前記データトラック内に位置付けるために、前記放射光センサによって検出可能な位置エラー信号マークである、請求項１に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項５】
前記サーボセクタ内のＰＥＳマークは、ヌルサーボパターンディスクにパターン化される、請求項４に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項６】
前記放射光センサに応答し、前記書き込みヘッドに連結されて、前記書き込みヘッドによって前記データアイランドに磁場が印加されるタイミングを制御する書き込みクロックをさらに備える、請求項１に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項７】
前記放射光センサに応答し、前記書き込みヘッドの前記データトラックへの位置決めを制御するサーボ電子回路をさらに備える、請求項１に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項８】
前記非データ用ブロックは、金属または金属合金材料を含み、当該ブロック間の前記ギャップは非金属材料を含む、請求項１に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項９】
前記磁気記録ディスクは、山部領域と谷部領域を持つ表面形状を有し、前記非データ用ブロックは頂部であり、当該ブロック間の前記ギャップは谷部である、請求項１に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項１０】
前記磁化可能データアイランドは、前記磁気記録ディスク平面に略垂直に磁化可能である、請求項１に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項１１】
前記放射光センサは、前記近接場トランスデューサから反射され、前記光チャネルを通過した放射光に応答する、請求項１に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項１２】
前記放射光センサは光検出器を含む、請求項１１に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項１３】
前記近接場トランスデューサは、前記ディスク対向面に、前記磁気記録ディスクが回転すると前記データアイランドを加熱する第一の頂点部と、当該第一の頂点部から離間された第二の頂点部を有し、前記放射光センサは、前記キャリアの上の第二の頂点部付近の導電体を含み、導電体は前記第二の頂点部によって加熱され、温度変化に応答して電気抵抗の変化を呈し、電気回路が導電体に連結されて、当該放射光センサの電気抵抗の変化を表す出力信号を供給する、請求項１に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項１４】
各々が非磁性空間によって分離される不連続の磁化可能なデータアイランドにパターン化される、同心円状の複数のデータトラックと、前記複数のデータトラックにおいて、略半径方向に横切るように延び、ギャップにより各々がトラック方向に分離され、不連続の非データ用ブロックとなるよう角度離間されてパターン化される、複数の非データ用同期フィールドと、を有する回転可能な磁気記録ディスクと、
前記データアイランドに磁場を印加するための書き込みヘッドと、
レーザ光源と、
光源から前記磁気記録ディスクに放射光を方向づけ、前記データアイランドを加熱するための光チャネルおよび近接場トランスデューサと、
前記書き込みヘッドと前記近接場トランスデューサを支持するキャリアであって、前記磁気記録ディスクから、レーザ光の波長より小さい距離だけ離れた位置に保持されるディスク対向面を有するキャリアと、
前記磁気記録ディスクが回転すると、前記非データ用同期フィールド内の非データ用ブロックと前記ギャップからの放射光に応答して出力信号を供給する放射光センサと、
前記放射光センサの出力信号に応答し、前記書き込みヘッドに連結され、当該書き込みヘッドによる前記データアイランドへの磁場の印加のタイミングを制御する書き込みクロックと、を備え、
前記近接場トランスデューサは、前記磁気記録ディスク上に、非データ用ブロック間の前記ギャップのトラック方向の長さより小さい、トラック方向のスポットサイズのパワー吸収プロファイルを発生させるものである熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項１５】
前記非データ用ブロックは、金属または金属合金材料を含み、当該ブロック間の前記ギャップは非金属材料を含む、請求項１４に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項１６】
前記磁気記録ディスクは、頂部領域と谷部領域を持つ表面形状を有し、前記非データ用ブロックは頂部であり、前記非データ用ブロック間の前記ギャップは谷部である、請求項１４に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項１７】
前記放射光センサは、前記近接場トランスデューサから反射され、前記光チャネルを通過した放射光に応答する、請求項１４に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項１８】
前記近接場トランスデューサは、前記ディスク対向面に、前記磁気記録ディスクが回転すると前記データアイランドを加熱する第一の頂点部と、前記第一の頂点部から離間された第二の頂点部を有し、
前記放射光センサは、前記キャリアの上の前記第二の頂点部付近の導電体を含み、前記導電体は前記第二の頂点部によって加熱され、温度変化に応答して電気抵抗の変化を呈し、
前記導電体には、さらに前記放射光センサの電気抵抗の変化を表す出力信号を供給する電気回路が連結されている、請求項１４に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項１９】
各々が非磁性空間によって分離され、不連続の磁化可能なデータアイランドにパターン化される、同心円状の複数のデータトラックと、前記複数のデータトラックにおいて、略半径方向に横切るように延び、ギャップにより各々がトラック方向に角度離間され、不連続の非データ用サーボブロックにパターン化された複数の非データ用サーボセクタとを有する回転可能な磁気記録ディスクと、
前記データアイランドに磁場を印加するための書き込みヘッドと、
レーザと、
前記レーザからの放射光を前記磁気記録ディスク方向に方向づけ、前記データアイランドを加熱するための光チャネル、および前記磁気記録ディスク上に、前記非データ用サーボブロック間の前記ギャップのトラック方向の長さより小さい、トラック方向のスポットサイズを有する、パワー吸収プロファイルを発生させる近接場トランスデューサと、
前記書き込みヘッドと前記近接場トランスデューサを支持し、前記磁気記録ディスクから、レーザ光の波長より小さい距離だけ離れた位置に保持されるディスク対向面を有するキャリアと、
前記磁気記録ディスクが回転すると、前記非データ用サーボブロックと前記サーボセクタ内のギャップからの放射光に応答して出力信号を供給する放射光センサと、
前記放射光センサの出力信号に応答し、前記書き込みヘッドの前記データトラック上への位置決めを制御するサーボ電子回路と、
を備える熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項２０】
前記レーザは、前記書き込みヘッドからの磁場があると、前記データアイランドを加熱する書き込みパワー出力と、前記書き込みパワー出力より小さい低パワー出力を供給でき、前記キャリア上に、前記データアイランドからのデータを読み込む読み込みヘッドをさらに備え、前記レーザは読み込み中、前記低パワー出力である、請求項１９に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項２１】
前記非データ用サーボブロックは、前記データトラックを番号で識別するための、前記放射光センサによって検出可能なトラック識別（ＴＩＤ）マークである、請求項１９に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項２２】
前記非データ用サーボブロックは、前記書き込みヘッドを前記データトラック内に位置決めするために、前記放射光センサによって検出可能な位置エラー信号（ＰＥＳ）マークである、請求項１９に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項２３】
前記非データ用サーボブロックは金属または金属合金材料を含み、前記非データ用サーボブロック間の前記ギャップは非金属材料を含む、請求項１９に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項２４】
前記磁気記録ディスクは、頂部領域と谷部領域を持つ表面形状を有し、前記非データ用サーボブロックは頂部であり、前記非データ用サーボブロック間の前記ギャップは谷部である、請求項１９に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項２５】
前記放射光センサは、前記近接場トランスデューサから反射され、前記光チャネルを通過した放射光に応答する、請求項１９に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【請求項２６】
前記近接場トランスデューサは、前記ディスク対向面に、前記磁気記録ディスクが回転すると前記データアイランドを加熱する第一の頂点部と、第一の頂点部から離間された第二の頂点部を有し、
前記放射光センサは、前記キャリアの上の前記第二の頂点部付近の導電体を含み、
前記導電体は前記第二の頂点部によって加熱され、温度変化に応答して電気抵抗の変化を呈し、
前記導電体に連結され、センサの電気抵抗の変化を表す出力信号を供給する電気回路を更に有する、請求項１９に記載の熱アシスト記録パターンドメディア磁気記録ディスクドライブ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【公開番号】特開２０１２−７９４０２（Ｐ２０１２−７９４０２Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１６３６６（Ｐ２０１１−２１６３６６）
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（５０３１１６２８０）ヒタチグローバルストレージテクノロジーズネザーランドビーブイ (1,121)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（５０３１１６２８０）ヒタチグローバルストレージテクノロジーズネザーランドビーブイ (1,121)
【Ｆターム（参考）】
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