CN117711445A - 磁盘装置 - Google Patents

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CN117711445A
CN117711445A CN202211569765.8A CN202211569765A CN117711445A CN 117711445 A CN117711445 A CN 117711445A CN 202211569765 A CN202211569765 A CN 202211569765A CN 117711445 A CN117711445 A CN 117711445A
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古桥贵夫
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Toshiba Electronic Devices and Storage Corp
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Toshiba Corp
Toshiba Electronic Devices and Storage Corp
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Abstract

本发明提供提高写入头的突出量的控制精度的、可靠性高的磁盘装置。磁盘装置具备：磁盘；写入头，其对所述磁盘写入数据；读取头，其从所述磁盘读取数据；第1加热器，其对所述写入头进行加热；第2加热器，其对所述读取头进行加热；以及控制器，其控制向所述第1加热器和所述第2加热器供给的电力，所述控制器根据所述第1加热器的电阻值与所述第2加热器的电阻值的比率，控制向所述第1加热器供给的电力的电力值。

Description

磁盘装置
本申请享受以日本特许申请2022－147233号(申请日：2022年9月15日)为基础申请的优先权。本申请通过参照该基础申请而包含基础申请的全部内容。
技术领域
本发明的实施方式涉及磁盘装置。
背景技术
通常，在磁盘装置中，测定读取头的突出量，根据所测定的突出量来确定读取头的突出灵敏度。关于写入头，不测定突出量，通过将读取头的突出灵敏度直接应用于写入头来确定写入头的突出量。在该情况下，写入头的突出量并非测定出的值，因此，有可能与实际的突出量之间产生误差。
发明内容
本实施方式提供提高写入头的突出量的控制精度的、可靠性高的磁盘装置。
一个实施方式涉及的磁盘装置具备：磁盘；写入头，其对所述磁盘写入数据；读取头，其从所述磁盘读取数据；第1加热器，其对所述写入头进行加热；第2加热器，其对所述读取头进行加热；以及控制器，其控制向所述第1加热器和所述第2加热器供给的电力，所述控制器根据所述第1加热器的电阻值与所述第2加热器的电阻值的比率，控制向所述第1加热器供给的电力的电力值。
附图说明
图1是表示一个实施方式涉及的磁盘装置的构成的框图。
图2是表示写入处理的一个例子的图。
图3是表示上述实施方式涉及的磁盘装置的磁头和磁盘的放大剖视图。
图4是表示磁盘装置的磁头和磁盘的侧视图。
图5是表示用于决定向各加热器供给的电力的步骤的一个例子的流程图。
图6是后续于图5的、表示用于决定向各加热器供给的电力的步骤的一个例子的流程图。
标号说明
10磁盘装置、12磁盘、16磁头、16R读取头、16W写入头、34a第1加热器电力供给电路、34b第2加热器电力供给电路、40主控制器、46MPU、46a写入控制部、46b读取控制部、46c加热器电力控制部、46d测定部、46e运算部、47存储器、H1第1加热器、H2第2加热器、TW磁道宽度、ITW擦除磁道宽度、X长尺寸方向。
具体实施方式
以下参照附图对实施方式涉及的磁盘装置进行说明。
此外，公开到底不过是一个例子，本领域技术人员能够保持发明的宗旨来适当地变更且容易想到的技术方案当然包含在本发明的范围内。另外，附图为了使说明更加明确，有时与实际的形态相比会以示意的方式表现各部的宽度、厚度、形状等，但不过是一个例子，并不限定本发明的解释。另外，有时在本说明书和各图中，对与关于前面的附图已经描述过的要素同样的要素标记同一标号，适当省略或者简化详细的说明。
图1是表示一个实施方式涉及的磁盘装置10的构成的框图。
如图1所示，磁盘装置10具备矩形状的框体11、配置在框体11内的作为记录介质的磁盘12、对磁盘12进行支承并使其旋转的主轴马达14以及对磁盘12进行数据的写入(记录)和读取(再现)的多个磁头16。磁盘装置10具备头致动器18，该头致动器18将磁头16移动并定位到磁盘12上的任意磁道上。头致动器18包括将磁头16以能够移动的方式进行支承的滑架组件20、和使滑架组件20转动的音圈马达(VCM)22。
滑架组件20具有以能自由转动的方式支承于框体11的轴承部24、和从轴承部24延伸出来的多个悬架26。磁头16支承于各悬架26的前端。
磁盘装置10具备对磁头16进行驱动的头放大器IC(前置放大器)30、主控制器40以及驱动器IC48。头放大器IC30与磁头16电连接。头放大器IC30具备向磁头16的记录线圈供给记录电流的记录电流供给电路32、向后述的第1加热器H1供给电力的第1加热器电力供给电路34a、向后述的第2加热器H2供给电力的第2加热器电力供给电路34b、对由磁头读取到的信号进行放大的再现信号放大电路36以及能够测定第1加热器H1和第2加热器H2的电阻值的加热器电阻测定电路38。
主控制器40和驱动器IC48构成于例如设置于框体11的背面侧的未图示的控制电路基板。主控制器40具备R/W通道42、硬盘控制器(HDC)44、微处理器(MPU)46、存储器47等。主控制器40经由驱动器IC48与VCM22以及主轴马达14电连接。HDC44能够与主机计算机(主机)45连接。
R/W通道42是读/写数据的信号处理电路。HDC44根据来自MPU46的指示，对主机45与R/W通道42之间的数据传送进行控制。HDC44例如与R/W通道42、MPU46、存储器47等电连接。存储器47包括易失性存储器和非易失性存储器。例如，存储器47包括由DRAM构成的缓冲存储器和闪速存储器等。存储器47保存MPU46的处理所需要的程序和参数。
MPU46是磁盘装置10的主控制部，执行读/写动作的控制和磁头的定位所需要的伺服控制。MPU46包括：对写入处理进行控制的写入控制部46a；对读取处理进行控制的读取控制部46b；控制向后述的第1加热器H1和第2加热器H2供给的电力的电力值的加热器电力控制部46c；测定各加热器H1、H2的电阻值等的测定部46d；以及基于由测定部46d测定的电阻值来算出向各加热器H1、H2供给的电力的电力值的运算部46e等。写入控制部46a按照来自主机45等的命令，对数据的写入处理进行控制。具体而言，写入控制部46a经由驱动器IC48对VCM22进行控制，将磁头16配置在磁盘12上的预定位置来写入数据。
读取控制部46b按照来自主机45等的命令，对数据的读取处理进行控制。具体而言，读取控制部46b经由驱动器IC48对VCM22进行控制，将磁头16配置在磁盘12上的预定位置来读取数据。
加热器电力控制部46c基于由运算部46e算出的电力值(或者电力比)，控制向各加热器H1、H2供给的电力的电力值。测定部46d除了各加热器H1、H2的电阻值之外也测定错误率、盖写(overwrite)、记录磁道宽度、擦除磁道宽度等。
测定部46d对加热器电阻测定电路38进行控制，测定各加热器H1、H2的电阻值。
在此，错误率例如为位错误率(Bit Error Rate)。
盖写例如是在某频率的第1记录模式之上写入了频率与第1记录模式不同的第2记录模式的情况下对第1记录模式的消除剩余量进行分贝(デジベル)记载而得到的。
接着，对记录磁道宽度和擦除磁道宽度进行说明。
图2是表示写入处理的一个例子的图。图2是表示瓦记录型(Shingle writemagnetic Recording：SMR)的一个例子的图，示出如下状态：在半径方向上的一方的方向上按磁道TR1、磁道TR2、磁道TR3、磁道TR4、磁道TR5、磁道TR6的顺序连续地进行了重叠写入之后，对磁道TR3写入了擦除模式(erase pattern)。记录磁道宽度TW是在磁道所写入了的数据的磁盘12的半径方向上的宽度。擦除磁道宽度ITW是在磁道所写入了的数据中的与擦除模式重叠的区域的半径方向上的宽度。在一个例子中，擦除磁道宽度ITW成为从擦除模式的半径方向上的磁道宽度IW减去记录磁道宽度TW而得到的值。此外，本实施方式涉及的磁盘装置10的记录方式不限于SMR，例如也可以是能够随机地写入数据的通常记录型(Conventional Magnetic Recording：CMR)。
图3是表示上述实施方式涉及的磁盘装置10的磁头16和磁盘12的放大剖视图。如图3所示，磁头16具有在滑块15的端部通过薄膜工艺形成的写入头16W和读取头16R，作为分离型的头来形成。滑块15具有ABS(Air Bearing Surface(空气支承面)：头面)13，该ABS13是为了从磁盘12的记录面12A浮起而与磁盘12的记录面12A相对向的面。写入头16W在磁盘12上写入数据。读取头16R读出在磁盘12上所记录的数据。
磁盘12作为垂直磁记录介质来构成。磁盘12例如具有形成为直径96mm(大约3.5英寸)的圆板状、由非磁性体形成的基板101。在基板101的各表面(记录面12A)依次层叠有作为基底层的由呈现软磁特性的材料形成的软磁性层102、在该软磁性层102的上层部的在相对于磁盘12的表面垂直的方向上具有磁各向异性的垂直磁记录层103以及保护膜104。磁盘12以相互同轴的方式嵌合于主轴马达21的毂(hub)。磁盘12通过主轴马达21以预定速度在箭头B方向上旋转(参照图1)。
读取头16R具有磁阻效应元件55和在形成于垂直磁记录层103的记录磁道的长尺寸方向X上以夹着磁阻效应元件55的方式配置的第1磁屏蔽膜56以及第2磁屏蔽膜57。磁阻效应元件55和各磁屏蔽膜56、57相对于ABS13大致垂直地延伸。磁阻效应元件55和各磁屏蔽膜56、57的下端部(前端部)从ABS13稍微突出。
写入头16W具有主磁极60、返回磁极62、非导电体52、前导磁极64、第2连接部67、第1记录线圈70及第2记录线圈72。主磁极60、返回磁极62以及前导磁极64由高透磁材料形成。主磁极60和返回磁极62构成形成磁路的第1磁芯，主磁极60和前导磁极64构成形成磁路的第2磁芯。
主磁极60相对于ABS13大致垂直地延伸。主磁极60的ABS13侧的前端部60a以前端朝向ABS13变细的方式缩窄，形成为相对于其他部分而宽度窄的柱状。主磁极60的前端部60a从滑块15的ABS13稍微突出。
返回磁极62是为了经由主磁极60正下的磁盘12的软磁性层102来高效地将磁路闭合而设置的。返回磁极62形成为大致L形状，其前端部62a形成为细长的矩形状。返回磁极62的前端部62a从滑块15的ABS13稍微突出。前端部62a具有与主磁极60的前端部60a空开写入间隙WG地相对向的前导侧端面(磁极端面)62b。前导侧端面62b相对于ABS13垂直或者稍微倾斜地延伸。
返回磁极62具有连接于主磁极60的第1连接部50。第1连接部50经由非导电体52以磁的方式连接于主磁极60的上部、即主磁极60的从ABS13离开了的部分。第1记录线圈70在第1磁芯中例如绕第1连接部50卷绕。在对磁盘12写入信号时，通过在第1记录线圈70中流动写入电流，第1记录线圈70对主磁极60进行激励来在主磁极60中流动磁通量。
前导磁极64在主磁极60的前导侧与主磁极60相对向地设置。前导磁极64形成为大致L形状，ABS13侧的前端部64a形成为细长的矩形状。前端部64a从滑块15的ABS13稍微突出。前端部64a具有与主磁极60的前端部60a空开间隙地相对向的拖尾侧端面(磁极端面)64b。
另外，前导磁极64具有在从ABS13离开了的位置与主磁极60相接合的第2连接部67。该第2连接部67例如由软磁性体形成，经由非导电体69以磁的方式连接于主磁极60的上部、即主磁极60的从ABS13离开了的部分。由此，第2连接部67与主磁极60以及前导磁极64一起形成磁回路。第2记录线圈72例如绕第2连接部67卷绕地配置，对该磁回路施加磁场。
进一步，磁头16具有第1加热器H1和第2加热器H2。如图1和图3所示，第1加热器H1和第2加热器H2分别经由布线和连接端子43而连接于头放大器IC30。从头放大器IC30的第1加热器电力供给电路34a向第1加热器H1供给所希望的电力，从第2加热器电力供给电路34b向第2加热器H2供给所希望的电力。
图4是表示磁盘装置10的磁头16和磁盘12的侧视图。在图4中，在箭头的前方示出了磁头的头部100的放大剖视图。另外，图4示出向第1加热器H1和第2加热器H2正供给电力的状态。
如图4所示，当向各加热器H1、H2供给电力时，各加热器H1、H2膨胀，写入头16W和读取头16R的头面朝向磁盘12的记录面12A突出。由此，写入头16W和读取头16R的头面与磁盘12的记录面12A的间隙被进行调整。向第1加热器H1和第2加热器H2供给的电力的电力值和比率由MPU46控制。
在此，对通过MPU46进行的向各加热器H1、H2供给的电力的电力值和比率的控制，进行详细的说明。
已知以下情况：向第1加热器H1和第2加热器H2供给了电力的情况下的写入头16W的突出量与读取头16R的突出量的差分(第1差分)，和第1加热器H1的电阻值与第2加热器H2的电阻值的差分(第2差分)具有相关关系。上述的相关关系以脱机(off-line)的方式求出。例如，相关关系是通过与成为商品的磁盘装置10不同的磁盘装置10来预先算出的式子。作为相关关系的一个例子可举出：在第2差分变大的情况下，第1差分变大。例如在第1加热器H1的电阻值比第2加热器H2的电阻值大的情况下，当向第1加热器H1和第2加热器H2供给相同大小的电力时，第1加热器H1的加热温度变为比第2加热器H2的加热温度高。也即是，在第1加热器H1的电阻值比第2加热器H2的电阻值大的情况下，写入头16W的突出量变为比读取头16R的突出量大。因此，当一方的加热器的电阻值与另一方的加热器的电阻值之差变大时，突出量之差也变大。
另一方面，当读取头16R与磁盘12之间的距离(读取头16R的浮起量)变化时，由读取头16R读取到的数据的分辨能力会变化。进一步，已知读取头16R与磁盘12的距离越接近，由读取头16R读取到的信号的再现振幅越大。该再现振幅与距离的关系可以通过下述所示的Wallace的式子来运算。此外，ΔSP表示浮起量变化，λ表示记录模式的波长，LN表示自然对数Loge，V2表示着陆点的再现振幅，V1表示未供给电力的状态的初始再现振幅。
ΔSP＝λ/(2π)×LN(V2/V1)
换言之，若使用上述的式子，则能够由再现振幅算出读取头16R的浮起量。另外，能够根据读取头16R的浮起量确定读取头16R的突出量。此外，着陆(touch down)是指磁头16(写入头16W或者读取头16R)与磁盘12接触，上述着陆点是指读取头16R与磁盘12接触着的状态。
根据上述，MPU46能够根据第1差分(突出量的差分)和读取头16R的突出量确定写入头16W的突出量。MPU46通过相应于第1加热器H1的电阻值与第2加热器H2的电阻值的关系来控制向第1加热器H1和第2加热器H2供给的电力的电力值(或者比率)，能够对写入头16W和读取头16R的突出量进行调整。
以下，对决定向各加热器H1、H2供给的电力(电力值、比率)的步骤进行说明。
图5是表示用于决定向各加热器H1、H2供给的电力的步骤的一个例子的流程图。图6是后续于图5的表示用于决定向各加热器H1、H2供给的电力的步骤的一个例子的流程图。如图5和图6所示，首先，主控制器40取得第1加热器H1和第2加热器H2的电阻值(S1)。
接着，根据第1加热器和第2加热器的电阻值的关系(例如比率、差分)，主控制器40算出向第1加热器H1和第2加热器H2输入的电力的比率(S2)。例如在通过预先算出的相关关系将向第1加热器H1供给的电力W1与向第2加热器H2供给的电力W2的比率设为第1加热器H1的电阻值R1与第2加热器H2的电阻值R2的比率的反比的情况下，若R1：R2＝10：8，则电力的比率被算出为W1：W2＝8：10。
接着，主控制器40向第2加热器H2供给电力，使读取头16R着陆(S3)。此时，电力的比率被设定为写入头16W不着陆的比率。也即是，写入头16W未着陆。然后，主控制器40取得在读取头16R着陆时正供给至第2加热器H2的电力的电力值W2a(S4)。作为一个例子，将此时的电力值(功率值)W2a设为100mW。
接着，主控制器40一边确认根据读取头16R的输出而算出的读取头16R的浮起量、一边使向第2加热器H2供给的电力减少，将读取头16R升高到所希望的浮起量(S5)，取得在读取头16R为所希望的浮起量的情况下正供给至第2加热器H2的电力的电力值W2b(S6)。作为一个例子，将此时的电力值W2b设为80mW。
接着，主控制器40(MPU46)将向第1加热器H1和第2加热器H2供给的电力的比率设定为在步骤S2中算出的比率(S7)。进一步，主控制器40使向第1加热器H1供给的电力增加，使写入头16W着陆(S8)，取得在写入头16W着陆时正供给至第1加热器H1的电力的电力值W1a(S9)。作为一个例子，将此时的电力W1a设为80mW。此外，也可以根据在步骤S2中求出的电力的比率(在一个例子中为W1：W2＝8：10)来算出在着陆时正供给至第1加热器H1的电力的电力值W1a。
接着，主控制器40将读取头16R为所希望的浮起量的情况作为基准，使用根据第1加热器和第2加热器的电阻值的关系算出的修正式(在一个例子中为电力的比率)来升高写入头16W(S10)。在一个例子中，读取头16R为所希望的浮起量的情况下的供给至第2加热器H2的电力的电力值W2b为80mW(S6)。根据在步骤S2中求出的电力的比率(W1：W2＝8：10)，供给至第1加热器H1的电力的电力值W1b成为64mW。
主控制器40取得错误率、盖写、记录磁道宽度以及擦除磁道宽度(S11)。此外，不限于取得错误率、盖写、记录磁道宽度以及擦除磁道宽度的全部，例如也可以取得错误率、盖写、记录磁道宽度以及擦除磁道宽度中的一个。以下，“错误率、盖写、记录磁道宽度以及擦除磁道宽度”的记载也可以表达替换为“错误率、盖写、记录磁道宽度以及擦除磁道宽度中的至少一个”。
接着，主控制器40将第1加热器H1和第2加热器H2中的至少一方的电力的电力值降低预定量(S12)。由此，写入头16W和读取头16R中的至少一方被升高。然后，判断是否取得了预定次数的错误率、盖写、记录磁道宽度以及擦除磁道宽度(S13)。
在未进行预定次数的取得的情况下(S13)，反复执行步骤S11、S12。
在进行了预定次数的取得的情况下(S13)，主控制器40相应于所取得的错误率、盖写、记录磁道宽度以及擦除磁道宽度，决定向各加热器H1、H2供给的电力(电力值、比率)(S14)。例如，决定为：错误率、盖写、记录磁道宽度以及擦除磁道宽度处于容许范围内的情况下的电力值。
根据如上述那样构成的磁盘装置10，MPU46相应于第1加热器H1的电阻值与第2加热器H2的电阻值的关系，控制向第1加热器H1和第2加热器H2供给的电力的电力值或者比率。由此，能够获得提高写入头16W的突出量的控制精度的、可靠性高的磁盘装置10。
另外，考虑错误率、盖写、记录磁道宽度、擦除磁道宽度等来决定向各加热器供给的电力的电力值、比率。由此，能够抑制写入错误、重写(rewrite)动作等，使写入性能提高。
以上对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式是作为例子提出的，并不是意在限定发明的范围。上述新的实施方式能够以其他各种各样的方式来实施，能够在不脱离发明的宗旨的范围内进行各种省略、置换、变更。上述实施方式及其变形包含在发明的范围、宗旨内，并且，包含在权利要求书记载的发明及其等同的范围内。

Claims (6)

1.一种磁盘装置，具备：
磁盘；
磁头，其具有对所述磁盘写入数据的写入头、从所述磁盘读取数据的读取头、对所述写入头进行加热的第1加热器以及对所述读取头进行加热的第2加热器；以及
控制器，其控制向所述第1加热器和所述第2加热器供给的电力，
所述控制器根据所述第1加热器的电阻值与所述第2加热器的电阻值的比率，控制向所述第1加热器供给的电力的电力值。
2.根据权利要求1所述的磁盘装置，
所述控制器根据所述第1加热器的电阻值与所述第2加热器的电阻值的比率，控制向所述第1加热器和所述第2加热器供给的电力的比率。
3.根据权利要求1所述的磁盘装置，
所述控制器根据所述比率以及使向所述第1加热器和所述第2加热器中的至少一方供给的电力的电力值变化了的情况下的错误率的变化，决定向所述第1加热器和所述第2加热器供给的电力的电力值。
4.根据权利要求1所述的磁盘装置，
所述控制器根据所述比率以及使向所述第1加热器和所述第2加热器中的至少一方供给的电力的电力值变化了的情况下的盖写的变化，决定向所述第1加热器和所述第2加热器供给的电力的电力值。
5.根据权利要求1所述的磁盘装置，
所述控制器根据所述比率以及使向所述第1加热器和所述第2加热器中的至少一方供给的电力的电力值变化了的情况下的磁道宽度的变化，决定向所述第1加热器和所述第2加热器供给的电力的电力值。
6.根据权利要求1所述的磁盘装置，
所述控制器根据所述比率以及使向所述第1加热器和所述第2加热器中的至少一方供给的电力的电力值变化了的情况下的擦除磁道宽度的变化，决定向所述第1加热器和所述第2加热器供给的电力的电力值。
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