JP2003272329A - サーボトラックライタの評価方法およびサーボトラックライタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 近年の磁気ディスク装置の記録密度向上に伴
って、サーボパターンを読み書きするための基準となる
クロック信号の精度の要求は高まっており、この点に注
目したサーボトラックライタの性能評価方法が要望され
ている。 【解決手段】 磁気ディスク媒体上の隣接するサーボト
ラック間のセクタ開始信号間のジッタ量を計測すること
によりクロック信号の精度を評価するサーボトラックラ
イタの評価方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク装置
に位置決め信号を書き込むためのサーボトラックライタ
の評価方法およびサーボトラックライタに関する。

【０００２】

【従来の技術】データ処理システムの情報は、一般的に
磁気ディスク装置等の記憶媒体に格納される。磁気ディ
スク装置のひとつの種類としてハードディスクアッセン
ブリ（以下ＨＤＡ）があるが、ＨＤＡは、単数または複
数の磁気ディスク媒体と、データをディスク媒体に書き
込み、かつディスク媒体からデータを読み取る単数また
は複数のリードライトヘッド（Ｒ／Ｗヘッド）を含む。
Ｒ／Ｗヘッド、ディスク媒体、モータおよびヘッドアー
ム駆動エレクトロニクスから成るＨＤＡを製造する過程
において、ＨＤＡは、サーボトラックライタ（以下ＳＴ
Ｗ）と称するマスタリングステーションに装着される。
ＳＴＷは、サーボパターン信号を磁気ディスク媒体に書
き込む装置であり、サーボパターンは、通常の磁気ディ
スク装置の動作中にデータの格納および検索のために磁
気ディスク媒体上のトラックおよびセクタを位置決めす
るために使用される基準信号である。

【０００３】図８により、標準的なＨＤＡおよびＳＴＷ
の動作について概略の説明をする。図示されてないＳＴ
Ｗは、例えばプッシュピン４を介してＨＤＡ筐体１内の
Ｒ／Ｗヘッド２を有するアーム３を動径方向に移動し、
ＨＤＡ筐体１のスピンドルを等速で回転させた条件下
で、サーボパターン信号５をディスク媒体上に書き込
む。磁気ディスク装置の製造中にサーボパターン信号を
ディスク媒体上の正確な位置に書き込むためには、サー
ボパターン信号の書込中にタイミングの基準として使用
するクロック信号を必要とする。このクロック信号をデ
ィスク媒体に書き込む方法としては、別個の磁気ヘッド
（クロックヘッド）６を用いて、通常、磁気ディスク媒
体７の最外周トラック８の位置に一周分のクロック信号
を記録する。そして、プッシュピン４を介してアーム３
をＨＤＡ筐体１の外部から移動させる外部のサーボ制御
手段およびクロック信号の両者が、磁気ディスク装置自
身の磁気ヘッドの位置決め性能に影響を与える。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年のデータ記録密度
向上に伴って、要求されるクロック信号生成の精度は高
くなっており、ＳＴＷにおけるその性能評価方法の重要
性が増している。クロック信号精度の評価の基本的な考
え方は、ディスク媒体上の同一セクタを示す信号が、実
際のディスクの回転に対してどのくらいの時間幅で揺れ
ているか（以下、時間幅の揺れをジッタと称する）を測
定し、その大小を評価することにある。

【０００５】サーボパターンの性能は、前述したよう
に、外部のサーボ制御手段およびクロック信号の両者に
よって決定されるが、従来のサーボトラックライタの性
能評価は、例えば特開平７−３２０４３０号広報や特開
平５−３１４６９２号広報に開示されているように、任
意のトラックに対するＲ／Ｗヘッドの追随精度つまり、
サーボパターン信号記録後の磁気ディスクのヘッドを任
意のトラックに追随させた時の動径方向のズレ量を測定
することを基本原理としている。しかし、この評価指標
には、ＳＴＷ動作中にＨＤＡのＲ／Ｗヘッド２を操作す
る外部のサーボ制御手段に関する部分が大きく関与する
ため、クロック信号の精度の評価方法としては不十分で
ある。なお、簡単な評価方法としては、測定対象とする
クロック信号と、基準とするクロック信号の立ち上がり
パルスの時刻を同時に計測する方法があるが、この方法
は基準とするクロック信号が正しいことを前提とするも
ので、両者の性能が接近している場合には適してなく、
また、別途高精度の基準クロック発生装置を用意しなけ
ればならないという問題がある。そこで本発明では、デ
ィスク媒体上に書き込まれるサーボパターンの基準とな
るクロック信号の性能が、高密度記録のディスク装置の
サーボ信号の優劣に大きく影響するという点に着目し
て、この関係を基本原理としたサーボトラックライタの
評価方法およびサーボトラックライタを実現すること
を、解決すべき課題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１の発明では、磁気ディスク媒体上の隣接するサ
ーボトラック上のセクタ開始信号間のジッタ量を計測す
ることによりクロック信号の精度を評価することを特徴
とする。請求項２の発明では、前記ジッタ量計測は、隣
接するサーボトラック境界上に位置決めされたヘッドに
より隣接するセクタ開始信号の和信号を読み取り、この
読み取ったサーボ信号振幅測定電圧の基準電圧に対する
電圧劣化率を算出し、該劣化率を隣接するサーボトラッ
ク上のセクタ開始信号間のジッタ量に変換するステップ
を含むことを特徴とする。請求項３の発明では、孤立し
た一本のサーボトラック上のみにサーボパターンを書込
み、該サーボパターンのセクタ開始信号の真上にヘッド
を位置せしめ該セクタ開始信号を読み取り、これを基準
電圧とすることを特徴とする。請求項４の発明では、磁
気ディスク媒体上の隣接するサーボトラック上のセクタ
開始信号間のジッタ量を計測するジッタ計測回路を有す
ることを特徴とする。請求項５の発明では、前記ジッタ
計測回路は、隣接するサーボトラック境界上に位置決め
されたヘッドにより隣接するセクタ開始信号を読み取る
サーボ信号振幅測定回路と、基準電圧取得回路と、該サ
ーボ信号振幅測定回路により測定された測定電圧の基準
電圧に対する電圧劣化率を算出する劣化率計算回路と、
該劣化率を隣接するサーボトラック上のセクタ開始信号
間のジッタ量に変換するジッタ変換回路を含むことを特
徴とする。すなわち、本発明は、磁気ディスク媒体上の
隣接するサーボトラックにおけるセクタ開始信号間のジ
ッタを計測することによりサーボトラックライタのクロ
ック精度の評価を可能にし、高密度記録の磁気ディスク
装置に対応したサーボトラックライタの評価方法および
サーボトラックライタを提供するものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図７により、通常の磁気ディスク装置で一
般的に用いられている振幅サーボ方式のサーボパターン
の例について説明する。ＳＴＷにおいては、サーボトラ
ックＳＶ１、ＳＶ２は、通常の１本のトラック幅ＴＲの
１／２ないし１／３のシーク幅をもって書き込まれてい
る（図７の例では１／３のシーク幅でサーボトラックが
形成されている）。Ｒ／Ｗヘッド２は２つのサーボトラ
ック分の信号を一度に読み取ることになるが、Ｒ／Ｗヘ
ッド２が読み取る電圧は、（サーボトラックに書き込ま
れた信号強度×サーボトラックとＲ／Ｗヘッドの重なり
部分）を隣接する２つのサーボトラックについて総和を
とったものとしてモデル化できる。

【０００８】各サーボトラックには、隣り合わせで異な
るサーボパターンが記録されているポジション信号Ａ、
Ｂが存在する。Ｒ／Ｗヘッド２による読み取り電圧は、
サーボトラックとＲ／Ｗヘッド２の重なり具合により変
化するから、Ｒ／Ｗヘッド２が両サーボトラックの中間
に位置した場合は、ポジション信号Ａ、ポジション信号
Ｂ双方の電圧が等しく現れる。つまり、信号Ａの電圧と
信号Ｂの電圧の差を取り、この差が０に向かうように制
御することでＲ／Ｗヘッド２は図７のポジション０の位
置に位置決めされる。このように振幅サーボ方式では、
サーボパターンの信号の振幅が重要な役割を占めてい
る。

【０００９】ところで、サーボパターンには、ポジショ
ン信号のほかに、全サーボトラックにわたって同一の電
圧であることを必要とするサーボパターンの基準となる
べき部分であるセクタ開始信号ＳＳが存在する。このセ
クタ開始信号ＳＳは、クロック信号に基づいてサーボト
ラックの正確な位置に記録される。このような部位にお
いて、Ｒ／Ｗヘッド２は、図６に示すように隣接するサ
ーボトラックＳＶ１およびＳＶ２のセクタ開始信号ＳＳ
の和信号を読み取るが、図４に示すように、隣接するサ
ーボトラックＳＶ１、ＳＶ２のセクタ開始信号の書込み
位置が前後にずれると、読み取り信号にジッタが生じ、
ジッタの増大に従ってその読み取り信号ＲＳの電圧ピー
ク値が低下する。この隣接サーボトラック間ジッタ量と
読み取り信号ＲＳの電圧ピーク値の劣化率との関係は、
サーボパターンを構成する磁化波形の性質によって異な
るが、１対１に対応している。本発明は、この点に注目
したもので隣接するセクタ開始信号間のジッタ量を測定
することでＳＴＷのクロック精度を評価するものであ
る。

【００１０】次に、図１〜図３および図５、図６を使用
して、本発明の実施例を説明する。図１は本発明の実施
例によるＳＴＷのブロック図、図２、図３は本発明の実
施例によるＳＴＷの評価方法のフローチャート、図５、
図６は基準電圧取得を説明するための図である。なお、
図１、図２において、本来のＳＴＷが具備しているクロ
ック発生回路等の機能についての記載は省略している。

【００１１】まず、ＳＴＷ１９はＳＴＷ１９が本来具備
している機能により、クロックヘッド６を使用して磁気
ディスク媒体７の最外周トラック８にクロック信号を書
き込む。つぎに、ＳＴＷ１９はクロックヘッド６により
最外周トラック８からクロック信号を読み取り、このク
ロック信号を基に、磁気ディスク媒体上にＲ／Ｗヘッド
２を使用して全セクタおよび全トラックのサーボパター
ンを記録する。

【００１２】次に、ＳＴＷ１９は図１に示すジッタ計測
回路１８により、ジッタの計測を行うが、この動作は図
２のフローチャートに示すように、まず、Ｒ／Ｗヘッド
２をシーク信号によりトラック番号０に移動せしめ、シ
ーク動作の終了を確認してセクタ番号０における隣接し
たサーボトラックのセクタ開始信号の和信号をＲ／Ｗヘ
ッド２を介してサーボ信号振幅測定回路１１により読み
取る。なお、最外周のトラック８には、磁気ディスク媒
体７の回転の原点となるインデックス信号が記録されて
いて、ＳＴＷ１９は、このインデックス信号を基にセク
タ番号を認識する。サーボ信号振幅測定はデジタルオッ
シロスコープ等を使用してもよい。同一点の測定は繰り
返し回数カウンタｉにセットされた回数行われ、その平
均値が計算され、その結果を記録回路１２に記録する。
同様に次のセクタ番号における隣接するサーボトラック
のセクタ開始信号の和信号を読み取り、記録する。１つ
のトラックにおいて全セクタの測定が終了するとＳＴＷ
１９はシーク信号生成回路１５からシーク信号を送出し
て次のトラックにＲ／Ｗヘッド２を移動させ、同様の測
定を全トラックにわたって行う。本実施例では、全トラ
ック、全セクタのサーボパターンについて測定電圧デー
タを記録しているが、測定時間を短縮するため、トラッ
ク、セクタを一部に限定してもよく、また同一点の測定
電圧データを複数回取得して平均値を計算しているが、
一回だけの測定でもよい。

【００１３】次に、記録回路１２に記録された測定電圧
データと、基準電圧から図３に示すフローチャートに従
ってジッタ量の計算を行うわけであるが、ここで基準電
圧の取得について図５、図６を用いて説明する。基準電
圧の取得は、磁気ディスク媒体７に前述の全サーボパタ
ーンを記録する前に、予め基準電圧取得回路９で取得し
て基準電圧保持回路１０に保持しておく。まず、図５に
示すように、隣接するサーボトラックのセクタ開始信号
の影響がないように、孤立した１つのサーボトラックＳ
Ｖ２にサーボパターンを書き込み、Ｒ／Ｗヘッド２をセ
クタ開始信号ＳＳの真上に位置せしめて、セクタ開始信
号ＳＳのピーク電圧を読み取る。この読み取り方法は、
例えば、Ｒ／Ｗヘッド２を、孤立したサーボトラックＳ
Ｖ２の端（図５においてヘッド位置＋２の位置）に位置
せしめ、シーク信号を微小ステップで加え、読み取り電
圧ピーク値が最大のとき（ヘッド位置０の位置）の値を
基準電圧として基準電圧保持回路１０に保持する。

【００１４】なお、基準電圧値は、磁気ディスク媒体の
外側のトラックと内側のトラックとで異なるので、例え
ば、アウター／センタ／インナで、それぞれ測定して保
持しておく。記録回路１２に記録されている前述の測定
電圧データと基準電圧保持回路１０に保持されている基
準電圧から、測定電圧データの電圧劣化率を劣化率計算
回路１３で計算する。

【００１５】ここで、電圧劣化率は（基準電圧−測定電
圧）／基準電圧である。次に、電圧劣化率からジッタ変
換回路１４を介してジッタ量に変換する。電圧劣化率と
ジッタ量の間には相関があり、このための変換式または
変換表を用意しておく。そして、求めたジッタ量をクロ
ック精度評価回路１７により表示またはプリントアウト
して、ＳＴＷ１９のクロック精度の評価を行う。電圧劣
化率が低いほどクロック精度の優れたＳＴＷであると評
価できる。

【００１６】なお、本実施例では、クロック信号をディ
スク媒体に書き込む方法として、別個のクロックヘッド
を用いる方法について述べたが、光学式エンコーダ、レ
ーザドップラ速度計等の光学的手段を用いる方法であっ
ても本発明は適用できる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
近年の高記録密度の磁気ディスク装置に対応したサーボ
トラックライタの性能評価が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例によるサーボトラックライタ
のブロック図。

【図２】 本発明の実施例によるサーボトラックライタ
の評価方法のフローチャート（その１）。

【図３】 本発明の実施例によるサーボトラックライタ
の評価方法のフローチャート（その２）。

【図４】 隣接サーボトラック間ジッタと読取りサーボ
信号の電圧劣化を示す図。

【図５】 基準電圧取得を説明するための図。

【図６】 本発明の実施例による基準電圧取得フローチ
ャート。

【図７】 振幅サーボ方式の説明図。

【図８】 サーボトラックライタの基本動作を説明する
ための図。

【符号の説明】

１ ＨＤＡ筐体 ２ リード／ライトヘッド ３ アーム ４ プッシュピン ５ サーボパターン ６ クロックヘッド ７ 磁気ディスク媒体 ８ 最外周トラック ９ 基準電圧取得回路 １０ 基準電圧保持回路 １１ サーボ信号振幅測定回路 １２ 記録回路 １３ 劣化率計算回路 １４ ジッタ変換回路 １５ シーク信号生成回路 １６ Ｒ／Ｗヘッドアーム駆動回路 １７ クロック精度評価回路 １８ ジッタ計測回路 １９ サーボトラックライタ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気ディスク媒体上の隣接するサーボト
   ラック上のセクタ開始信号間のジッタ量を計測すること
   によりクロック信号の精度を評価することを特徴とする
   サーボトラックライタの評価方法。
2. 【請求項２】 前記ジッタ量計測は、隣接するサーボト
   ラック境界上に位置決めされたヘッドにより隣接するセ
   クタ開始信号の和信号を読み取り、この読み取ったサー
   ボ信号振幅測定電圧の基準電圧に対する電圧劣化率を算
   出し、該劣化率を隣接するサーボトラック上のセクタ開
   始信号間のジッタ量に変換するステップを含むことを特
   徴とした請求項１記載のサーボトラックライタの評価方
   法。
3. 【請求項３】 孤立した一本のサーボトラック上のみに
   サーボパターンを書込み、該サーボパターンのセクタ開
   始信号の真上にヘッドを位置せしめ該セクタ開始信号を
   読み取り、これを基準電圧とすることを特徴とする請求
   項２記載のサーボトラックライタの評価方法。
4. 【請求項４】 磁気ディスク媒体上の隣接するサーボト
   ラック上のセクタ開始信号間のジッタ量を計測するジッ
   タ計測回路を有することを特徴とするサーボトラックラ
   イタ。
5. 【請求項５】 前記ジッタ計測回路は、隣接するサーボ
   トラック境界上に位置決めされたヘッドにより隣接する
   セクタ開始信号を読み取るサーボ信号振幅測定回路と、
   基準電圧取得回路と、該サーボ信号振幅測定回路により
   測定された測定電圧の基準電圧に対する電圧劣化率を算
   出する劣化率計算回路と、該劣化率を隣接するサーボト
   ラック上のセクタ開始信号間のジッタ量に変換するジッ
   タ変換回路を含むことを特徴とした請求項４記載のサー
   ボトラックライタ。