CN1971714B - 写入硬盘驱动器的参考伺服信号的方法、及适于其的设备 - Google Patents

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Abstract

一种写入硬盘驱动器的参考伺服信号的方法，该硬盘驱动器具有在写入最终伺服信号时被参照的螺旋参考伺服信号，同时，在预定时间内，磁头以目标移动速度移动通过盘，在螺旋参考伺服信号被写入的预定时间中，由移动磁头的音圈马达产生的反电动势来检测磁头的实际移动速度，并且，通过反馈检测到的实际移动速度，磁头被控制为维持目标移动速度。

Description

写入硬盘驱动器的参考伺服信号的方法、及适于其的设备
相关申请的交叉引用
本申请要求于2005年10月11日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2005-0095495号的优先权，将其公开的全部内容合并于此作为参考。
技术领域
本一般发明概念涉及写入硬盘驱动器的参考伺服信号的方法，并且，更具体地，涉及写入硬盘驱动器的参考伺服信号的方法、以及适于该方法的设备，其中，通过该方法，硬盘驱动器自身能够写入螺旋参考伺服信号。
背景技术
通常，作为数据存储介质的硬盘驱动器使用磁头来再现记录在盘上的数据、或向盘写入数据。当被制造得更紧凑时，随着硬盘驱动器的容量和密度逐渐增加，盘的旋转方向上的数据密度BPI(比特每英寸)、以及盘的径向上的数据密度TPI(轨道每英寸)也增加。结果，对于硬盘驱动器来说，需要更精确的控制机构。
硬盘驱动器包括HDA(头盘组件)、以及控制HDA的PCB(印刷电路板)组件。HDA包括用于存储或恢复信息的磁头、记录信息的盘、旋转盘的主轴马达、用于移动磁头的致动器臂和VCM(音圈马达)，以及用于约束致动器臂的移动范围的ODCS(外盘划碰制动器(crash stop))和IDCS(内盘划碰制动器)。ODCS和IDCS是缓冲(bumping)单元，其约束致动器臂的移动范围，以防止磁头移动到未记录盘的伺服信息的位置。
为了控制磁头在盘上的位置，为每条轨道记录伺服信息(即，位置信息)。随着硬盘驱动器的记录密度的增加，轨道的总数也增加，使得全部处理时间中由在盘上记录伺服信息所需的时间所占的部分逐渐增加。
用来在硬盘驱动器的盘上记录伺服信息的常规伺服写入方法使用具有高精度编码器和机械插针(pushpin)的伺服写入器。机械插针的一端附接在主致动器臂上，而另一端通过插槽(slot)延伸到硬盘驱动器外的伺服写入器。机械插针的移动(即，主致动器臂的移动)由高精度编码器和定位器控制。另外，时钟磁头(未示出)被指示在盘上记录时钟信息，以提供在盘的旋转方向上的位置信息。伺服写入器通过机械插针而控制磁头在盘的径向上的位置，并写入盘的参考伺服信号。
上述的常规伺服写入方法存在的问题在于，由于不可重复的径向跳动(non-repeatable run out，NRRO)、盘颤动、和主轴马达的振动，而降低了位置控制的精度。而且，具有定位器/编码器的伺服写入器的使用大大增加了与伺服写入方法相关的成本，使得硬盘驱动器的制造效率受到负面影响。
为了解决上述问题而开发的伺服写入方法包括离线(off-line)伺服写入方法、以及自伺服写入方法。根据离线伺服写入方法，在盘被安装到硬盘驱动器中之前，使用离线伺服轨道写入设备而预先在盘上写入伺服信息。与常规伺服写入方法(如上所述)相比，此离线伺服写入方法能够提高精度。然而，离线伺服写入方法具有这样的问题，即，由于盘的偏心率而产生的可重复的径向跳动(RRO)的增大、以及由于在盘之间变换而产生的额外的轨道搜索的增加。
另一方面，根据自伺服写入方法，首先，使用伺服写入器而将参考伺服信息写入在组装的盘中的一个(即，参考盘)上，然后，由硬盘驱动器自身通过参考在参考盘上写入的参考伺服信息，而将最终的伺服信息写入在盘上。在该方法中，根据参考伺服信息的精度，而确定最终的伺服信息的质量。此外，自伺服写入方法不依赖于常规伺服写入器(如上所述)，由此降低了成本。然而，在自伺服写入方法中，用于自伺服写入的时间增加，并且，基于参考伺服信息的跟踪能力很弱。
用于自伺服写入方法的参考伺服信息的写入包括脉动(burst)法和螺旋法。根据脉动法，将参考伺服信号沿径向写入到盘，并且，通过参考该参考伺服信号而写入最终伺服信号。根据螺旋法，将具有螺旋形的参考伺服信号写入到盘上，并且，通过参考该螺旋参考伺服信号而写入最终伺服信号。
1997年9月16日公开的美国专利第5,668,679号、1987年6月13日公开的韩国实用新型公开第87-8922号、以及2000年6月26日公开的韩国专利公开第2000-34856号详细地描述了螺旋法。
在写入参考伺服信号时，典型地，螺旋法比任何其它脉动法都快。然而，由于常规自伺服写入方法都使用常规的伺服写入器(上面所述的)来写入参考伺服信号，所以，用于制造硬盘驱动器的成本较高。
图1示意性地示出了用于记录螺旋参考伺服信号100的常规方法，其在美国专利第5,668,679号中被描述。参照图1，螺旋参考伺服信号写入设备包括安装在可旋转的主轴马达(未示出)上的盘12；致动器臂24，其能够调节与其连接的读/写磁头16的位置；两个划碰制动器17和18；以及音圈26。当音圈26被激励、且致动器臂24因此相对于盘12而移动时，磁头16位于盘12上的R1和R2之间的任意位置。R1和R2分别指示螺旋参考伺服信号100的外圆限制和内圆限制。当信号被写入到盘12、同时在R1和R2之间以恒定速度沿盘12的径向而移动磁头16时，如图1所示，以螺旋方式写入螺旋参考伺服信号100。在此，T0表示位标(index)，T1表示螺旋轨道100通过在磁头16下的轨道位置R1的时间偏移，并且，T2表示螺旋轨道100在不同时间通过磁头16下的轨道位置R1的与偏移T1不同的时间偏移。
图2示出了向盘12写入螺旋参考伺服信号100的图案。螺旋参考伺服信号100被写入至少与在盘12的圆周方向上的扇区的数目一样多(实际上是两倍)。尽管未在图2中示出，但是，当在R1和R2之间旋绕大约20次时，螺旋参考伺服信号被写入。
图1的R1和R2指示能写入螺旋参考伺服信号100的外圆限制和内圆限制，它们分别被称为参考写入起始位置和参考写入停止位置。
提供时钟信号(未示出)以指示写入螺旋参考伺服信号100的间隔，即在盘12的圆周上的位置。由常规伺服写入器的时钟磁头(未示出)将时钟信号写入到盘12的最外圆上。常规伺服写入器的时钟磁头通过另一个插槽被拉回到硬盘驱动器中。
图3示出了写入到盘的螺旋参考伺服信号100的详细结构。螺旋参考伺服信号100具有脉动302和同步位304。
通过参照螺旋参考伺服信号100而写入最终伺服信号的步骤被称为伺服复制步骤。在伺服复制步骤中，参考图3中所示的同步位304，基于通过与同步位304相链接而形成的同心轨道，将最终伺服信号写入到盘12的径向上的相同位置。
在使用图1的设备写入螺旋参考伺服信号100时，由机械插针(未示出)驱动致动器臂24，并且，由在硬盘驱动器之外的常规伺服写入器驱动机械插针。常规伺服写入器包括用来驱动机械插针的编码器和定位器。在脉动法中，使用常规伺服写入器而写入参考伺服信号。即，在常规参考伺服信号写入方法中，需要外部伺服写入器，其向内延伸到硬盘驱动器中，以精确地控制连接到致动器臂24的机械插针的位置。因此，需要高精度编码器和定位器。
在硬盘驱动器中，由于伺服写入器的插针被插入的插槽、以及时钟磁头被插入的插槽的位置按照模型类型而不同，所以，需要对每个模型分别提供(即，制造)常规伺服写入器。在自伺服写入方法中，常规伺服写入器的这种需要增加了硬盘驱动器的制造成本。
发明内容
本一般发明概念是提供了这样的方法，其在将适用于自伺服写入的螺旋参考伺服信号写入到硬盘驱动器的盘上时，使用硬盘驱动器自身来写入螺旋参考伺服信号，以提高生产率。
本一般发明概念还提供了用来写入螺旋参考伺服信号的设备、以及包括其的硬盘驱动器。
本一般发明概念另外的方面将在随后的说明中部分的加以阐述，其一部分在说明中是显而易见的、或可以通过本一般发明概念的实施而被获知。
可以通过提供写入硬盘驱动器的参考伺服信号的方法而实现本一般发明概念的前述和/或其它方面，该方法包括：当磁头在预定时间内以目标移动速度跨越盘而移动时，写入在写入最终伺服信号时被参照的螺旋参考伺服信号；在螺旋参考伺服信号被写入的预定时间内，通过在移动磁头的音圈马达中产生的反电动势来检测磁头的实际移动速度；以及通过反馈检测到的实际移动速度，将磁头控制为维持在目标移动速度。
还可以通过提供写入参考伺服信号的一种方法而实现本一般发明概念的前述和/或其它方面，其中，写入在写入硬盘驱动器的最终伺服信号时被参照的螺旋参考伺服信号，这通过包括以下步骤而实现：通过驱动音圈马达，将磁头从起始位置到参考伺服写入起始位置而加速到目标移动速度；在从参考伺服写入起始位置起写入螺旋参考伺服信号的预定时间内，通过使用音圈马达的反电动势来检测磁头的实际移动速度，并且，通过反馈检测到的实际移动速度，以目标移动速度移动磁头；以及在经过预定时间后，减速并将磁头移动到停止位置。
起始位置和停止位置可以由划碰制动器约束，该划碰制动器限制硬盘驱动器的致动器臂的移动。
还可以通过提供一种在盘上写入参考伺服信号的方法而实现本一般发明概念的前述和/或其它方面，该方法用来使用具有写入了指示参考写入起始位置的伺服信号的轨道的盘，而写入硬盘驱动器的最终伺服信号，该方法包括：通过从起始位置开始移动磁头而跟踪该轨道；在沿盘的径向方向、从该轨道写入螺旋参考伺服信号的预定时间内，通过音圈马达的反电动势来检测磁头的实际移动速度，并且，通过反馈检测到的实际移动速度，以目标移动速度移动磁头；在经过预定时间后，将磁头减速并移动到停止位置；以及将磁头从停止位置返回到起始位置。
还可以通过提供一种用于写入参考伺服信号的方法而实现本一般发明概念的前述和/或其它方面，该方法用来使用具有写入了指示参考写入起始位置的第一伺服信号的第一轨道和写入了指示参考写入停止位置的第二伺服信号的第二轨道的盘，而写入硬盘驱动器的最终伺服信号，该方法包括：通过将磁头从起始位置移动，而跟踪第一轨道；在从第一轨道到第二轨道而写入螺旋参考伺服信号的预定时间内，通过音圈马达的反电动势来检测磁头的实际移动速度，并且，通过反馈检测到的实际移动速度，以目标移动速度移动磁头；当检测到第二轨道时，将磁头减速并移动到停止位置；以及将磁头从停止位置返回到起始位置。
还可以通过提供一种硬盘驱动器而实现本一般发明概念的前述和/或其它方面，当磁头在预定时间内沿盘的径向以恒定速度移动时，在硬盘驱动器上写入在写入最终伺服信号时参照的螺旋参考伺服信号。该硬盘驱动器包括：音圈马达，用来移动磁头；反电动势测定部分，用来测定音圈马达的反电动势；以及速度控制部分，用来控制施加到音圈马达的驱动电流。速度控制部分在螺旋参考伺服信号被写入的预定时间内，通过由反电动势测定部分测定的反电动势，来检测磁头的实际移动速度，将检测到的实际移动速度与目标移动速度相比较，并且，通过反馈比较结果来确定驱动电流，而以恒定速度移动磁头。
速度控制部分可以控制音圈马达在写入螺旋参考伺服信号时、将磁头从起始位置移动到停止位置。起始和停止位置可以由划碰制动器约束，该划碰制动器限制硬盘驱动器的致动器臂的移动。
还可以通过提供一种硬盘驱动器而实现本一般发明概念的前述和/或其它方面，该硬盘驱动器具有在写入最终伺服信号时被参照的螺旋参考伺服信号，同时，在预定时间内，磁头沿盘的径向而以恒定速度移动，该硬盘驱动器包括：音圈马达，用来移动磁头；反电动势测定部分，用来测定音圈马达的反电动势；以及速度控制部分，用来控制施加到音圈马达的驱动电流。速度控制部分控制音圈马达，以便：通过驱动音圈马达，将磁头从起始位置到参考伺服写入起始位置而加速到目标移动速度；在从参考伺服写入起始位置写入螺旋参考伺服信号的预定时间内，通过反馈根据音圈马达的反电动势而检测到的磁头的实际移动速度，以目标移动速度移动磁头；以及在经过预定时间后，将磁头移动到停止位置。
还可以通过提供一种硬盘驱动器而实现本一般发明概念的前述和/或其它方面，该硬盘驱动器包括：盘，其具有在写入最终伺服信号时参照的螺旋参考伺服信号，同时，在预定时间内，磁头沿盘的径向而以恒定速度移动，并且，该盘具有写入了指示参考写入起始位置的伺服信号的轨道；音圈马达，用来沿盘的径向移动磁头；反电动势测定部分，用来测定音圈马达的反电动势；以及速度控制部分，其控制施加到音圈马达的驱动电流。并且，该速度控制部分控制音圈马达，以便：通过从起始位置移动磁头而允许磁头跟踪该轨道；在沿盘的径向从该轨道写入螺旋参考伺服信号的预定时间内，通过音圈马达的反电动势，来检测磁头的实际移动速度，并且，通过反馈检测到的实际移动速度，以目标移动速度移动磁头；在经过预定时间后，通过将磁头减速而使磁头移动到停止位置；以及将磁头从停止位置返回到起始位置。
还可以通过提供一种硬盘驱动器而实现本一般发明概念的前述和/或其它方面，该硬盘驱动器包括：磁头；盘，其具有在写入最终伺服信号时参照的螺旋参考伺服信号，同时，在预定时间内，磁头沿盘的径向以恒定速度移动，并且，该盘具有写入了指示参考写入起始位置的第一伺服信号的第一轨道和写入了指示参考写入停止位置的第二伺服信号的第二轨道；音圈马达，用来沿盘的径向移动磁头；反电动势测定部分，用来测定音圈马达的反电动势；以及速度控制部分，用来控制施加到音圈马达的驱动电流。速度控制部分控制音圈马达，以便：通过从起始位置移动磁头而允许磁头跟踪第一轨道；在从第一轨道到第二轨道写入螺旋参考伺服信号的预定时间内，通过音圈马达的反电动势来检测磁头的实际移动速度，并且，通过反馈检测到的实际移动速度，而以目标移动速度移动磁头；当检测到第二轨道时，通过将磁头减速而使磁头移动到停止位置；以及将磁头从停止位置返回到起始位置。
还可以通过提供一种与硬盘驱动器一起使用的伺服信号写入设备而实现本一般发明概念的前述和/或其它方面，该硬盘驱动器具有：盘；磁头，用来向盘写入和从盘读取信号；以及音圈马达，用来根据对其提供的驱动电流，而相对于盘移动磁头，该设备包括：反电动势单元，用来测定音圈马达的反电动势；以及速度控制单元，用来基于测定的反电动势，控制磁头以恒定速度在写入起始位置和写入停止位置之间移动，使得磁头在写入起始和停止位置之间写入一个或多个螺旋参考伺服信号。
还可以通过提供一种与硬盘驱动器一起使用的伺服信号写入设备而实现本一般发明概念的前述和/或其它方面，该硬盘驱动器具有：盘；磁头，用来向盘写入和从盘读取信号；以及音圈马达，用来根据对其提供的驱动电流，而相对于盘移动磁头，该设备包括：速度控制单元，用来在磁头被加速的加速阶段、磁头以恒定速度移动的恒定速度阶段、磁头被减速的减速阶段、以及磁头被移动回到起始位置的反馈阶段中控制磁头移动，以使在恒定速度阶段，将一个或多个螺旋参考伺服信号写入到盘上。
还可以通过提供硬盘驱动器的一种伺服信号写入方法而实现本一般发明概念的前述和/或其它方面，该方法包括：在起始位置和外直径环之间，将磁头从第一速度加速到第二速度；根据与磁头的移动相对应的信号，在外直径环和内直径环之间，将磁头维持在目标移动速度；以及在内直径环和停止位置之间，将磁头从第三速度减速到第四速度。
还可以通过提供一种可用于硬盘驱动器的伺服信号写入设备而实现本一般发明概念的前述和/或其它方面，该硬盘驱动器具有：音圈马达，周来控制磁头相对于盘的移动，该设备包括控制器，用来控制音圈马达，以便：在盘的起始位置和外直径环之间，将磁头从第一速度加速到第二速度；根据与磁头的移动相对应的信号，在盘的外直径环和内直径环之间，将磁头维持在目标移动速度；以及在盘的内直径环和停止位置之间，将磁头从第三速度减速到第四速度。
附图说明
从随后的与附图相联系的实施例的说明中，本一般发明概念的这些和/或其它方面将变得明白且更易于理解，附图中：
图1是示出常规螺旋参考伺服信号写入方法的图；
图2是示出写入到盘上的螺旋参考伺服信号常规图案的图；
图3是示出图2的常规螺旋参考伺服信号的图；
图4是示出根据本一般发明概念的硬盘驱动器的图；
图5是示出根据本一般发明概念的实施例的、在写入螺旋参考伺服信号时控制磁头速度的操作的图；
图6是示出写入螺旋参考伺服信号的速度简档的图；
图7是示出根据本一般发明概念的实施例的写入螺旋参考伺服信号的方法的流程图；
图8是示出用来控制图4的硬盘驱动器的系统的框图；以及
图9是示出根据本一般发明概念的实施例的、使用反电动势来控制磁头速度的设备的框图。
具体实施方式
将对本一般发明概念的实施例加以详细的介绍，本一般发明概念的示例在附图中被示出，其中，相同的参考标记始终指代相同的部分。下面，通过参照附图对实施例加以说明，以便解释本一般发明概念。
图4是示出根据本一般发明概念的实施例的硬盘驱动器10的图。参照图4，硬盘驱动器10包括至少一个盘12’，其由主轴马达14旋转。硬盘驱动器10还包括磁头16’，其位于与盘12’的表面相邻。通过检测盘12’上的磁场或磁化盘12’，磁头16’读取或记录与旋转的盘12’有关的信息。
典型地，磁头16’面向盘12’的表面安装。尽管磁头16’在图4中被示为单个磁头，但磁头16’可以包括用来磁化盘12’的记录磁头(未示出)、以及用来检测盘12’的磁场的与记录磁头分离的读取磁头(未示出)。读取磁头包括磁阻(MR)器件。
可将磁头16’并入滑块(slider)20中。滑块20被配置为在磁头16’和盘12’的表面之间产生空气轴承(air bearing)，并被耦接到磁头万向架(gimbal)组件22。磁头万向架组件22附接到具有音圈26’的致动器臂24’。音圈26’位于与指定音圈马达(VCM)30的磁组件38相邻。通过将电流施加到音圈26’，而产生相对于轴承组件32旋转致动器臂24’的转矩。致动器臂24’的旋转将磁头16’移动跨越盘12’的表面。典型地，将信息存储在盘12’的环形轨道34中。每条轨道34通常包括多个扇区，并且，每个扇区包括数据字段和标识字段。标识字段包括格雷码，用以识别扇区和轨道(柱面)。磁头16’移动跨越盘12’的表面，以向盘12’读取或写入信息。
图5是示出在向图4的硬盘驱动器10中的盘12’写入螺旋参考伺服信号时、控制磁头16’的速度的操作的图。为了在螺旋参考伺服信号的脉动和同步位之间保持恒定的间隔，在参考写入起始位置R1和参考写入停止位置R2之间，磁头16’应以恒定速度(即，由图5中具有特定倾角的直线100a所指示的目标移动速度)移动。螺旋参考伺服信号的脉动和同步位可以与图3中的脉动和同步位302和304相同。恒定速度显示磁头16’相对于盘12’以恒定速度移动，使得磁头16’沿盘12’的径向而以恒定速度跨越轨道。
如图5中通过曲线100c所示的那样，在时间点T0，磁头16’开始从起始位置(即，外径环或OD环(Ring))加速，并在磁头16’到达参考写入起始位置R1时的时间点T1具有特定速度。保持该特定速度，直到磁头16’到达参考写入停止位置R2为止。如曲线100b所示，磁头16’在磁头16’到达参考写入停止位置R2时的时间点T2减速，并在停止位置ID环停止。起始位置OD环和停止位置(即，内径环或ID环)与图4中所示的划碰制动器17’和18’所约束的位置相对应。换句话说，当致动器臂24’被划碰制动器17’停止时，磁头16’处于对应于OD环的位置，并且，当致动器臂24’被划碰制动器18’停止时，磁头16’处于对应于ID环的位置。如图5中的曲线100b和100c所示，磁头16’以不同的速度跨越盘12’的轨道。
图6示意性地示出了写入到盘12’的螺旋参考伺服信号的速度简档(profile)。速度简档表示出：磁头16’在朝向盘12’的旋转中心的方向上相对于盘12’的速度根据ID和OD环而变化。速度简档包括一系列操作，包括例如加速、保持恒定速度、减速、以及返回。在加速操作(1)中，磁头16’从图6的起始位置OD环被驱动，并在参考写入起始位置R1上被加速到特定速度，在恒定速度维持操作(2)中，从参考写入起始位置R1到参考写入停止位置R2维持该特定速度，在减速操作(3)中被减速，直到磁头16’到达图6的停止位置ID环为止，在反馈操作(4)中，返回原始的起始位置OD环。可以由致动器臂24’、音圈马达30、和/或硬盘驱动器10的其它组件来完成加速、恒定速度、减速、以及反馈操作。
图7是示出根据本一般发明概念的实施例的写入螺旋参考伺服信号的方法的流程图。首先，用于控制磁头16’的速度简档的变量被初始化(操作S602)。SN表示当前写入的螺旋轨道数，并且，Total_SN表示写入的螺旋轨道的总数。典型地，Total_SN等于或两倍于每条轨道的扇区数。在操作S602中，SN可被设置为0。
磁头16’位于图5的起始位置OR环(操作S604)。用来写入螺旋参考伺服信号的速度简档被初始化(操作S606)。由于典型地、在维持恒定温度的洁净房间中写入螺旋参考伺服信号，所以，根据该洁净房间的温度而设置该速度简档。
将与磁头16’的目标移动速度相对应的驱动电流施加到音圈马达30，以将磁头16’加速到目标移动速度(操作S608)。确定磁头16’是否处于参考写入起始位置R1(操作S610)。由于需要沿盘12’的径向而从参考写入起始位置R1到参考写入停止位置R2、且以盘12’圆周方向上的恒定间隔来写入预定数目的螺旋参考伺服信号，所以，通过在盘的径向和盘的圆周方向上的坐标来定义参考写入起始位置R1。
通过参考VCM 30的反电动势来确定在盘径向上的坐标，并且，通过参考用以旋转盘12’的主轴马达14的位标信号来确定盘圆周方向上的坐标。反电动势(反EMF)是指由于变化或脉动的电流而在电感器中感应的电压，并且，其与施加到VCM 30的音圈26的电压的极性相反。反电动势与音圈26的电流的改变相对。根据VCM 30的反电动势来检测磁头16’的移动速度，并且，可根据检测到的移动速度相对于磁头16’的移动时间的积分来计算磁头16’的移动距离。由于磁头16’从特定位置(例如，图6的起始位置OD环)起加速，所以，可通过参考磁头16’从起始位置OD环的移动时间T0-T1来定义参考写入起始位置R1的径向坐标。
主轴马达14产生位标信号。将位标信号产生为与主轴马达14的旋转同步。当主轴马达14的旋转维持恒定时，位标信号之间的时间间隔也是恒定的。因此，可通过检测在位标信号产生后所经过的时间，而指定参考写入起始位置R1在盘12’圆周(即，在盘的圆周方向)上的坐标。
当检测到参考写入起始位置R1时，写入螺旋参考伺服信号，并同时将磁头16’的移动速度保持在恒定速度(操作S612)。通过VCM 30的反电动势来检测磁头16’的移动速度。通过反馈磁头16’的移动速度(即，当前移动速度)与目标移动速度之间的差，来控制磁头16’的移动速度。
确定磁头16’是否处于参考写入停止位置R2(操作S614)。通过参照磁头移动速度(其在磁头16’在参考写入起始位置R1和参考写入停止位置R2之间时保持恒定)和所经过的时间T1-T2来检测参考写入停止位置R2。由于磁头16’由磁头16’在盘径向上的移动距离而指定，所以，参考写入停止位置R2通过参考磁头移动速度和所经过的时间T1-T2来检测。当检测到参考写入停止位置R2时，磁头16’被减速到预定速度，并移动到停止位置ID环(操作S616)。
随后将SN加1(操作S618)。然后，确定SN是否大于Total_SN(操作S620)。即，在操作S620中，确定是否写入了所有螺旋参考伺服信号。如果写入了所有螺旋参考伺服信号(即，SN大于Total_SN)，则螺旋参考伺服信号写入操作终止。
当在操作S620、确定未全部写入螺旋参考伺服信号(即，SN不大于Total_SN)时，磁头16’返回到图6的起始位置OR环(操作S622)，并且，该方法返回到操作S608。当磁头16’返回到图6的起始位置OR环时，使用VCM 30的反电动势来控制磁头移动速度。
在图7的实施例中，为了指定参考写入起始位置R1、起始位置OD环、经过的时间T0-T1、和磁头移动速度，使用了VCM 30的反电动势。然而，可使用不同的方法来指定参考写入起始位置R1。例如，能够使用在与参考写入起始位置R1和参考写入停止位置R2相对应的部分中预先写入伺服信号的盘。该伺服信号与最终伺服信号相似。此外，为了提高分辨率，伺服信号的轨道宽度比最终伺服信号的轨道宽度窄，并且，伺服信号每条轨道的扇区数可大于最终伺服信号每条轨道的扇区数。
参照图4至7，当将电源提供给硬盘驱动器10时，硬盘驱动器10搜索与参考写入起始位置R1相对应的伺服信号。当跟踪到写入伺服信号的轨道、且搜索到作为伺服信号的参考时间点的伺服位标信号时，磁头16’以目标移动速度移动，并写入第一螺旋参考伺服信号。其提供参考时间点的伺服位标信号与由主轴马达14产生的位标信号相对应。
写入螺旋参考伺服信号，直到磁头16’遇到在与参考写入停止位置R2相对应的位置上写入的伺服信号为止。当写入了第一螺旋参考伺服信号时，从自主轴马达14产生位标信号时起经过预定时间后的时间点开始，写入第二螺旋参考伺服信号。重复上述的过程和操作，直至写入了所有螺旋参考伺服信号为止。
图8是示出控制图4的硬盘驱动器10的系统40的框图。系统40包括读/写(R/W)通道44、以及通过前置放大器(pre-amp)电路46连接到磁头16’的控制器42。控制器42可以是数字信号处理器(DSP)、微处理器、或微控制器。控制器42向R/W通道44提供控制信号，以相对于盘12’读取或记录信息。典型地，将信息从R/W通道44传送到主机接口电路54。主机接口电路54包括缓冲存储器(未示出)和控制电路(未示出)，以与例如个人计算机的其它系统对接。
控制器42耦接到VCM驱动部分48，以向音圈26提供驱动电流。控制器42还向VCM驱动部分48提供控制信号，以控制VCM 26的激励和磁头16’的移动。控制器42耦接到非易失性存储器，如只读存储器(ROM)50、或闪存装置、以及随机存取存储器(RAM)52。存储器装置50和52包括控制器42所使用的命令和数据。软件例程包括用来将磁头16’从一条轨道移动到另一条轨道的搜索控制例程。此外，根据本一般发明概念，存在用来记录螺旋参考伺服信号的控制例程。
当向硬盘驱动器10供电时，控制器42确定是否需要记录参考伺服信号。首先，当最终伺服信号和参考伺服信号未被记录在盘12’上时，根据图7中所示的方法，控制器42在盘12’上记录螺旋参考伺服信号。
用来记录螺旋参考伺服信号的程序(即，具有执行代码和数据的计算机可读取介质)被存储在ROM 50中，而用以执行该程序的控制变量(例如，SN和Total_SN)和数据被保存在RAM 52中。如下面参照图9描述的那样，控制器42通过反电动势测定设备(未示出)来测定由音圈马达30产生的反电动势，并使用测定出的反电动势来控制磁头16’的移动速度。
R/W通道44写入螺旋参考伺服数据。螺旋参考伺服数据用来记录图3的脉动302和伺服位304。在R/W通道44的缓冲存储器(未示出)中缓存螺旋参考伺服数据。从参考写入起始位置R1读取存储在缓冲存储器中的螺旋参考伺服数据，并将其提供给前置放大器46。
控制器42等待参考写入起始位置R1的开始，随后读取存储在R/W通道44的存储器中的螺旋参考伺服数据，并开始向盘12’写入。当到达参考写入停止位置R2时，中断螺旋参考伺服信号的写入，并且，磁头16’移动到下一个参考写入起始位置R1，以恢复写入。    
控制器42通过参照音圈马达30的反电动势和所经过的时间(其与由主轴马达14产生的位标信号相对应)，来检测参考写入起始位置R1和参考写入停止位置R2。当使用了具有在参考写入起始位置R1和参考写入停止位置R2上写入了附加的伺服信号的轨道的盘12’时，控制器42跟踪与参考写入起始位置R1相对应的、记录了该伺服信号的轨道。当磁头16’遇到作为伺服信号参考点的伺服位标信号时，磁头16’以目标移动速度移动，并写入第一螺旋参考伺服信号。
写入螺旋参考伺服信号，直到磁头16’遇到在与参考写入停止位置R2相对应的位置上写入的伺服信号为止。当写入了第一螺旋参考伺服信号时，控制器42再次跟踪与参考写入起始位置R1相对应的轨道，并且，在从伺服位标信号开始经过了预定时间后，写入第二螺旋参考伺服信号。重复上面的过程和操作，直至写入了所有螺旋参考伺服信号为止。
图9是示出用来使用反电动势来控制磁头16’的速度的设备的框图。参照图9，该设备包括：VCM 902；VCM驱动器906；反电动势测定部分904，用以测定由VCM 902产生的反电动势Bemf；模/数转换器(ADC)912，用以将反电动势测定部分904的测定结果从模拟信号(值)转换为数字信号(值)；以及速度控制部分910，用以控制磁头16’的速度。
速度控制部分910向VCM驱动器906施加驱动电流(即，加速电流和减速电流)，以控制磁头16’的速度，并将由ADC 912提供的、与VCM 902的反电动势Bemf相对应的磁头16’的移动速度与目标移动速度相比较，以便通过反馈控制而被控制磁头16’的速度。由比较器916将由ADC912提供的、与VCM 902的反电动势Bemf相对应的磁头16’的移动速度与目标移动速度进行比较，并将差值输入到速度控制部分910。
模/数转换器(DAC)908将由速度控制部分910输出的数字值转换为模拟值，并将该模拟值提供给VCM驱动器906。可通过根据程序运行的微处理器(例如，图8的控制器42)来实现图9的速度控制部分910。
可作为方法、设备、或系统来实现本一般发明概念。当作为软件来实施本一般发明概念时，本一般发明概念的部件是执行操作的代码段。程序或代码段可被存储在处理器可读取介质中、或通过与载波组合的计算机数据信号而在传输介质或通信网络中传输。处理器可读取介质包括能够存储或传送信息的任何介质。例如，处理器可读取介质包括电子电路、半导体存储器件、ROM闪存、可擦写ROM(EROM)、软盘、光盘、硬盘、光纤介质、和射频(RF)网络。计算机数据信号包括能通过传输介质而传送的任何信号，传输介质例如是电子网络通道、光纤、空气、电场、和RF网络。
如上所述，在根据本一般发明概念的实施例的写入螺旋参考伺服信号的方法中，由于硬盘驱动器无需伺服写入器也能够写入螺旋参考伺服信号，所以，硬盘驱动器的制造成本降低。
尽管已经示出并说明了本一般发明概念的几个实施例，但本领域技术人员将会意识到，可以在这些实施例中做出变化，而不脱离本一般发明概念的原理和精神，其范围在所附权利要求和其等价物中加以定义。

Claims (21)

1.一种写入硬盘驱动器的参考伺服信号的方法，该方法包括：
当磁头在预定时间内以目标移动速度跨越盘而移动时，写入在写入最终伺服信号时被参照的螺旋参考伺服信号；
在写入螺旋参考伺服信号的预定时间内，通过在移动磁头的音圈马达中产生的反电动势来检测磁头的实际移动速度；以及
通过反馈检测到的实际移动速度，将磁头控制为维持在目标移动速度。
2.一种写入参考伺服信号的方法，其中，写入在写入硬盘驱动器的最终伺服信号时被参照的螺旋参考伺服信号，该方法包括：
通过驱动音圈马达，将磁头从起始位置到参考写入起始位置而加速到目标移动速度；
在从参考写入起始位置起写入螺旋参考伺服信号的预定时间内，通过使用音圈马达的反电动势来检测磁头的实际移动速度，并且，通过反馈检测到的实际移动速度，以目标移动速度移动磁头；以及
在经过预定时间后，减速并将磁头移动到停止位置。
3.如权利要求2所述的方法，还包括：
将磁头从停止位置返回到起始位置。
4.如权利要求3所述的方法，其中起始位置和停止位置由划碰缓冲器约束，该划碰缓冲器限制与硬盘驱动器的磁头安装在一起的致动器臂的移动。
5.如权利要求2所述的方法，其中，沿盘的径向的从起始位置到参考写入起始位置的距离是恒定的。
6.如权利要求5所述的方法，其中，通过将由音圈马达的反电动势而检测到的磁头实际移动速度、与从起始位置起到参考写入起始位置所经过的时间积分，来检测从起始位置到参考写入起始位置的距离。
7.如权利要求2所述的方法，其中，通过相对于旋转盘的主轴马达的位标信号，来确定在盘圆周上的参考写入起始位置。
8.一种在盘上写入参考伺服信号的方法，该方法用来使用具有写入了指示参考写入起始位置的伺服信号的轨道的盘，而写入硬盘驱动器的最终伺服信号，该方法包括：
通过从起始位置开始移动磁头而跟踪该轨道；
在沿盘的径向方向、从该轨道写入螺旋参考伺服信号的预定时间内，通过音圈马达的反电动势来检测磁头的实际移动速度，并且，通过反馈检测到的实际移动速度，以目标移动速度移动磁头；
在经过预定时间后，将磁头减速并移动到停止位置；以及
将磁头从停止位置返回到起始位置。
9.如权利要求8所述的方法，其中，起始位置和停止位置由划碰缓冲器约束，该划碰缓冲器限制硬盘驱动器的致动器臂的移动。
10.如权利要求8所述的方法，其中，通过将由音圈马达的反电动势而检测到的磁头的移动速度、与从起始位置起到参考写入起始位置所经过的时间积分，来检测从起始位置到参考写入起始位置的距离。
11.如权利要求8所述的方法，其中，通过相对于旋转盘的主轴马达的位标信号，来确定在盘的圆周上的参考写入起始位置。
12.一种写入参考伺服信号的方法，该方法用来使用具有写入了指示参考写入起始位置的第一伺服信号的第一轨道和写入了指示参考写入停止位置的第二伺服信号的第二轨道的盘，而写入硬盘驱动器的最终伺服信号，该方法包括：
通过将磁头从起始位置移动，而跟踪第一轨道；
在从第一轨道到第二轨道而写入螺旋参考伺服信号的预定时间内，通过音圈马达的反电动势来检测磁头的实际移动速度，并且，通过反馈检测到的实际移动速度，以目标移动速度移动磁头；
当检测到第二轨道时，将磁头减速并移动到停止位置；以及
将磁头从停止位置返回到起始位置。
13.如权利要求12所述的方法，其中起始位置和停止位置由划碰缓冲器约束，该划碰缓冲器限制硬盘驱动器的致动器臂的移动。
14.一种硬盘驱动器，当磁头在预定时间内沿盘的径向以恒定速度移动时，在硬盘驱动器上写入在写入最终伺服信号时被参照的螺旋参考伺服信号，该硬盘驱动器包括：
音圈马达，用来移动磁头；
反电动势测定部分，用来测定音圈马达的反电动势；以及
速度控制部分，用来控制施加到音圈马达的驱动电流，在螺旋参考伺服信号被写入的预定时间内，通过由反电动势测定部分测定的反电动势，来检测磁头的实际移动速度，将检测到的实际移动速度与目标移动速度相比较，并且，通过反馈比较结果来确定驱动电流，而以恒定速度移动磁头。
15.如权利要求14所述的硬盘驱动器，其中，速度控制部分控制音圈马达在写入螺旋参考伺服信号时、将磁头从起始位置移动到停止位置，并且，起始和停止位置由划碰制动器约束，该划碰制动器限制硬盘驱动器的致动器臂的移动。
16.一种硬盘驱动器，其具有在写入最终伺服信号时被参照的螺旋参考伺服信号，同时，在预定时间内，磁头沿盘的径向而以恒定速度移动，该硬盘驱动器包括：
音圈马达，用来移动磁头；
反电动势测定部分，用来测定音圈马达的反电动势；以及
速度控制部分，用来控制施加到音圈马达的驱动电流，控制音圈马达，以便：通过驱动音圈马达，将磁头从起始位置到参考写入起始位置而加速到目标移动速度；在从参考写入起始位置写入螺旋参考伺服信号的预定时间内，通过反馈根据音圈马达的反电动势而检测到的磁头的实际移动速度，以目标移动速度移动磁头；以及在经过预定时间后，将磁头移动到停止位置。
17.如权利要求16所述的硬盘驱动器，其中起始位置和停止位置由划碰制动器约束，该划碰制动器限制硬盘驱动器的致动器臂的移动。
18.一种硬盘驱动器，其中，当磁头在预定时间内沿盘的径向以恒定速度移动时，写入在写入最终伺服信号时被参照的螺旋参考伺服信号，该硬盘驱动器包括：
盘，其具有写入了指示参考写入起始位置的伺服信号的轨道；
音圈马达，用来沿盘的径向移动磁头；
反电动势测定部分，其测定音圈马达的反电动势；以及
速度控制部分，其控制施加到音圈马达的驱动电流，控制音圈马达，以便：通过从起始位置移动磁头而允许磁头跟踪该轨道；在沿盘的径向从该轨道写入螺旋参考伺服信号的预定时间内，通过音圈马达的反电动势，来检测磁头的实际移动速度，并且，通过反馈检测到的实际移动速度，以目标移动速度移动磁头；在经过预定时间后，通过将磁头减速而使磁头移动到停止位置；以及将磁头从停止位置返回到起始位置。
19.如权利要求18所述的硬盘驱动器，其中起始位置和停止位置由划碰制动器约束，该划碰制动器限制硬盘驱动器的致动器臂的移动。
20.一种硬盘驱动器，其中，当磁头在预定时间内沿盘的径向以恒定速度移动时，写入在写入最终伺服信号时被参照的螺旋参考伺服信号，该硬盘驱动器包括：
盘，其盘具有写入了指示参考写入起始位置的第一伺服信号的第一轨道和写入了指示参考写入停止位置的第二伺服信号的第二轨道；
音圈马达，用来沿盘的径向移动磁头；
反电动势测定部分，用来测定音圈马达的反电动势；以及
速度控制部分，用来控制施加到音圈马达的驱动电流，控制音圈马达，以便：通过从起始位置移动磁头而允许磁头跟踪第一轨道；在从第一轨道到第二轨道写入螺旋参考伺服信号的预定时间内，通过音圈马达的反电动势来检测磁头的实际移动速度，并且，通过反馈检测到的实际移动速度，而以目标移动速度移动磁头；当检测到第二轨道时，通过将磁头减速而使磁头移动到停止位置；以及将磁头从停止位置返回到起始位置。
21.如权利要求20所述的硬盘驱动器，其中起始位置和停止位置由划碰制动器约束，该划碰制动器限制硬盘驱动器的致动器臂的移动。
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