KR100641459B1

KR100641459B1 - 식별 정보를 자기 디스크 상에 인코딩하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100641459B1
Application number: KR1020017012277A
Authority: KR
Inventors: 알렉세이 에이치. 삭크스; 리-핑 왕; 도날드 이. 커티쓰
Original assignee: 시게이트 테크놀로지 엘엘씨
Priority date: 1999-03-26
Filing date: 1999-12-31
Publication date: 2006-10-31
Also published as: GB2363672A; KR20010113861A; GB0125092D0; JP2002540549A; DE19983942T1; CN1222930C; CN1361914A; WO2000058955A1; GB2363672B; US6377413B1; HK1042982A1

Abstract

본 발명은 자기 디스크(106, 204, 670, 314, 714, 780)를 디스크 드라이브 기억 조립체(100)에 조립하기 전에 그 자기 디스크를 처리하는 방법 및 장치(300)에 관한 것으로, 그러한 방법은 자기 디스크(106, 204, 670, 314, 714, 780)의 물리적 특성을 측정하는 단계 및 정보 패턴(220, 272, 410 내지 414, 501 내지 503, 602, 604, 651 내지 653, 710 내지 712)을 자기 디스크 내에 인코딩하는 단계를 포함한다. 정보 패턴(220, 272, 410 내지 414, 501 내지 503, 602, 604, 651 내지 653, 710 내지 712)은 측정된 물리적 특성과 연관지어진다.

Description

식별 정보를 자기 디스크 상에 인코딩하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ENCODING IDENTIFICATION INFORMATION ON A MAGNETIC DISC}

본 발명은 데이터 기억 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 식별 정보(identification information) 및 기타의 디스크 파라미터를 자기 디스크 상에 인코딩하는 것에 관한 것이다.

자기 디스크 드라이브에서는 데이터가 자기 매체로 코팅된 하나 이상의 디스크 상에 기억된다. 자기 매체는 통상적으로 대략 평행한 다수의 데이터 트랙으로 구분되는데, 그 데이터 트랙은 디스크의 반경에 수직하게 서로 동심으로 배열된다. 데이터는 액추에이터 암(actuator arm)에 의해 원하는 트랙 위에 위치되는 트랜스듀서(transducer) 또는 "헤드"에 의해 기억되고 재생된다. 액추에이터 암은 위치 정보 또는 "서보 데이터"에 기반하는 폐 루프 서보 시스템(closed-loop servo system)의 제어 하에 헤드를 반경 방향으로 데이터 트랙을 가로질러 이동시키는데, 상기 "서보 데이터"는 전용 서보 필드 내에 저장된다.

자기 디스크 드라이브의 제조 및 조립 공정 중에는 다수의 자기 디스크 및 헤드를 제조한 후에 그 디스크 및 헤드의 자기 특성이 설정된 파라미터 내에 속하는 지의 여부를 판단하는 시험을 한다. 만일, 설정된 파라미터 내에 속한다면, 그 디스크 및 헤드를 선택하여 각각의 디스크 드라이브에 조립한다. 설정된 파라미터 내에 들지 못한 부품은 버려진다. 디스크 검정 공정 중에는 자기 디스크 상의 기록 표면에 대해 자기 보자력(magnetic coercivity), 자기 모멘트, 및 기타의 물리적 특성과 자기 특성을 측정한다. 원하는 특성이 있는 디스크를 대응 헤드 스택 조립체(head stack assembly)와 합체될 수 있는 스핀들 상에 조립한다. 각각의 스핀들은 디스크 드라이브의 형태에 따라 하나 이상의 개별 디스크를 포함할 수 있다.

기록 헤드도 마찬가지로 각각의 헤드 스택 조립체 내에 장착되기 전에 시험을 거친다. 예컨대, 기록기 폭, 판독 신호 진폭, 1/2 진폭에서의 판독 신호 펄스 폭, 기록기 폭, 중복 기록 능력(overwrite capability), 크로스-트랙 대칭성(cross-track symmetry), 오프-트랙 능력(off-track capability), 및 비트 오류율과 같은 몇 가지 구조 특성과 자기 특성을 측정한다. 원하는 특성이 있는 기록 헤드를 각각의 헤드 스택 조립체에 장착한다. 이어서, 그러한 헤드 스택 조립체를 각각의 디스크 팩 내에 합체시켜 디스크 드라이브 하우징으로 조립한다. 각각의 기록 헤드는 디스크 팩에 있는 각각의 기록 표면과 임의로 짝을 이룬다.

각각의 디스크 및 기록 헤드를 시험하여 구조 특성과 자기 특성이 원하는 범위 내에 들어 있는 것으로 판명되었음에도 불구하고, 그러한 특성은 개별 디스크와 헤드간에 달라질 수 있고, 특정의 헤드/디스크 조합체는 최적의 것을 밑도는 기록 성능을 가질 수 있다. 예컨대, 특정의 기록 표면은 상대적으로 높은 자기 보자력을 보일 수 있다. 그러한 디스크가 "약한" 기록 헤드와 짝을 이루면, 결과적으로 얻어지는 헤드/디스크 조합체는 최적의 것을 밑도는 중복 기록 능력을 보일 수 있고, 그로 인해 비트 오류율을 상승시키게 된다. 그러한 어려움은 각각의 디스크 및 헤드의 허용 성능 범위를 좁힘으로써 회피될 수 있지만, 그러한 해결 방안은 보다 더 높은 제조 허용 오차를 요하여 수율의 감소 및 제조 비용의 증가를 가져오게 된다.

본 발명은 그러한 문제점과 기타의 문제점에 중점을 두어 다루고 있고, 선행 기술에 비해 우월한 장점을 제공하고 있다.

따라서, 본원 발명의 목적은 자기 디스크 및 기록 헤드를 조립시킬 때 자기 디스크와 기록 헤드 사이의 특성들이 일치되지 않을 수 있고 이로 인해 헤드/디스크 어셈블리의 기록 성능 및 제조 수율이 저하되는 종래기술의 문제점들을 해결하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 실시예는 자기 디스크를 디스크 드라이브 기억 조립체에 조립하기 전에 그 디스크를 처리하는 방법에 관한 것이다. 그러한 방법은 자기 디스크의 물리적 특성을 측정하는 단계와 정보 패턴을 자기 디스크 내에 인코딩하는 단계를 포함한다. 그러한 정보 패턴은 측정된 물리적 특성과 연관지어진다.

본 발명의 다른 실시예는 자기 디스크 드라이브의 구성 요소를 조립하는 방법에 관한 것이다. 그러한 방법은 자기 특성을 갖는 디브스 드라이브 조립용 기록 헤드를 선택하여 디스크 드라이브에 조립하는 단계를 포함한다. 자기 디스크를 디스크 드라이브 내에 조립하기 전에 다수의 자기 디스크 중의 하나 이상으로부터 정보 패턴을 판독한다. 자기 디스크로부터 판독된 정보 패턴은 그 디스크의 자기 특성과 연관지어진다. 자기 디스크의 자기 특성과 기록 헤드의 자기 특성과의 비교를 기초로 자기 디스크를 선택하여 기록 헤드와 함께 디스크 드라이브에 조립한다. 이어서, 자기 디스크 및 기록 헤드를 디스크 드라이버에 조립하여 자기 디스크와 기록 헤드가 디스크/헤드 조합체를 형성하도록 한다.

본 발명의 또 다른 실시예는 물리적 특성이 있는 자기 기록 표면 및 그 자기 기록 표면 내에 인코딩되어 그 물리적 특성과 연관지어지는 정보 패턴을 포함하는 자기 디스크에 관한 것이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다. 첨부 도면 중에서,

도 1은 본 발명을 사용할 수 있는 헤드 디스크 조립체(head disc assembly; HDA)의 사시도이고,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 디스크 표면 상에 기록된 서보 섹터의 널 타입 서보 자화 패턴(null-type servo magnetization pattern)을 나타낸 도면이며,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열적 프린팅 공정을 나타낸 도면이고,

도 4는 개개의 자기 영역(magnetic domain)을 중첩시킴으로써 형성되는 신장된 자기 영역을 나타낸 도면이며,

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 서보 패턴을 자기 매체 상에 열적 프린팅하는 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이고,

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 서보 패턴을 자기 매체 상에 열적 프린팅하는 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이며,

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 서보 패턴을 자기 매체 상에 열적 프린팅하는 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이고,

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 디스크 표면 상의 트랙을 따라 기록되는 단일 주파수 쌍-비트 펄스 열(single frequency di-bit pulse train)을 나타낸 도면이며,

도 9는 트레인 내에서 조명 패턴 간격이 변하는 펄스 열을 나타낸 도면이고,

도 10은 트레인 내에서 조명 패턴 형상이 변하는 펄스 열을 나타낸 도면이며,

도 11은 주축이 다운-트랙 방향으로 배향된 다수의 열 기록 타원형 자기 영역을 구비하는 펄스 열을 나타낸 도면이며,

도 12는 외부 자계의 존재 하에 광 빔이 디스크 표면 상의 개개의 자기 영역을 조명하는 것을 나타낸 부분 사시도이고,

도 13은 제1, 제2, 및 제3 세트의 중첩된 열 기록 자기 영역을 구비하는 펄스 열을 나타낸 도면이고,

도 14는 디스크 표면 상에 자기적으로 인코딩된 정보 패턴을 구비하는 자기 디스크의 평면도이며,

도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 정보 패턴을 디스크 표면 상에 열적 프린팅하는 장치를 나타낸 도면이고,

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 조립 장치를 개략적으로 나타낸 도면이며,

도 17은 본 발명의 실시예에 따른 디스크 처리 방법을 나타낸 도면이고,

도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 기록 헤드와 기록 표면과의 짝짓기 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 1은 본 발명을 사용할 수 있는 자기 디스크 드라이브, 헤드 디스크 조립체(head disc assembly; HDA)(100)의 사시도이다. 각종의 도면에서는 동일한 도면 부호는 동일하거나 유사한 요소를 나타내는데 사용된다. HDA(100)는 베이스(12)와 상단 커버(도시를 생략)를 구비한 하우징을 포함한다. HDA(100)는 디스크 클램프(108)에 의해 스핀들 모터(도시를 생략) 상에 장착되는 디스크 팩(106)을 추가로 포함한다. 디스크 팩(106)은 중심 축(109)을 중심으로 함께 회전되도록 장착되는 다수의 개별 디스크를 포함한다.

각각의 디스크 표면은, HDA(100)에 장착되어 디스크 표면과의 통신을 위한 판독/기록 헤드를 이송하는 관련 슬라이더(110)를 구비한다. 도 1에 도시된 예에서는 슬라이더(110)가 서스펜션(112)에 의해 지지되고, 그 서스펜션(112)은 다시 액추에이터(116)의 트랙 액세싱 암(114)에 의해 지지된다. 도 1에 도시된 액추에이터는 회전 이동 코일 액추에이터로서 알려진 유형의 것으로, 전체적으로 도면 부호 "118"로 지시된 보이스 코일 모터(voice coil motor; VCM)를 포함한다. 선형 액추에이터와 같은 기타의 유형의 액추에이터가 사용될 수도 있다.

보이스 코일 모터(118)는 그에 부착된 슬라이더(110)와 함께 피봇 축(120)을 중심으로 회전되어 슬라이더(110)를 디스크 내경부(124)와 디스크 외경부(126)와의 사이의 경로(122)를 따라 원하는 데이터 트랙 위에 위치시킨다. 보이스 코일 모터(118)는 전용 서보 필드 내의 하나 이상의 디스크 표면 상에 기억된 위치 정보에 기반한, 내부 회로(128) 내의 폐 루프 서보 제어기(closed-loop servo controller)의 제어 하에 작동된다. 서보 필드는 각각의 디스크 표면 상의 데이터 섹터에 삽입(interleave)될 수 있거나, 서보 정보를 기억시키는데 전용되는 단일 디스크 표면 상에 배치될 수 있다. 슬라이더(110)가 서보 필드 위를 지남에 따라, 판독/기록 헤드는 원하는 트랙의 중심선에 대한 헤드의 위치를 식별하는 리드백 신호(readback signal)를 발생시킨다. 그러한 위치에 기초하여, 액추에이터(116)는 서스펜션(112)을 이동시켜 헤드가 원하는 위치로 이동되도록 헤드의 위치를 조정한다.

서보 필드 패턴은 통상적으로 디스크가 HDA(100) 내에 조립되고 난 후에 판독/기록 헤드를 통해 디스크 표면 상에 기록된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 디스크를 HDA(100)에 조립하기 전에 하나 이상의 디스크가 적어도 부분적으로 서보 패턴 또는 기타의 디스크 정보로 포맷된다. 디스크는 서보 패턴 또는 기타의 디스크 정보의 적어도 일부를 디스크 표면 상에 한번에 하나의 자기 영역씩 열적 프린팅함으로써 포맷된다. 그러한 정보는 예컨대 각각의 데이터 기억 섹터의 위치, 섹터 수 식별 정보, 섹터 그룹의 시작, 서보 패턴 정보, 및 특정 디스크 표면의 자기 특성을 포함할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 디스크 표면 상에 기록된 서보 섹터(150)의 널(null) 타입 자화 패턴을 나타낸 도면이다. 화살표 "152"는 디스크 표면의 다운-트랙 또는 각 방향 차원을 나타내며, 화살표 "154"는 디스크 표면의 크로스-트랙 또는 반경 방향 차원을 나타낸다. 도 2는 각각 156₀ 내지 156₁₆으로 명명된 17개의 트랙 중심을 나타내고 있다.

도 2의 음영 구역은 비 음영 구역과 대비하여 자기 극성이 반대인 구역에 해당한다. 예컨대, 길이방향 기록 시스템(longitudinal recording system)에서는 비 음영 구역의 길이방향 자화가 도면의 우에서 좌로 이루어진다면, 음영 구역의 길이방향 자화는 좌에서 우로 이루어지게 된다. 수직 기록 시스템(perpendicular recording system)에서는 자기 극성이 반대인 구역들이 디스크 표면에 수직하게 도 2의 페이지의 안으로 또는 밖으로 자화된다.

서보 섹터(150)는 위상 고정 루프(phase-locked field; PLL) 필드(160), 패드(pad) 필드(162), 싱크(sync) 필드(164), 패드 필드(166), 트랙 ID 그레이 코드 필드(168), 패드 필드(170), 및 "버스트(burst)"로 명명된 위치 오류(position error; PES) 필드(172)를 포함한다. PLL 필드(160) 및 싱크 필드(164)는 반경 방향의 코히어런트 자기 트랜지션(coherent magnetic transition)을 포함한다. 판독/기록 헤드(미도시)가 상기 필드(160, 164) 위를 지날 때, 그 필드 내의 자화 패턴은 발진 리드백 신호(oscillating readback signal)를 유도한다. 그러한 발진 리드백 신호는 디스크 드라이브 판독 채널의 위상 및 주파수를 리드백 신호의 위상 및 주파수로 고정(lock)시키는데 사용된다. 트랙 ID 그레이 코드 필드(168)는 헤드가 그 위에 위치된 특정의 트랙을 식별하는 정보를 포함한다.

PES 필드(172)는 트랙 중심선에 대한 헤드의 위치를 식별하는데 사용된다. 도 2에 도시된 실시예에서는 PES 필드(172)가 널 타입 자화 패턴을 포함한다. 널 타입 자화 패턴은 필드(160, 164)의 자화 패턴에 대해 미리 정해진 위상으로 기록된다. 판독/기록 헤드가 PES 필드(172)를 지남에 따라, 헤드에서 발생된 리드백 신호가 복조(demodulate) 및 적분되어 위치 오류 값을 산출한다. 트랙 중심에서는 위치 오차는 0이 된다. 헤드가 트랙 중심의 일측에 위치되면, 위치 오류 값은 변위의 양을 나타내는 크기의 양의 값이 된다. 헤드가 트랙 중심의 타측으로 이동되면, 위치 오류 값은 변위의 양을 나타내는 크기의 음의 값이 된다. 스플릿 버스트(split burst) 서보 패턴과 같은 기타의 유형의 서보 패턴도 또한 사용될 수 있다. 서보 패턴의 복조에 관해서는 예컨대, "널 타입 서보 패턴용 비동기 디지털 복조기 및 복조 방법(ASYNCHRONOUS DIGITAL DEMODULATOR AND METHOD FOR A NULL-TYPE SERVO PATTERN)"이란 명칭의 1999년 3월 15일자 미국 특허 출원 번호 제09/268,584호에 상세히 논의되어 있다.

서보 패턴의 최소 유닛은 PES 필드(172)에 있는 작은 정사각형 중의 하나이다. 헤드가 자기 극성이 반대인 구역으로 경계지워지는 구역 위를 지닐 때, 쌍-비트가 리드백 신호를 야기한다. 그러한 쌍-비트(또는 사이클)는 서보 섹터(150) 내의 모든 패턴의 형성 블록(building block)으로서, 규정지어진 자기 영역로 이루어진다.

통상, 서보 패턴은 한 번에 하나의 "서보 트랙"씩 기록된다. "서보 트랙"을 규정짓는 것은 제품에 따라 다르다. 전술된 바와 같이, 쌍-비트는 판독/기록 헤드에 있는 기록 트랜스듀서에 의해 디스크 표면 상에 기록된다. 그러한 쌍-비트를 코히어런트하게 트랙 대 트랙으로 기록함으로써 극성이 반대인 자기 영역이 디스크 상에 기록된다. 이러한 자기 영역은 대략적으로 직사각형이다. 본 발명의 일 실시예에서는 서보 섹터(150)에 있는 개별 자기 영역 중의 적어도 일부가, 디스크를 드라이브에 조립하기 전에, 디스크 표면 상에 한번에 하나의 자기 영역씩 열적 프린팅된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열적 프린팅 공정(200)을 나타낸 도면이다. "202"의 단계에서는 강한 외부 자계(H)(208)에 의해 자기 매체(204)가 균일한 자화 방향으로 자화된다. 예컨대, 길이방향 기록 시스템에서는 전체의 디스크가 균일한 길이방향으로 원주방향 "DC"자화된다. 외부 자계(208)의 레벨은 주위 온도에서의 자기 매체(204)의 자기 보자력보다 더 높다.

"210"의 단계에서는 외부 자계(208)를 "202"의 단계에서의 상기 자계(208)에 비해 자계 강도가 감소되고 극성이 반대인 외부 자계(209)로 변경시킨다. 그러한 외부 자계(209)의 자계 강도는 주위 온도에서 자기 매체(204)의 자기 보자력보다 더 작다. 입사 광 빔(212)을 매체(204) 상의 선택된 구역(214)으로 인도하여 그 구역(214) 내에서 매체(204)의 국부적 가열을 일으킨다. 그 구역(214)에서의 매체(204)의 온도는 주위 온도로부터 상승된 온도로 상승된다. 매체(204)의 자기 보자력(Hc)은 온도의 증가에 따라 감소된다. 그 자기 보자력이 외부에서 인가된 자계(209)의 레벨 미만으로 떨어질 때, 가열된 구역의 자화(216)는 인가된 자계에 매칭되어 배향되게 된다.

"218"의 단계에서는 외부 자계(209)를 변경시킴 없이 광 빔(212)을 해당 구역(214)으로부터 제거한다. 그 구역(214)이 다시 상온으로 돌아오면, 그 구역(214)의 경계선에 의해 한정되는 열 기록 자기 영역(220)가 남게 된다. 자기 영역(220)의 형상은 매체(204)에 대한 조명 패턴의 형상에 의해 결정된다.

이어서, 광 빔(212)을 매체(204) 상의 다른 구역으로 이동시켜 다른 자기 영역을 열적으로 기록한다. "210" 및 "218"의 단계를 필요에 따라 여러 번 반복하여 광 빔(212)의 위치의 이동에 의해 매체(204) 상의 상이한 위치에 자기적으로 역전된 자기 영역을 생성할 수 있다. 예컨대, "210" 및 "218"의 단계를 도 2에 도시된 PES 필드(172)에 있는 각각의 음영 구역에 대해 한번 이상 반복할 수 있다. 일 실시예에서는 광 빔을 외부 자계(209)의 존재 하에 선택된 시간 기간 동안 각각의 자기 영역에 대해 펄스 형태로 조명한다. 각각의 자기 영역은 반경 방향 및 원주 방향으로 광 빔(212)과 디스크 표면과의 상대 위치를 이동시킴으로써 매체 상에서 서로 분리된다. 정보는 원주 방향, 반경 방향, 또는 양자의 방향으로 디스크 표면 상에 자기적으로 인코딩될 수 있다.

자기 영역(204)은 사용되는 광원의 유형 및 필요로 하는 국부 가열량에 따라 다른 시간 길이로 조명 패턴에 노출된다. 몇 가지 유형의 광원이 사용될 수 있다. 원하는 해상도 및 디스크 코팅의 성질이 의도하지 않게 변하는 것을 회피할 필요성 등의 다양한 요소(factor)에 따라 선택되는 광원이 달라진다. 일반적으로, 파장이 짧은 광원이 보다 더 양호한 해상도를 제공한다. 그러나, 선택되는 파장이 짧아질수록 디스크 코팅의 의도하지 않은 손상이 생기게 된다. 예컨대, 수은 광원은 원하는 해상도 특성을 제공할 수는 있지만, 디스크 표면에 도포될 수 있는 내식 탄소 층의 손상을 일으킬 위험성을 증대시킬 수 있다. 그러한 경우에는 녹색 아르곤 레이저와 같은 저 에너지 광원이 더욱 적절할 수 있다. 일 실시예에서는 광 빔이 인코히어런트(incoherent)하다. 각각의 자기 영역이 가열되는 온도는 사용되는 광원의 유형, 매체의 노출 지속 시간, 및 광원의 파워 출력에 의해 조절된다.

도 2의 PLL 필드(160), 싱크 필드(164), 및 트랙 ID 그레이 코드 필드(168)에 있는 세장형 음영 구역은 광 빔 및 그 결과 생기는 조명 패턴을 반경 방향의 오프-트랙 방향(154)으로 주사함으로써 형성될 수 있다. 반경 방향으로 주사하는 동안 매체가 광 빔에 연속적으로 노출되면, 매체는 열 기록 자기 영역의 길이를 따른 열 그레디언트(gradient)로 냉각되게 된다. 선택적으로, 광 빔이 반경 방향으로 매체 표면을 가로질러 주사될 때에 광 빔을 펄스 형태로 하거나 조절할 수 있다. 인접 조명 패턴간의 간격은 그 패턴이 적어도 부분적으로 서로 중첩되어 중첩 자기 영역의 세장형 라인이 생성되도록 세팅된다. 예컨대, 도 4는 개별 자기 영역(272)를 중첩시키거나 또는 반경 방향으로의 주사 중에 인접 조명 패턴을 중첩시킴으로써 형성된 연장형(elongated) 자기 영역(270)를 나타내고 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 서보 패턴을 자기 매체 상에 열적 프린팅하는 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다. 시스템(300)은 광원(302), 빔 성형 광학 기기(304), 빔 편향기(306), 외부 자계 공급원(308), 및 제어 회로(311)를 포함한다. 광원(302)은 광 에너지(310)를 발생시키고, 그 광 에너지(310)는 빔 성형 광학 기기(304)를 통해 빔 편향기(306)로 통과된다. 빔 성형 광학 기기(304)는 원하는 조명 패턴 형상으로 된 광 빔(312)을 발생시키고, 그 광 빔(312)은 적어도 부분적으로 각각의 열 기록 자기 영역을 둘러싸는 자계 트랜지션의 형상을 한정한다.

빔 편향기(306)는 빔(312)을 빔 대역(316) 내에서 디스크(314) 상의 원하는 위치로 편향시킨다. 빔 편향기(306)는 광 빔(312)을 반경 방향으로 디스크(314)의 표면을 가로질러 편향시키거나, 원할 경우에는 각 방향 또는 원주 방향으로 디스크 상의 원하는 데이터 트랙을 따라 편향시키도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서는 빔 편향기(306)가 제어 회로(311)에 의해 제어되는 보이스 코일 모터 상에 장착된 거울을 포함한다. 다른 실시예에서는 빔 편향기(306)가 정전 거울 시스템(electrostatic mirror system)을 포함한다. 기타의 유형의 빔 편향기도 역시 광 빔(312)을 편향시키는데 사용될 수 있다.

제어 회로(311)는 광원(302), 빔 성형 광학 기기(304), 빔 편향기(306), 및 스핀들 모터(322)에 커플링되어 그들의 동작을 각종의 측면에서 제어한다. 제어 회로는 노출 시간 및 광도와 같은 광원(302)의 파라미터를 제어하도록 구성될 수 있다. 제어 회로(311)는 빔 성형 광학 기기(304)에 커플링되어 광 빔의 형상을 제어할 수도 있다. 예컨대, 제어 회로(311)는 원할 경우에는 디스크 표면 상의 인접된 자기 극성의 트랜지션간의 상대 간격을 야기하기 위하여 하나의 기록 동작으로부터 다음 기록 동작으로 조명 패턴 형상을 변경시킬 수 있다. 그러한 방법은 원하는 데이터 코딩 계획을 실행하거나 특정의 자기 영역 구역의 크기 또는 형상을 간단하게 변경시키는데 사용될 수 있다.

제어 회로(311)는 스핀들 모터(322)에 커플링되어 서보 기록 동작 동안 디스 크(314)를 회전시킬 수도 있다. 디스크(314)는 광 빔(312)에 노출되면서(연속적으로 노출되거나 펄스 형태로 노출됨) 연속적으로 회전되거나, 개별 기록 동작간에 불연속적 단계로 회전될 수 있다. 후자의 예에서는 각각의 자기 영역이 기록될 때에 디스크(314)가 정지된 채로 있게 된다.

외부 자계 공급원(308)은 예컨대 원하는 배향의 원하는 자계 강도로 된 전자석 또는 영구 자석을 포함할 수 있다. 자계는 기록하려는 구역에 국한되거나, 디스크 표면의 전부 또는 거의 전부에 걸쳐 퍼져 있을 수 있다. 일 실시예에서는 자계가 기록하려는 구역에 국한되고, 자계 공급원(308)이 점선(324)으로 나타낸 바와 같이 빔 편향기(306)의 제어 하에 조명 패턴과 함께 이동된다. 수직으로 기록할 경우에는 자계 공급원(308)은, 예컨대 디스크(314)의 표면과 수직한 코일 축을 갖는 전자 코일을 포함할 수 있다. 광 빔(312)은 코일의 중심을 통해 통과된다. 길이방향으로 기록할 경우에는 자계 공급원(308)이 N 극과 S 극간에 갭이 있고 디스크 표면에 평행하게 조명 패턴을 통해 배열되는 하나 이상의 영구 자석을 포함할 수 있다. 선택적으로, 2개의 평행하게 이격된 전자 코일이 디스크 표면에 평행하게 배향된 공통의 축을 따라 배열될 수 있다. 기타 이동이 가능한 또는 정지된 자기 구조물 및 형상이 사용될 수도 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 서보 패턴을 디스크 표면 상에 열적 프린팅하는 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 5에서 동일하거나 유사한 요소에 사용된 것과 동일한 도면 부호가 도 6에도 사용된다. 도 6에서 빔 편향기(306)가 광 빔(312)을 디스크(314)의 표면 상의 정확한 위치에 주사하기 위한 전기 광학 스캐너(340)로 대체된다. 예컨대, 전기 광학 스캐너(340)는 Carnagie Mellon University에 있는 Data Storage System Center에서 개발된 전기 광학 스캐너를 포함할 수 있다. 현재, 전기 광학 스캐너는 1개의 차원으로 1도 정도 편향시키는 것으로 제한되어 있다. 전기 광학 스캐너 기술이 개선되면, 그러한 편향 정도가 향상될 수 있을 것이다. 전술된 바와 같이, 제어 회로(311)는 디스크(314)를 회전시켜 1차원 전기 광학 스캐너의 사용이 용이하게 되도록 할 수도 있다. 전기 광학 스캐너는 조명 패턴을 디스크(314)의 표면 상에 정밀하게 배치하는 장점을 제공한다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 서보 패턴을 자기 매체 상에 열적 프린팅하는 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 5 및 도 6에서 동일하거나 유사한 요소에 사용된 것과 동일한 도면 부호가 도 7에도 사용된다. 도 7에서는 이동 스테이지(350)가 기계적으로 광원(302) 및 광 빔 성형 광학 기기(304)를 반경 방향으로 디스크(314)의 표면을 가로질러 병진 이동시키는 한편, 스핀들 모터(322)가 디스크(314)를 임의의 선택된 원주 방향 위치로 회전시킨다. 선택적으로, 이동 스테이지(350)는 광원(302) 및 광학 기기(304)를 정지 상태로 둔 채로 스핀들 모터(322) 및 디스크(314)를 이동시키는데 사용될 수도 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 디스크 표면 상의 트랙(401)을 따라 기록된 단일 주파수 쌍-비트 펄스 열(400)을 나타낸 도면이다. 화살표 "402"는 반경 방향 또는 크로스-트랙 방향을, 그리고 화살표 "404"는 원주 방향 또는 다운-트랙 방향을 각각 나타낸다. 화살표 "406"은 트랙 폭을 나타낸다. 펄스 열(400)을 기록하기 전에, 디스크 표면을 원주 방향의 균일한 자화 자계 상태로 되어 트랙(401)이 "408"로 지시된 방향으로 배경 자화(M)를 수반하도록 한다.

펄스 열(400)은, 조명 패턴을 각각의 위치를 향해 인도하여 배경 자화 방향(408)과 반대인 극성(415)인 외부 자계의 존재 하에 그 위치를 가열시킴으로써 한번에 하나의 자기 영역씩 기록된 자기 영역(410, 412, 414)를 포함한다. 조명 패턴의 형상은 각각의 자기 영역(410, 412, 414)의 형상을 결정짓고, 특히 각각의 자기 영역의 경계에 있는 자기 극성의 트랜지션의 형상 및 위치를 결정짓는다. 도 8에서는 자기 영역(410, 412, 414)를 형성하는데 사용된 광 빔이 타원형이다.

본 실시예에서는 자기 영역(410, 412, 414)가 균일한 간격 또는 "쌍-비트 셀 간격"(416)으로 서로 이격된다. 그러한 간격은 다운-트랙 방향(404)을 따라 펄스 열에 있는 하나의 자기 영역의 중심으로부터 후속 자기 영역의 중심까지 측정된 것이다. 그러한 간격은 각각의 조명 패턴간의 간격에 의해 결정된다. 다운-트랙 방향(404)을 따른 후속된 자기 극성의 트랜지션간의 간격은 트랜지션 에지(420 내지 425)간에 측정된 것으로, 화살표 "430"으로 지시되어 있다. 각각의 트랜지션은 리드백 신호에서 펄스를 발생시킨다.

쌍-비트 셀 간격(416)은 트랜지션 대 트랜지션 간격(430)의 2배와 동일하여 단일 주파수 쌍-비트 펄스 열을 생성하게 된다. 그러한 유형의 간격은 서보 패턴 중에 예컨대 도 2의 필드(172)와 같은 위치 오류 신호(PES) 버스트 필드는 물론, 도 2에 도시된 필드(160, 162)와 같은 위상 고정 루프(PLL) 필드 및 싱크 필드를 생성하는데 사용될 수 있다. 그러한 유형의 간격은 서보 패턴 중에 다른 필드를 생성하는데도 역시 사용될 수 있다.

조명 패턴의 크기 및 형상과 패턴 간격은 디스크를 포맷하여 도 2의 트랙 ID 필드(168)에 있는 정보와 같은 정보를 디스크 표면 상에 인코딩하면서 제어되거나 변경될 수도 있다. 기타의 디스크 정보도 역시 디스크 표면 상에 인코딩될 수 있다. 도 9는 조명 패턴 간격이 변하는 펄스 열(500)을 나타낸 도면이다. 그러한 펄스 열(500)은 외부에서 인가된 자계의 존재 하에 조명 패턴을 사용하여 각각의 자기 영역을 가열함으로써 자기 디스크 상에 열 기록된 다수의 자기 영역(501 내지 503)를 포함한다. 화살표 "504"는 크로스-트랙 방향을, 그리고 화살표 "506"은 다운-트랙 방향을 각각 지시하고 있다. 마찬가지로, 음영 구역은 비 음영 구역에 대해 자기 극성이 반대인 구역에 해당한다.

도 9에서는 자기 극성의 트랜지션간의 간격이 다운-트랙 방향(506)으로의 자기 영역(501 내지 503)간의 간격을 선택적으로 변경시킴으로써 변하게 된다. 그러한 간격은 각각의 조명 패턴의 간격을 제어함으로써 제어된다. 그러한 패턴 간격은 정보를 디스크 표면 상에 인코딩하는데 사용될 수 있다. 예컨대, 사용되는 규약에 따라 특정의 비트 위치에 자기 영역이 존재하는 것은 논리 "1" 또는 "0"을 표현할 수 있고, 특정의 비트 위치에 자기 영역이 존재하지 않는 것은 각각 논리 "0" 또는 "1"을 표현할 수 있다. 자기 영역의 존재 및 부재는 특정의 비트 위치에 2개의 트랜지션(다운-트랙 방향(506)으로의 특정의 자기 영역의 좌우측 트랜지션)이 존재하는지 존재하지 않는지를 검출함으로써 판독/기록 헤드에 의해 검출된다. 그러한 2개의 트랜지션의 위치는 전적으로 조명 패턴 형상에 의해 정해진다. 도 9에서는 점선(510)이 자기 영역(502, 503) 사이의 비트 위치에 자기 영역이 존재하지 않음을 나타내고 있다. 따라서, 펄스 열(500)은 화살표 "512"로 지시된 바와 같이 "1101"의 인코딩된 2진 값을 표현할 수 있다.

도 10은 펄스 열 내에서 조명 패턴 형상이 변하는 본 발명의 다른 실시예에 따른 펄스 열(600)을 나타낸 도면이다. 화살표 "604"는 크로스-트랙 방향을, 그리고 화살표 "606"은 다운-트랙 방향을 각각 지시하고 있다. 펄스 열(600)은 자기 극성이 도 10의 비 음영 구역의 자기 극서과는 반대인 자기 영역임을 나타내도록 음영을 친 다수의 자기 영역(602, 603)를 포함한다. 빔 성형 광학 기기는 조명 패턴 및 그에 따른 비트 수준에서 개별 자기 영역의 형상을 변경시키는데 사용된다. 그에 의해, 조명 패턴 형상에 따라 트랜지션간의 간격이 변할 수 있게 된다. 예컨대, 트랜지션 대 트랜지션 간격(608)은 트랜지션 대 트랜지션 간격(610)보다 현저히 더 크다. 즉, 조명 패턴 형상을 사용하여 디스크 표면 상에 정보를 인코딩할 수 있다. 미리 정해진 원주 방향의 간격으로 단일 트랜지션이 존재하는지 존재하지 않는 지에 따라 논리 "1" 또는 "0"을 표현한다면, 특정의 자기 영역의 형상을 신장시킴으로써 특정의 일시적 비트 위치를 지나는 시간에 그 자기 영역의 후미 트랜지션을 지연시키는 효과를 가져오게 된다. 예컨대, 도 10에서 각각의 트랜지션이 논리 "1"을 표현한다면, 펄스 열(600)은 화살표 "612"로 지시된 바와 같이 "111001"의 인코딩된 2진 값을 표현하게 된다. 도 10에 도시된 예에서는 조명 패턴 형상의 변경에 의해 정보를 인코딩함으로서 코드율(code rate)이 현저히 증대되는데, 그것은 데이터가 2개의 트랜지션이 아니라 단일의 트랜지션에 의해 표현되기 때문이다. 코드율을 증가시킴으로써 정보를 디스크 표면 상에 기억시킬 수 있는 밀도 및 속도가 증대된다. 조명 패턴 형상은 최대 트랜지션 런(maximum transition run; MTR) 길이 제한형 코드와 유사하게 판독 오류를 일으키는 것으로 알려진 바람직하지 않은 펄스 열 주파수 또는 비트 패턴을 회피하도록 제어될 수도 있다.

도 11은 주축(655)이 크로스-트랙 축(656)(도 10에서와 같이)과 반대인 다운-트랙 축(654)에 평행하게 배향되며 열적으로 기록된 다수의 타원형 자기 영역(651, 653)를 구비하는 펄스 열(650)의 예를 나타낸 것이다. 자기 영역(652)는 원형이다. 정보는 조명 패턴 형상을 원형으로부터 타원형으로 변경시켜 자기 영역(651, 653)을 자기 영역(652)에 대해 신장시킴으로써 디스크 표면 상에 인코딩된다. 예컨대, 펄스 열(650)은 다운-트랙 축(654)을 따라 각각의 자기 트랜지션 밑에 또는 트랜지션이 없는 곳에 화살표 "658"로 지시된 바와 같이 "10111101"의 2진 값을 표현할 수 있다.

도 12는 도 11의 세장형 자기 영역(651, 653) 중의 하나를 형성하는 것을 나타낸 자기 디스크(670)의 부분 사시도이다. 광 빔(672)은 외부 자계(674)의 존재 하에 디스크 표면(670)으로 인도된다. 도 12에 도시된 예에서는 광 빔(672)이 그 주축이 다운-트랙 방향(654)에 평행하게 배향된 채로 타원형의 횡단면 형상(676)으로 된다. 따라서, 광 빔(672)은 디스크(670)의 표면 상에 타원형 조명 패턴(678)을 형성하고, 그 타원형 조명 패턴(678)은 자기 영역(651, 653)의 타원형 경계 형상을 형성시킨다. 도 5 내지 도 7에 도시된 것과 같은 빔 성형 광학 기기를 사용하여 원하는 조명 패턴 형상을 형성할 수 있다. 그러한 형상은 제어 회로(311)(도 5 내지 도 7에 도시된)의 제어 하에 디스크(670)의 표면을 따라 하나 이상의 자기 영역로부터 다음 자기 영역으로 선택적으로 변경되어 디스크 표면 상에 정보를 인코딩할 수 있다. 자석(680, 682)은 자기 영역(651, 653)를 통해 자기 디스크(670)의 표면에 인접하여 자계(674)를 발생시킨다.

광원 및 빔 성형 광학 기기에 의해 서보 패턴 중의 개별 자기 영역을 열적 프린팅하는 것은 종래의 서보 기록에 비해 융통성이 높은데, 그 이유는 각각의 자기 영역의 형상이 제품 헤드의 기록 극 기하 형상보다는 빔 성형 광학 기기의 의해 주로 한정되기 때문이다. 개별 타원형 자기 영역을 반경 방향으로 중첩시키거나 조명 패턴을 반경 방향으로 주사함으로써 도 2에 도시된 PLL 필드(160), 싱크 필드(162), 및 트랙 ID 그레이 코드 필드(168)에 있는 보다 더 긴 반경 방향 자기 영역을 형성할 수 있다.

또한, 2개의 별개의 기록 동작 동안 2개 이상의 열 기록 자기 영역을 중첩시킴으로써 각각의 자기 영역의 반경 방향 에지에 있는 곡선 트랜지션의 영향을 완화시킬 수 있다. 예컨대, 도 13은 개별 기록 동작동안 형성되어 반경 방향, 즉 크로스-트랙 방향(706)으로 서로 중첩된 제1. 제2 및 제3 세트(702 내지 704)의 자기 영역(710 내지 712)를 구비하는 펄스 열(700)을 나타내고 있다. 자기 영역(710 내지 712)의 조합 구역(713)은 대략 직사각형이다. 펄스 열(700)에 의해 형성되는 결과적인 서보 패턴은 보다 더 규칙적이고 현재의 직사각형 서보 패턴 설계에 더욱 가깝게 닮아 있다.

다른 실시예에서는 추가의 기록 동작을 사용하여 다운-트랙 방향(708)으로 추가의 자기 영역(도시를 생략)를 중첩시킬 수 있다. 또 다른 실시예에서는 푸리에 유형의 빔 성형 광학 기기를 사용하여 서보 패턴에 사용하기 위한 직사각형 조명 패턴을 생성할 수 있다. 직사각형 조명 패턴의 예는 도 3의 도면 부호 "214"에 나타나 있다. 즉, 도 13에 도시된 직사각형 자기 영역은 각각 단일 직사각형 조명 패턴 또는 다수의 중첩된 직사각형 조명 패턴으로 생성될 수 있다.

일부의 적용례에서는 전체의 디스크 표면을 서보 패턴 및 기타의 포맷팅 정보로 한번에 하나의 자기 영역씩 포맷하는데 지나치게 많은 시간이 소비될 수 있다. 그러한 적용례에서는 헤드/디스크 조립체 내에 디스크를 조립하기 전에 본 발명의 서보 트랙 열 기록 공정을 사용하여 그러한 정보의 일부를 디스크 표면 상에 기록할 수 있다. 이어서, 열 기록된 포맷팅 정보를 후속의 조립 작업 또는 제품 판독/기록 헤드를 통한 서보 트랙 기록 공정 중에 사용할 수 있게 된다. 예컨대, 본 발명의 서보 트랙 열 기록 공정은 추후에 판독/기록 헤드에 의해 후속의 서보 기록 동작 동안 반경 방향 위치를 확인하는데 사용될 수 있는 반경 방향 자(radial ruler)를 기록하는데 사용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는 디스크 검정 공정 중에 열적 프린팅을 사용하여 디스크 드라이버에 디스크를 조립하기 전에 정보 패턴을 디스크 상에 자기적으로 인코딩할 수 있다. 그러한 정보 패턴은 기록 표면에 대한 일련 번호 및/또는 디스크의 자기 보자력, 자기 모멘트, 및 기타의 물리적 특성과 자기 특성과 같은 디스크 검정 데이터를 포함할 수 있다. 예컨대, 그러한 정보는 다른 구역보다 질량이 큰 디스크 상의 물리적 구역을 식별할 수 있고, 그것은 추후의 조립 단계에서 디스크의 균형을 잡아 요동을 회피하는데 활용될 수 있다. 또한, 자기 특성 정보는 제조 공정의 다운스트림(downstream)에서 디스크의 자기 특성을 그 디스크와 짝을 이루는 헤드의 자기 특성에 매칭시키는데 사용될 수 있다. 따라서, 각각의 헤드와 디스크 표면 짝은 개별적으로 최적화될 수 있게 된다.

도 14는 구역(716) 내에 정보 패턴이 자기적으로 인코딩된 기록 표면(715)을 구비하는 자기 디스크(714)의 평면도이다. 그러한 정보 패턴은 원주 방향(717), 반경 방향(718), 또는 양자의 방향(717, 718)으로 자기적으로 인코딩되어 2차원 어레이를 형성할 수 있다. 도 3 내지 도 13을 참조하여 전술된 열적 프린팅 공정과 같은 몇 가지 정보 기록 방법이 사용될 수 있다. 선택적으로, 정보 패턴은 예컨대 반응성 이온 에칭(reactive ion etching), 이온 밀링(ion milling), 전기 기계 가공(electromachining), 또는 레이저 애블레이션(ablation)에 의해 디스크 표면 상에 기록될 수 있다.

도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 정보 패턴을 디스크 표면(715) 상에 열적 프린팅하는 장치를 나타낸 도면이다. 정보 패턴을 포함하는 마스크(720)가 2개의 렌즈(722, 724) 사이에 지지된다. 정보 패턴을 마스크(720)로부터 기록 표면(715)에 전사하기 위해, 제어 시스템(726)은 모터 구동기(728)를 구동시켜 마스크(720) 및 디스크(714)를 정보 패턴이 기록 표면(715) 상의 적절한 구역 상에 투사되도록 정렬시킨다. 광 제어 시스템(730)은 렌즈(722), 마스크(720), 및 렌즈(724)를 통해 광학적으로 광을 투사시키도록 광원(732)을 작동하여 마스크(720) 상의 정보 패턴을 기록 표면(715) 상에 영상화시킨다. 렌즈(722)는 마스크(720)에 걸친 광 분포를 균일화시킨다. 마스크(720)를 통과하여 기록 표면(715) 상에 투사되는 광 에너지는 기록 표면(715)의 조명된 노출 구역으로 하여금 주위 온도로부터 정보가 디스크 상에 기억되는 그 보상 온도를 넘는 상승된 온도로 상승하도록 한다. 그러한 온도는 사용되는 광원의 유형, 매체의 노출 지속 시간, 및 광원(732)의 파워 출력에 의해 광 제어 시스템(730)이 제어하는 대로 조절된다. 영향을 받지 않는 주위 디스크 표면에 대해 선택적으로 자기 영역을 역전시키기 위해 기록 표면(715) 상의 노출 구역이 상승된 온도로 증가되는 동안, 전자 코일(742)이 자계(740)(예컨대, 수직으로 기록하는 경우)를 기록 표면(715)에 인가하게 된다. 그러한 기법을 사용하여 원하는 정보 패턴을 기록 표면(715) 상에 기록하게 된다. 마스크(720)에 의하면, 다수의 자기 영역이 단번에 기록될 수 있게 된다. 다른 실시예에서는 마스크(720)가 기록 표면(715)과 접촉된다.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 조립 장치(760)를 개략적으로 나타낸 도면이다. 그러한 장치(760)는 디스크 통(762), 디스크 로드 모듈(764), 정보 패턴 판독기(766), 스핀들 조립 툴(768), 디스크 조작 암(770), 제어기(772), 헤드 스택 조립 데이터베이스(774), 및 디스크 데이터베이스(776)를 포함한다. 디스크 통(762)은 포트(784)를 통해 디스크 로딩 모듈(764)에 공급되는 다수의 자기 디스크(780)를 담고 있다. 디스크(780)의 각각의 기록 표면은 본 발명에 따라 표면 내에 기록된 정보 패턴을 구비한다. 그러한 정보 패턴은 기록 표면의 자기 특성 또는 기록 표면을 식별하는 고유 일련 번호를 포함할 수 있다. 자기 특성 자체가 기록 표면 상에 기록되지 않으면, 그러한 특성은 다수의 디스크(780)와 연관된 디스크 데이터베이스(776)에 기억된다. 그러한 연관성은 점선(782)으로 표시되어 있다. 데이터베이스(776)는 각각의 디스크(780)에 대해 각각의 기록 표면의 일련 번호 및 그 기록 표면의 해당 자기 특성을 포함한다. 예컨대, 데이터베이스(776)는 각각의 일련 번호가 해당 자기 특성과 연관되어 있는 룩업 테이블(lookup table)로서 포맷될 수 있다.

작업 중에는 디스크 조작 암(770)이 디스크 로딩 모듈(764)로부터 하나의 디스크(780)를 회수하여 그 디스크를 정보 패턴 판독기(766)로 넘긴다. 정보 패턴 판독기(766)는 디스크의 각각의 기록 표면으로부터 정보 패턴을 해독하여 그 정보 패턴을 제어기(772)에 넘긴다. 정보 패턴은 여러 가지 방법으로 해독될 수 있다. 그 한 가지 방법은 레이저 빔을 기록 표면에서 반사시키고 커 효과(Kerr effect)를 사용하여 열 기록 자기 영역에 의해 유도되는 편광의 회전을 검출함으로써 정보 패턴을 역으로 판독하는 것이다. 다른 방법은 회수된 디스크를 스핀 스탠드(spin stand) 상에 놓은 후에 디스크가 자기 판독 헤드에 대해 회전될 때에 자기적으로 인코딩된 정보를 그 자기 판독 헤드를 통해 판독하는 것이다. 본 실시예에서는 정보 패턴이 열 기록 공정 중에 포맷되어 예컨대 도 8 내지 도 11에 도시된바와 같은 표준 자기 기록 정보로서 나타날 수 있다.

판독기(766)에 의해 판독된 정보 패턴에 기초하여, 제어기(772)는 디스크 데이터베이스(776)로부터 해당 자기 특성을 검색하여 그 특성을 디스크와 짝을 이루는 기록 헤드의 자기 특성과 비교한다. 기록 헤드의 자기 특성은 헤드 스택 데이터베이스(774)에 기억되어 있다. 기록 헤드는 종종 하나 이상의 기록 헤드가 개별 서스펜션에 의해 지지된 헤드 스택 조립체에 장착되어 있다. 헤드 스택 조립체의 예는 도 1에 도시되어 있다. 헤드 스택 조립체는 액추에이터(116)에 의해 이송되고, 슬라이더(110), 서스펜션(112), 및 트랙 출입 암(114)을 포함한다. 각각의 기록 헤드는 각각의 디스크의 기록 표면과 짝을 이루어 헤드/디스크 조합체를 형성한다. 헤드 스택 조립체에 있는 각각의 기록 헤드의 구조 특성과 자기 특성은 헤드 스택 조립체 데이터베이스(774)에 기억되어 있다. 헤드를 제작할 때에는 통상적으로 가시적으로 판독될 수 있는 일련 번호가 판독 및 기록 트랜스듀서와 대향된 슬라이더의 전단 에지 상에 기록된다. 그러한 일련 번호는 데이터베이스(774)에 있는 각각의 헤드의 특성을 탐지하는데 사용된다.

제어기(772)는 결과적으로 얻어지는 헤드/디스크 조합체가 미리 정해진 기준 및/또는 사용자로부터의 입력에 의거한 원하는 특성을 수반하는 기록 시스템을 제조하는지 여부를 판단한다. 만일 그렇다면, 스핀들 제어기(772)는 암(770)을 인도하여 선택된 디스크를 스핀들 조립 도구(768)에 제공하도록 한다. 스핀들 조립 도구(768)는 스핀들 조립체가 선택된 헤드 스택 조립체와 합체될 때에 선택된 디스크의 기록 표면이 선택된 헤드 스택 조립체의 각각의 기록 헤드와 짝을 이루도록 선택된 디스크를 스핀들 상에 장착시킨다. 이어서, 암(770)은 다른 디스크를 포트(784)로부터 회수한다. 결과적으로 얻어진 헤드/디스크 조합체가 원하는 성능 레벨에 미치지 못할 것이면, 제어기(772)는 암(770)으로 하여금 선택된 디스크를 포트(784)로 복귀시키도록 명령한다. 이어서, 암(770)은 다른 디스크를 포트(784)로부터 선택하여 그 디스크를 정보 패턴 판독기(766)에 공급한다. 그러한 과정은 선택된 다수의 디스크가 스핀들 상에 장착될 때까지 반복된다. 이어서, 스핀들은 후속의 제조 단계에서 헤드 스택 조립체와 합체된다. 자기 특성 자체가 디스크의 표면 상에 인코딩되어 있는 실시예에서는 디스크 데이터베이스(776)가 필요하지 않다. 자기 특성이 정보 패턴 판독기(766)에 의해 판독될 때, 그러한 특성이 바로 제어기(772)에 제공되어 헤드 스택 조립체 데이터베이스(774)에 있는 특성과 비교된다.

따라서, 전술된 장치(760)는 특정의 디스크 및 각각의 디스크가 스핀들 상에 장착되는 순서를 선택하여 각각의 헤드/디스크 조합체에 대해 원하는 기록 성능을 실현시키게 된다.

도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 처리 방법(800)을 나타낸 흐름도이다. 그러한 처리 공정(800)은 자기 디스크를 디스크 드라이브에 조립하기 전에 실행된다. "801"의 단계에서는 기록 표면의 자기 특성을 측정한다. 그러한 자기 특성은 예컨대 자기 보자력, 자기 모멘트, 및/또는 기타의 물리적 특성을 포함할 수 있다. 이어서, "802"의 단계에서는 측정된 자기 특성을 전자 데이터베이스에 기억시킨다. "803"의 단계에서는 데이터베이스 내에서 기억된 자기 특성을 기록 표면에 대한 고유 일련 번호와 연관짓는다. "804"의 단계에서는 일련 번호를 정보 패턴으로서 기록 표면 내에 자기적으로 인코딩한다. "805"의 단계에서는 자기 디스크 및 연관된 전자 데이터베이스를 디스크 드라이브 제조 공정의 다음 스테이지에 제공하는데, 경우에 따라 그 스테이지에서는 기록 표면을 적절한 기록 헤드와 짝을 이루도록 할 수 있다.

도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 기록 헤드와 기록 표면과의 짝짓기 방법을 나타낸 흐름도이다. "811"의 단계에서는 디스크 드라이브에 조립하려는 기록 헤드를 선택한다. "812"의 단계에서는 그 기록 헤드와 짝을 이룰 수 있는 디스크를 디스크 통에 담는다. "813"의 단계에서는 자기 디스크 중의 하나를 디스크 통으로부터 회수한다. "814"의 단계에서는 디스크의 기록 표면 상에 자기적으로 인코딩된 정보 패턴을 해독한다. "815"의 단계에서는 정보 패턴에 포함되어 있거나 연관 전자 데이터베이스에 기억되어 있는 측정된 자기 특성을 선택된 기록 헤드의 자기 특성과 비교한다. 결과적으로 얻어지는 헤드/디스크 조합체가 "816"의 단계에서 원하는 기억 성능의 것으로 판단되면, 회수된 자기 디스크를 스핀들 상에 장착하여 기록 헤드와 함께 디스크 드라이브에 조립한다. 결과적으로 얻어지는 헤드/디스크 조합체가 "816"의 단계에서 원하는 기록 성능의 것이 아니라고 판단되면, 회수된 자기 디스크를 "817"의 단계에서 디스크 통으로 복귀시킨다. 이어서, 공정은 선택된 기록 헤드의 자기 특성과 비교하기 위해 다른 자기 디스크를 디스크 통으로부터 회수하는 "813"의 단계로 돌아간다.

그러한 공정은 헤드 스택 조립체에 있는 모든 기록 헤드가 적절한 기록 표면과 짝을 이루고 스핀들이 완전히 조립되어 헤드 스택 조립체와 합체될 때까지 반복된다. 일 실시예에서는 기록 표면과 적절한 헤드를 짝짓기 위해 기록 표면의 정확한 자기 특성이 사용되지 않는다. 오히려, 각각의 표면을 미리 정해진 성능 카테고리에 위치시키고, 그 카테고리의 식별자를 기록 표면 상에 기억시키거나, 아니면 기록 표면 상에 기록된 일련 번호와 연관짓는다. 이어서, 그러한 카테고리 식별자는 기록 표면을 그 카테고리 내에 있는 임의의 기록 표면과 적절히 짝을 이루게 될 헤드에 매칭시키는데 사용될 수 있다.

요약하면, 본 발명의 일 실시예는 자기 디스크(106, 204, 670, 314, 714, 780)를 디스크 드라이브 기억 조립체(100)로 조립하기 전에 그 디스크를 처리하는 방법(800)에 관한 것이다. 그러한 방법은 자기 디스크(106, 204, 670, 314, 714, 780)의 물리적 특성을 측정하는 단계 및 그 자기 디스크 내에 정보 패턴(220, 272, 410 내지 414, 501 내지 503, 602, 604, 651 내지 653, 710 내지 712)을 인코딩하는 단계를 포함한다. 그러한 정보 패턴(220, 272, 410 내지 414, 501 내지 503, 602, 604, 651 내지 653, 710 내지 712)은 측정된 물리적 특성과 연관지어진다.

일 실시예에서는 그러한 방법이 측정된 물리적 특성을 전자 데이터베이스(776)에 기억시키는 단계 및 전자 데이터베이스(776) 내에서 물리적 특성을 기록 표면(715)에 대한 고유 일련 번호와 연관짓는 단계를 추가로 포함한다. 그러한 일련 번호는 기록 표면(715) 상에 인코딩된다. 선택적으로, 측정된 물리적 특성 자체가 기록 표면(715) 상에서 정보 패턴(220, 272, 410 내지 414, 501 내지 503, 602, 604, 651 내지 653, 710 내지 712) 내에 인코딩된다. 그러한 정보 패턴(220, 272, 410 내지 414, 501 내지 503, 602, 604, 651 내지 653, 710 내지 712)은, 상승된 온도에서는 자계 강도가 표면(715)의 자기 보자력보다 더 크고 하강된 주위 온도에서는 그 자기 보자력보다 더 작은 자계(208, 674, 740)에 기록 표면(715)을 노출시키면서 기록 표면(715) 상의 다수의 자기 영역(220, 272, 410 내지 414, 501 내지 503, 602, 604, 651 내지 653, 710 내지 712)을 광 빔(212, 312, 672, 732)에 의해 상승된 온도로 열 가열함으로써 인코딩된다.

본 발명의 다른 실시예는 자기 디스크 드라이브(100)의 구성 요소를 조립하는 방법(810)에 관한 것이다. 그러한 방법은 디스크 드라이브(100)로 조립할 자기 특성이 있는 기록 헤드(110)를 선택하는 단계를 포함한다. 자기 디스크(106, 204, 670, 314, 714, 780)를 디스크 드라이브(100)에 조립하기 전에 다수의 자기 디스크(106, 204, 670, 314, 714, 780) 중의 적어도 하나 이상으로부터 정보 패턴(220, 272, 410 내지 414, 501 내지 503, 602, 604, 651 내지 653, 710 내지 712)을 판독한다. 자기 디스크(106, 204, 670, 314, 714, 780)로부터 판독된 정보 패턴(220, 272, 410 내지 414, 501 내지 503, 602, 604, 651 내지 653, 710 내지 712)을 그 디스크의 자기 특성과 연관짓는다. 자기 디스크의 자기 특성과 기록 헤드의 자기 특성과의 비교에 기초하여 기록 헤드(110)와 함께 디스크 드라이브(100)로 조립할 자기 디스크(106, 204, 670, 314, 714, 780)를 선택한다. 이어서, 자기 디스크(106, 204, 670, 314, 714, 780) 및 기록 헤드(110)를 디스크 드라이브(100)로 조립하여 자기 디스크와 기록 헤드가 헤드/디스크 조합체를 형성하도록 한다.

본 발명의 또 다른 실시예는 물리적 특성이 있는 기록 표면(715)과 그 자기 기록 표면 내에 인코딩되어 물리적 특성과 연관지어지는 정보 패턴(220, 272, 410 내지 414, 501 내지 503, 602, 604, 651 내지 653, 710 내지 712)을 포함하는 자기 디스크(106, 204, 670, 314, 714, 780)에 관한 것이다.

본 발명의 또 다른 실시예는 다수의 자기 디스크(106, 204, 670, 314, 714, 780), 다수의 고유 일련 번호, 디스크 통(762), 및 전자 데이터베이스(766)를 포함하는 자기 디스크 조립 키트에 관한 것이다. 각각의 자기 디스크(106, 204, 670, 314, 714, 780)는 측정이 가능한 자기 특성이 있는 자기 기록 표면(715)을 구비한다. 각각의 일련 번호는 각각의 자기 디스크(106, 204, 670, 314, 714, 780) 중의 하나의 기록 표면(715) 상에 인코딩되어 기록 표면을 고유하게 식별시킨다. 디스크 통(762)은 다수의 자기 디스크(106, 204, 670, 304, 714, 780)를 담는다. 전자 데이터베이스(766)는 다수의 고유 일련 번호를 각각의 기록 표면(715)의 자기 특성과 연관짓는다.

이상의 설명에서는 본 발명의 각종의 실시예의 다수의 특징 및 장점을 본 발명의 각종의 실시예의 구조 및 기능의 상세한 설명과 함께 설명하였지만, 그것은 단지 예시적인 것일 뿐이고, 구체적으로는, 특히 첨부된 청구의 범위에 표현된 용어의 광범위한 일반적 의미에 의해 지시되는 최대한의 한도까지 본 발명의 원리 내에서 부품의 구조 및 배열에 변경이 이루어질 수도 있음을 유의해야 할 것이다. 예컨대, 각종의 유형의 정보 패턴이 본 발명에 따라 열에 의해 또는 기타의 방법으로 디스크 표면 상에 기록될 수 있다. 디스크는 통상 예컨대 자기 디스크 또는 자기 광학 디스크일 수 있다. 유도 헤드 및 자기 저항 헤드와 같은 각종의 유형의 기록 헤드가 사용될 수 있다. 또한, 각종의 유형의 광원, 빔 편향기 또는 스캐너, 자계 공급원이 본 발명과 함께 사용될 수 있다. 특정의 공정 단계 및 그 단계의 순서는 원하는 대로 수정될 수 있다. 또한, 기타의 수정도 이루어질 수 있다.

Claims

디스크 드라이브 저장 어셈블리에 자기 디스크를 조립하기 이전에 자기 디스크를 처리하는 방법으로서,

(a) 상기 자기 디스크의 기록 표면의 물리적 특성을 측정하는 단계;

(b) 상기 단계 (a)에서 측정된 물리적 특성을 전자 데이터베이스에 저장하는 단계;

(c) 상기 디스크를 상기 디스크 드라이브에 조립하기 이전에 상기 기록 표면 내에서 정보 패턴을 인코딩하는 단계; 및

(d) 상기 전자 데이터베이스 내에서 상기 물리적 특성을 상기 정보 패턴과 연관시키는 단계

를 포함하는 자기 디스크 처리 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 단계 (d)는 상기 전자 데이터베이스 내에서 상기 물리적 특성을 상기 기록 표면에 대한 고유 일련 번호와 연관시키는 단계를 포함하고,

상기 인코딩 단계 (c)는 상기 일련 번호를 상기 기록 표면상에 자기적으로 인코딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 처리 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 인코딩 단계 (c)는,

(c)(1) 상기 기록 표면 상에 상기 정보 패턴을 자기적으로 인코딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 처리 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 인코딩 단계 (c)는,

(c)(1) 상승된 온도에서 상기 기록 표면의 자기 보자력보다 더 크고 하강된 주위 온도에서 상기 자기 보자력보다 더 작은 자계 강도를 갖는 자계에 상기 기록 표면을 노출시키면서, 상기 기록 표면 상에서 광선을 통해 다수의 자기 영역들을 상승된 온도로 열적으로 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 처리 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 측정 단계 (a)는 상기 기록 표면의 자기 특성을 측정하는 단계를 포함하고,

상기 인코딩 단계 (c)는 상기 자기 특성과 연관되는 정보 패턴을 상기 기록 표면 내에 인코딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 처리 방법.
자기 디스크 드라이브의 컴포넌트들을 조립하는 방법으로서,

(a) 디스크 드라이브에 조립하기 위해 자기 특성을 포함하는 기록 헤드를 선택하는 단계;

(b) 상기 디스크 드라이브 내에서 디스크를 조립하기 이전에, 다수의 자기 디스크들 중 적어도 하나로부터 정보 패턴을 판독하는 단계 - 상기 디스크로부터 판독되는 정보 패턴은 상기 디스크의 자기 특성과 연관됨 -;

(c) 상기 자기 디스크 및 상기 기록 헤드의 자기 특성들의 비교에 기초하여 상기 기록 헤드와 함께 상기 디스크 드라이브에 조립하기 위한 상기 자기 디스크를 선택하는 단계; 및

(d) 상기 자기 디스크와 상기 기록 헤드가 헤드/디스크 조합체를 형성하도록 상기 자기 디스크 및 상기 기록 헤드를 상기 디스크 드라이브에 조립하는 단계

를 포함하는 자기 디스크 드라이브의 컴포넌트들 조립 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 정보 패턴은 상기 자기 디스크 상에 자기적으로 인코딩되고,

상기 판독 단계 (b)는,

(b)(1) 편광 빔을 상기 디스크에 반사시키고 자기적으로 인코딩된 정보 패턴에 의해 유도되는 상기 편광 빔의 회전을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 드라이브의 컴포넌트들 조립 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 정보 패턴은 상기 자기 디스크 상에 자기적으로 인코딩되고,

상기 판독 단계 (b)는,

(b)(1) 자기 판독 헤드를 포함하고 상기 자기 판독 헤드에 대해 상기 자기 디스크를 회전시키도록 적응되는 스핀 스탠드 상에 상기 자기 디스크를 장착하는 단계; 및

(b)(2) 상기 자기적으로 인코딩된 정보 패턴을 상기 자기 판독 헤드를 통해 판독하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 드라이브의 컴포넌트들 조립 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 정보 패턴은 상기 자기 디스크 상에 자기적으로 인코딩되고 상기 자기 디스크의 자기 특성의 측정치를 나타내며,

상기 판독 단계 (b)는,

(b)(1) 상기 자기적으로 인코딩된 정보 패턴으로부터 상기 자기 특성의 측정치를 디코딩하는 단계; 및

(b)(2) 상기 자기 특성의 디코딩된 측정치를 상기 기록 헤드의 자기 특성과 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 드라이브의 컴포넌트들 조립 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 정보 패턴은 상기 자기 디스크 상에 자기적으로 인코딩되고 상기 자기 디스크에 대한 고유 일련 번호를 나타내며,

상기 판독 단계 (b)는,

(b)(1) 상기 자기적으로 인코딩된 정보 패턴으로부터 상기 고유 일련 번호를 디코딩하는 단계;

(b)(2) 상기 일련 번호에 기초하여 전자 데이터베이스로부터 상기 자기 디스크의 자기 특성을 검색하는 단계; 및

(b)(3) 상기 전자 데이터베이스로부터 검색되는 상기 자기 디스크의 디코딩된 자기 특성을 상기 기록 헤드의 자기 특성과 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 드라이브의 컴포넌트들 조립 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 다수의 자기 디스크들 중 적어도 하나로부터 정보 패턴을 판독하는 단계 (b)는,

(b)(1) 상기 다수의 자기 디스크들을 디스크 통에 담는 단계;

(b)(2) 상기 디스크 통으로부터 상기 다수의 자기 디스크들 중 제 1 자기 디스크를 검색(retrieving)하는 단계;

(b)(3) 상기 제 1 자기 디스크로부터 상기 정보 패턴을 판독하는 단계; 및

(b)(4) 상기 정보 패턴과 연관지어진 상기 제 1 자기 디스크의 자기 특성을 상기 기록 헤드의 자기 특성과 비교하는 단계를 포함하며,

상기 자기 디스크를 선택하는 단계 (c)는,

(c)(1) 상기 비교 단계 (b)(4)에 기초하여, 상기 제 1 자기 디스크를 헤드/디스크 조합체의 일부로서 상기 디스크 드라이브에 조립하기 위해 스핀들 상에 위치시키거나, 상기 제 1 자기 디스크를 상기 디스크 통으로 복귀시키는 단계; 및

(c)(2) 상기 단계 (c)(1)에서 상기 제 1 자기 디스크가 상기 디스크 통으로 복귀되면, 상기 다수의 자기 디스크들 중 제 2 자기 디스크에 대해 상기 판독 단계(b) 및 상기 선택 단계 (c)를 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 드라이브의 컴포넌트들 조립 방법.
제 6 항에 있어서,

(e) 상기 단계 (b)에서 상기 정보 패턴을 판독하기 이전에, 상기 자기 디스크의 기록 표면 내에 상기 정보 패턴을 자기적으로 인코딩하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 드라이브의 컴포넌트들 조립 방법.
제 12 항에 있어서,

상기 자기적으로 인코딩하는 단계 (e)는,

(e)(1) 주위 온도에서 상기 기록 표면의 자기 보자력보다 더 작고 상승된 온도에서는 상기 자기 보자력보다 더 큰 자계 강도를 갖는 자계에 상기 기록 표면을 노출시키는 단계; 및

(e)(2) 상기 자계에 상기 기록 표면을 노출시키면서 각각의 자기 영역을 광 선을 통해 상승된 온도로 개별적으로 가열함으로써 상기 기록 표면 상에 다수의 자기 영역들을 열적으로 기록하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 드라이브의 컴포넌트들 조립 방법.
제 12 항에 있어서,

상기 자기적으로 인코딩하는 단계 (e)는,

(e)(1) 주위 온도에서 상기 기록 표면의 자기 보자력보다 더 작고 상승된 온도에서는 상기 자기 보자력보다 더 큰 자계 강도를 갖는 자계에 상기 기록 표면을 노출시키는 단계;

(e)(2) 상기 기록 표면의 영역들을 패턴 마스크를 통해 광선에 노출시키고, 상기 자계에 상기 기록 표면을 노출시키면서 상기 노출 영역들을 상기 상승된 온도로 가열시키는 단계; 및

(e)(3) 상기 노출 영역들이 상기 상승된 온도로 가열된 이후에 상기 노출 영역들로부터 상기 광선을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 드라이브의 컴포넌트들 조립 방법.
물리적 특성과 제 1 정보 패턴을 포함하는 제 1 자기 기록 표면 - 상기 제 1 정보 패턴은 상기 제 1 자기 기록 표면내에서 인코딩됨 -; 및

전자 데이터베이스에서 상기 물리적 특성을 상기 제 1 정보 패턴과 연관시키기 위한 수단

을 포함하는 자기 디스크.
제 15 항에 있어서,

상기 제 1 정보 패턴은 상기 제 1 자기 기록 표면을 고유하게 식별하는 일련 번호를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 디스크.
제 15 항에 있어서,

상기 제 1 정보 패턴은 상기 물리적 특성의 수치 표현을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 디스크.
제 15 항에 있어서,

상기 제 1 자기 기록 표면과 대향되고 물리적 자기 특성을 포함하는 제 2 자기 기록 표면; 및

상기 제 2 자기 기록 표면의 자기 특성과 연관시키기 위해, 상기 제 2 자기 기록 표면내에 인코딩되는 제 2 정보 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 디스크.
제 15 항에 있어서,

상기 물리적 특성은 상기 제 1 기록 표면의 자기 특성을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 디스크.
측정 가능한 자기 특성을 지닌 자기 기록 표면을 각각 포함하는 다수의 자기 디스크들;

각각의 상기 자기 디스크들의 상기 기록 표면 상에 자기적으로 인코딩되고 상기 기록 표면을 고유하게 식별하는 다수의 고유 일련 번호들;

상기 다수의 자기 디스크들을 수용하는 디스크 통; 및

상기 다수의 고유 일련 번호들을 상기 각각의 기록 표면들의 자기 특성들과 관련시키는 전자 데이터베이스

를 포함하는 자기 디스크 조립 키트.