CN1235195C - 伺服写入方法和具有伺服控制系统的盘驱动器 - Google Patents

伺服写入方法和具有伺服控制系统的盘驱动器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及伺服写入方法和具有伺服控制系统的盘驱动器。在一种盘驱动器中，盘介质包括其上记录伺服数据的伺服区(100)和其上记录数据的数据区(110)。在每个数据磁道，例如盘介质的外径中，记录在伺服区(100)上的伺服数据的倾斜度θ2小于记录在数据区(110)上的数据的倾斜度θ1。

Description

伺服写入方法和具有伺服控制系统的盘驱动器
技术领域
本发明涉及一种盘驱动器，并尤其涉及一种磁头定位精确度提高的伺服写入技术。
背景技术
近来在以硬盘驱动器为代表的盘驱动器领域中，盘驱动器在记录密度方面有急剧的增长以迎合人们对其大容量和减小尺寸的需求。
在盘驱动器中，通常通过增加形成在盘介质上的数据磁道的记录密度(TPI：每英寸的磁道数)来提高盘介质的记录密度。这一点通过提高磁头的定位精确度得以实现。
磁头精确定位需要改进用于磁头定位控制的伺服控制系统和用于记录伺服数据以进行磁头定位控制的伺服磁道写入技术。
在伺服控制系统中，磁头根据其从盘介质读出的伺服数据定位到盘介质的目标位置。
伺服磁道写入技术是一项通常利用专门用于该技术的伺服磁道写入器(STW)在盘介质上的特定区域(伺服区)精确写入伺服数据的技术。
STW存在的问题是磁头的偏斜角抹去相邻磁道的伺服数据，造成抹除区。在STW和盘驱动器中，一般磁头装载在旋动致动器上并构造成在盘介质的径向寻道。
偏斜角是磁头相对于盘介质上数据磁道的倾角绝对值。出现抹除区是因为写入头磁间隙的一端伸向相邻的磁道。
STW通常在盘介质上以1/2或1/3磁道间隔移动伺服头的同时写入伺服数据。因而抹除区变得更容易出现并导致记录在盘介质上的伺服数据的信号质量下降。而且如果盘介质的TPI增大，则抹除区占数据磁道的比例也增大，这导致抹除区的不利作用变大。
在盘驱动器领域，利用垂直磁记录法的驱动器近来作为一项进一步提高记录密度的技术得到发展。垂直磁记录式盘驱动器采用单极型头作为记录头。即使利用这种单极型头，也会由于上述的偏斜角产生抹除区。
还提出了一种减小上述由于磁头的偏斜角所致的抹除区的方法(见日本专利申请JP2000-268516和2001-189062)。
根据上述申请中所述的方法，通过从盘介质的最外半径到介质径向上的0°偏斜角位置使磁头寻道而写入伺服数据。换言之，单独地选择性地执行各项操作。
在上述申请的方法中，因为盘介质上产生的所有抹除区被盖写，所以可以删除抹除区。但是，没有伺服数据可以记录在接近偏斜角为0°位置的区域上，由此产生不能用作数据磁道的区域。
在垂直磁记录法中，已经确认，抹除区可以通过设计一种设计单极型头的磁极的方法而减小。换言之，因为抹除区的宽度正比于磁极的厚度，所以可以通过使磁极变薄而减小抹除区。但如果磁极变薄，则磁极的面积减小，从而降低记录头的记录能力。
有另一种通过渐缩磁头使之成为梯形而减小抹除区的方法。但在此方法中，被大大削尖的磁头减小了磁极的面积并因而降低了记录头的记录能力。从实际方面考虑，也不容易制造大大削尖的梯形头。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够防止盘介质上出现抹除区并提高磁头定位精度的盘驱动器。
盘驱动器包括一个从/向旋转的盘介质读出/写入数据的磁头；一个包括所述磁头的致动器，在盘介质的径向旋转以将磁头移向目标位置；和一个控制器，根据磁头从盘介质读出的伺服数据控制致动器，以将磁头定位到目标位置。
所述的盘介质包括大量具有伺服区和数据区的数据磁道。当磁头在盘介质的外径和内径中一个的数据区上记录数据时，倾斜度不同于所述数据的伺服数据被记录在外径和内径之一的伺服区上。
附图说明
在说明书中构成本说明书一部分的附图图解说明了本发明的实施例，并且与上述一般性描述及下面将要对实施例进行的详细描述一起解释本发明的原理，其中：
图1A到1C是描述根据本发明实施例的伺服写入法的示意图；
图2是根据本发明实施例的伺服磁道写入器的主要部分框图；
图3是根据本发明实施例描绘读写头偏斜角示意图；
图4是根据本发明实施例的盘驱动器的主要部分框图；
图5是根据本发明实施例的盘驱动器的外视图；
图6A和6B是描述根据本发明实施例造成抹除区的因素的示意图；和
图7A和7B是描述根据本发明实施例的垂直磁记录法中造成抹除区的因素的示意图。
具体实施方式
下面参考附图描述本发明的实施例。
[盘驱动器的结构]
本实施例针对垂直磁记录型盘驱动器。如图4和5所示，驱动器主体的外壳(不包括顶盖)10包括一个包括盘介质(以下简称为盘)11的驱动机构，一个主轴电机(SPM)12和一个致动器14。图5是图4中所示盘驱动器的外视图。
致动器14有一个磁头13并通过音圈电机(VCM)15的驱动力在盘的径向在盘11上方移动。例如，磁头13由单极头的记录头和GMR元件的读取头构成，它们安装在单个浮动块上。盘11例如是一种两层盘，包括垂直磁记录型记录磁层和夹在记录磁层和基片之间的软磁层。
外壳10中还组合了一个电路板16。电路板16包括一个经传递读写信号的挠性印刷电缆(FPC)连结到磁头13的预放大电路。另一个电路板有一个微处理器(CPU)400，该微处理器实现一个伺服控制器用于执行磁头定位控制。
盘11有一个伺服区100，伺服区100上记录伺服数据。在包含在盘驱动器制造过程中的伺服写入步骤中，后面将要说明的伺服磁道写入(STW)将伺服数据写到盘11上。伺服控制器根据磁头13的读取头读出的伺服数据控制致动器14将磁头13定位到目标位置。
STW 20是一个专门用于在盘介质11上写入伺服数据的装置，如图2所示。STW 20包括一个伺服头210和一个用于将伺服头210定位到盘介质11上的致动机构211。STW 20还包括一个用于定位伺服头210以通过伺服头210将伺服数据写入到盘介质11上的机构。
(伺服写入法)
下面将参考图1A到1C、3、6A、6B、7A和7B描述本发明实施例的伺服写入法。
在该伺服写入法中，如图2所示的具有伺服头210的STW 20在盘介质11上沿其径向写入伺服数据。STW 20还写入伺服数据，使得径向的伺服区100以规律的间隔分布在盘介质11的圆周方向，如图4所示。通过STW 20被写入伺服数据的盘介质11连结到盘驱动器的SPM 12。
参见图3，STW 20在促使伺服头210在盘介质11的径向(箭头30)例如从最内半径到最外半径寻道的同时写入伺服数据。
虽然伺服头210在盘介质11的中间半径上寻道，但写入到伺服区100的伺服数据的倾斜度(偏斜角，skew angle)几乎为0°，如图1B所示。换言之，由STW 20记录的伺服数据和由盘驱动器的磁头13记录在数据区110上的数据(用户数据)之间的相对角度几乎是0°。写入到伺服区100的伺服数据的倾斜度对应于数据磁道中的磁转变的倾斜度，并代表数据被写入到数据磁道中的数据区110时相对于数据倾斜度的角度。
另一方面，当伺服头210从盘介质11的中间半径向外径寻道时，其偏斜角一般地从0°单调增大。当伺服头210从盘介质11的内径向其中间半径寻道时，其偏斜角从初始值单调地减小并在中间半径处变为零。从开始在内径写入伺服数据到中间半径，没有盖写操作导致抹除区。例如如图1C所示，在盘介质11的内径中不会出现抹除区。
相反，当伺服头从中间半径向外径如上所述地寻道时，从中间半径到在外径中结束写入伺服数据，将出现抹除区。因此在本实施例中，如图1A所示，执行伺服写入操作，使得伺服头210的偏斜角(θ2)变得小于盘驱动器的磁头13在外径中结束伺服数据写入时的偏斜角(θ1)。换言之，写入到伺服区100的伺服数据的倾角(θ2)变得小于数据区110的数据(用户数据)的倾角(θ1)，其中数据区110中通过盘驱动器的磁头13被写入伺服数据。
简言之，根据本实施例的伺服写入法，可以通过相对减小伺服头210在盘介质外径的一个位置处的偏斜角来防止抹除区的出现，在该位置，偏斜角会在盘介质的径向变大。
在本实施例的盘驱动器中，盘介质11上除中间半径以外的内外半径中，伺服区100中的伺服数据的倾角与数据区110中的数据(用户数据)的倾角不同，如图1A、1C所示。另一方面，避免了抹除区的出现并且将伺服数据可靠地记录在包含于内外半径之中的伺服区100中。因此，在磁头定位控制时磁头13的记录头可以可靠地从伺服区100中读出伺服数据，由此提高了磁头定位精度。
在根据本实施例的伺服写入法中，伺服头210在盘介质11的径向、例如从最内半径到最外半径寻道的同时写入伺服数据。相反，伺服头210在盘介质11的径向、例如从最外半径到最内半径寻道的同时写入伺服数据。在此情况下，当伺服头210从盘介质11的中间半径到内径寻道时，如果伺服头210的偏斜角单调地增大，则通过相对减小内径上偏斜角变大的位置处的偏斜角而防止抹除区的发生。
下面将参考图6A、6B、7A和7B描述本实施例的伺服写入法的优点。
参见图6A和6B，伺服头包括导磁极(Ieading pole)61和后磁极(trailing pole)62。伺服头利用写入间隙63的泄漏磁通量在后磁极62的后沿64处记录伺服数据。图6A表示位于数据磁道(磁道宽度为TW)中心的后沿64。在图6A中，WW表示相对于磁道宽度TW的写入宽度(或伺服数据宽度)。
如图6A所示，如果磁头的偏斜角为0°，则后磁极62的后沿64位于数据磁道的中心，如同其前沿。因而在两沿之间没有记录位置的差异，并且在后沿64处执行最后记录。
当磁头的偏斜角为θ，如图6B所示，则前沿不位于数据磁道的中心，即使后沿位于其中。为此，在前沿的磁道宽度方向的一个端部65处记录的数据在后沿64处不被盖写而被保留。偏斜角θ意味着发生足够抹除区时的角度。
因为实际上所述沿的记录能力很低，所以很难正确地记录数据；但有可能前面记录的信号被抹去，从而降低了伺服数据的信号质量。被抹去前面记录的信号的区域称作抹除区。为了防止相邻磁道的数据被抹去，必须将抹除区的数量减到最小。
如果磁头的偏斜角与上述一样大，则出现的问题是在盘介质的边缘产生抹除区，从而当伺服数据被记录在盘介质上时降低伺服数据的信号质量。偏斜角越大，抹除区越大。
相反，如果伺服头的偏斜角简单地减小，则可以防止伺服数据抹除区的发生。但是如果盘驱动器磁头的偏斜角，则没有伺服数据可以被正确地读出。因此，STW的伺服头的偏斜角被减小，从而减少抹除区，而盘驱动器磁头的偏斜角设置得较大。因此在盘驱动器中，甚至在盘介质的磁头偏斜角变大的内外径中也可以正确地读出伺服数据。结果是磁头13可以高精度地在盘介质上定位。
单极型头是一种应用到垂直磁记录法的记录头。如图7A所示，单极型头利用主磁极(后磁极)71的整个表面记录数据。在此情况下，同样，如果偏斜角θ较大，如图7B所示，则当主磁极71的沿72位于数据磁道的中心时，其反向沿73伸向相邻的磁道而盖写该磁道上的伺服数据。
上述盖写从发生的机理上讲不同于抹除区，但对于过去记录的信号的影响来讲基本上相同。因此，可以通过在数据磁道中将数据的倾斜度设置为大于伺服数据(磁化翻转)的倾斜度而可靠地读出伺服数据。简言之，可以有效地构造垂直磁记录型盘驱动器，使得STW的伺服头和盘驱动器的磁头13在偏斜角上彼此不同，并且在径向在伺服数据的末端伺服头的偏斜角变得小于盘驱动器的磁头13的偏斜角。由此可以提高磁头定位精度。
如以上详细的叙述，本实施例主要针对一种盘驱动器，该驱动器防止在盘介质上记录伺服数据时盘介质上出现抹除区并提高磁头定位精度。具体地说，使STW的伺服头和盘驱动器的磁头的偏斜角彼此不同，并且使记录在盘介质伺服区上的伺服数据和记录在数据区上的数据彼此的倾斜度不同。
换言之，盘驱动器磁头的偏斜角与用于记录伺服数据的伺服头的偏斜角相互独立地设置。因而避免了在写入伺服数据时出现抹除区。出现伺服数据的倾斜度与通过磁头写入的数据的倾斜度不同的区域；但在读出伺服数据时可以防止伺服数据信号质量的下降。因此，本发明的盘驱动器在磁头定位精度方面比现有盘驱动器有所提高。
本领域的技术人员很容易得到其它的优点和改型。因此，本发明的范围不限于在此给出的具体细节和代表性实施例。在不脱离本发明由所附的权利要求及其等效方案限定的范围和实质的前提下可以做各种改型。

Claims (12)

1.一种盘驱动器，其特征在于包括：
一个从/向旋转的盘介质(11)读出/写入数据的磁头(13)；
一个包括所述磁头的致动器(14)，在盘介质的径向旋转以将所述磁头移向目标位置；和
一个控制器(400)，根据磁头从盘介质读出的伺服数据控制致动器，以将所述磁头定位到目标位置，
其中，所述盘介质(11)包括许多具有数据区和伺服区的数据磁道，当所述磁头在盘介质的外半径和内半径之一中的数据区上记录数据时，将其倾斜度不同于所述数据的倾斜度的伺服数据记录到所述外半径和内半径之一的伺服区上。
2.如权利要求1所述的盘驱动器，其特征在于倾斜度几乎与记录在数据区上的数据的倾斜度相等的伺服数据被记录在包含于盘介质中间半径中的数据磁道中的伺服区上。
3.如权利要求1所述的盘驱动器，其特征在于倾斜度为0°并几乎与记录在数据区上的数据的倾斜度相等的伺服数据被记录在包含于盘介质中间半径中的数据磁道中的伺服区上，并且倾斜度小于记录在数据区上的数据的倾斜度的伺服数据被记录在包含于外半径中的数据磁道中的伺服区上。
4.如权利要求1所述的盘驱动器，其特征在于倾斜度为0°并几乎与记录在数据区上的数据的倾斜度相等的伺服数据被记录在包含于盘介质中间半径中的数据磁道中的伺服区上，并且倾斜度小于记录在数据区上的数据的倾斜度的伺服数据被记录在包含于内半径中的数据磁道中的伺服区上。
5.如权利要求1所述的盘驱动器，其特征在于通过伺服磁道写入器将伺服数据记录到盘介质的伺服区上，其中伺服磁道写入器具有一个伺服头，伺服头设置的偏斜角θ2不同于所述磁头的偏斜角θ1。
6.如权利要求1所述的盘驱动器，为垂直磁记录型盘驱动器，有一个作为记录头的单极型头。
7.一种应用到盘驱动器的伺服写入方法，其中盘驱动器包括：一个从/向旋转的盘介质读出/写入数据的磁头和一个将所述的磁头移到目标位置的致动器，该方法的特征在于：
利用一个偏斜角θ2不同于所述磁头偏斜角θ1的伺服头；和
以不同于由磁头以θ1的偏斜角记录在数据区上的数据的倾斜度的倾斜度记录伺服数据，以将磁头定位到盘介质的每个数据磁道中的伺服区上。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于倾斜度为0°并几乎与记录在数据区上的数据的倾斜度相等的伺服数据被伺服头记录在盘介质中间半径中的伺服区上，并且倾斜度小于记录在数据区上的数据的倾斜度的伺服数据被伺服头记录在盘介质外半径中的伺服区上。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于倾斜度为0°并几乎与记录在数据区上的数据的倾斜度相等的伺服数据被伺服头记录在盘介质中间半径中的伺服区上，并且倾斜度小于记录在数据区上的数据的倾斜度的伺服数据被伺服头记录在盘介质内半径中的伺服区上。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于伺服头设置在专用于将伺服数据记录在盘介质上的伺服磁道写入器中。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于偏斜角θ1大于偏斜角θ2，所述伺服磁道写入器在将伺服头从盘介质的最内半径移到中间半径并再从中间半径移到最外半径的同时写入伺服数据，并且执行伺服写入操作，使得伺服数据对应于伺服头偏斜角θ2的倾斜度变得小于用户数据的对应于所述磁头偏斜角θ1的倾斜度。
12.如权利要求7所述的方法，其特征在于所述盘驱动器是一种具有作为记录头的单极型头的垂直磁记录型盘驱动器。
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