JP2003526865A - ディスク・ドライブにおける一定密度のサーボ情報 - Google Patents

ディスク・ドライブにおける一定密度のサーボ情報

Info

Publication number
JP2003526865A
JP2003526865A JP2000510131A JP2000510131A JP2003526865A JP 2003526865 A JP2003526865 A JP 2003526865A JP 2000510131 A JP2000510131 A JP 2000510131A JP 2000510131 A JP2000510131 A JP 2000510131A JP 2003526865 A JP2003526865 A JP 2003526865A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
servo
disk
disk drive
information
track
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000510131A
Other languages
English (en)
Inventor
ダッフイ、デニス、ダニエル
Original Assignee
シーゲート テクノロジー，インコーポレイテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by シーゲート テクノロジー，インコーポレイテッド filed Critical シーゲート テクノロジー，インコーポレイテッド
Publication of JP2003526865A publication Critical patent/JP2003526865A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/58—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B5/596—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following on disks
    • G11B5/59633—Servo formatting
    • G11B5/59655—Sector, sample or burst servo format
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B19/00—Driving, starting, stopping record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor; Control thereof; Control of operating function ; Driving both disc and head
    • G11B19/20—Driving; Starting; Stopping; Control thereof
    • G11B19/24—Arrangements for providing constant relative speed between record carrier and head
    • G11B19/247—Arrangements for providing constant relative speed between record carrier and head using electrical means
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10—Digital recording or reproducing
    • G11B20/12—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers
    • G11B20/1217—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers on discs
    • G11B20/1258—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers on discs where blocks are arranged within multiple radial zones, e.g. Zone Bit Recording or Constant Density Recording discs, MCAV discs, MCLV discs
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B21/00—Head arrangements not specific to the method of recording or reproducing
    • G11B21/02—Driving or moving of heads
    • G11B21/08—Track changing or selecting during transducing operation
    • G11B21/081—Access to indexed tracks or parts of continuous track
    • G11B21/083—Access to indexed tracks or parts of continuous track on discs
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/54—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head into or out of its operative position or across tracks
    • G11B5/55—Track change, selection or acquisition by displacement of the head
    • G11B5/5521—Track change, selection or acquisition by displacement of the head across disk tracks
    • G11B5/5526—Control therefor; circuits, track configurations or relative disposition of servo-information transducers and servo-information tracks for control thereof
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/58—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B5/596—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following on disks
    • G11B5/59633—Servo formatting
    • G11B5/59638—Servo formatting apparatuses, e.g. servo-writers
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10—Digital recording or reproducing
    • G11B20/14—Digital recording or reproducing using self-clocking codes
    • G11B20/1403—Digital recording or reproducing using self-clocking codes characterised by the use of two levels
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10—Digital recording or reproducing
    • G11B20/12—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers
    • G11B2020/1264—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers wherein the formatting concerns a specific kind of data
    • G11B2020/1265—Control data, system data or management information, i.e. data used to access or process user data
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10—Digital recording or reproducing
    • G11B20/12—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers
    • G11B2020/1264—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers wherein the formatting concerns a specific kind of data
    • G11B2020/1265—Control data, system data or management information, i.e. data used to access or process user data
    • G11B2020/1281—Servo information
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10—Digital recording or reproducing
    • G11B20/12—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers
    • G11B2020/1291—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers wherein the formatting serves a specific purpose
    • G11B2020/1292—Enhancement of the total storage capacity
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B2220/00—Record carriers by type
    • G11B2220/20—Disc-shaped record carriers
    • G11B2220/25—Disc-shaped record carriers characterised in that the disc is based on a specific recording technology
    • G11B2220/2508—Magnetic discs
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B2220/00—Record carriers by type
    • G11B2220/20—Disc-shaped record carriers
    • G11B2220/25—Disc-shaped record carriers characterised in that the disc is based on a specific recording technology
    • G11B2220/2508—Magnetic discs
    • G11B2220/2516—Hard disks
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/012—Recording on, or reproducing or erasing from, magnetic disks

Abstract

(57)【要約】 ディスク・ドライブの１枚または複数枚のディスク１０６に、ディスク上に規定された各トラックごとに異なる周波数でサーボ情報を書き込むことによって改善されたデータ記録容量を有するディスク・ドライブ１００であって、このサーボ情報が、ディスク・ドライブの関連するヘッド１２０によって読み取られ、その位置を制御するために使用されるディスク・ドライブを開示する。サーボ情報は、一定密度であり、ディスクの内径から外径まで径方向に延びる複数のサーボ・ストライプ１６２として配列されることが好ましく、各サーボ・ストライプは複数のサーボ・フィールド１６４、１６６を含み、サーボ・フィールドの一部分はディスク上の各トラックを規定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （発明の分野） 本発明は、広義の概念では、ディスク・ドライブ装置の分野に関するものであ
り、さらに詳細には、しかし限定するものではないが、ディスク上の各トラック
ごとに異なる周波数でディスクに書き込まれるサーボ情報を有するディスク・ド
ライブに関するものである。
【０００２】 （発明の背景） ハード・ディスク・ドライブは、現代のコンピュータ・システムでは、ユーザ
が大量のデータを高速かつ効率的に保管し、取り出すことができるようにするた
めに使用される。
【０００３】 代表的なディスク・ドライブでは、１枚または複数枚の磁気ディスクが、一定
の高速度で回転し、ディスクの回転が引き起こす気流によって確立された空気軸
受によってディスク表面に近接して浮動する複数の読取り／書込みヘッドを有す
るロータリ・アクチュエータ・アセンブリによってアクセスされる。各ヘッドは
、書込み動作中に対応するディスク表面のトラック上に規定されたデータ・フィ
ールドを選択的に磁化する書込みエレメントと、読取り動作中にデータ・フィー
ルドの選択的な磁化を検出する読取りヘッドとを含む。読取り／書込みチャネル
およびインタフェース回路が、これらのヘッドに応答して、ディスクとディスク
・ドライブが取り付けられたホスト・コンピュータとの間でデータを転送するた
めに設けられる。
【０００４】 閉ループ・デジタル・サーボ・システムは、音声コイル・モータのコイルに電
流を流すことによってトラックに対するヘッドの相対的な位置を制御するために
使用される。トラックは、製造中に極めて精密なサーボ・トラック・ライタを使
用してディスク表面上のサーボ・フィールドに書き込まれたサーボ情報によって
規定される。サーボ情報は、一連のサーボ・フィールドに記憶され、そのリーデ
ィング・エッジは、ディスクの内側半径から外向きに（車輪のスポーク状に）延
びるサーボ・ウェッジ（ｗｅｄｇｅ）を規定するように、各ディスク表面上で径
方向に位置合わせされる。データ・フィールドは、その後、ディスク・ドライブ
のフォーマット動作中に、隣接するサーボ・フィールドの間に配列される。通常
のディスク・ドライブは、３０個から９０個のサーボ・ウェッジを各ディスク表
面上に備える。
【０００５】 サーボ情報は、通常は、関連するフィールドに記憶された自動利得制御（ＡＧ
Ｃ）情報、同期情報、トラック・アドレス情報、径方向位置（索引）情報、およ
び位置情報を含み、ＡＧＣ情報および同期情報は時間調整および振幅の入力を提
供し、トラック・アドレス情報はヘッドの径方向位置を示し、索引情報はディス
クに対するヘッドの角度位置を示し、位置情報はディスク上の中心に関連したト
ラックに対してのヘッドの位置を示す。こうして、通常のディスク・ドライブ動
作中にサーボ情報が定期的にサンプリングされ、サーボ・システムが、ヘッドの
位置を制御して、データ・フィールドとホスト・コンピュータの間のデータ転送
を適切に実施することができるようになる。
【０００６】 データ・フィールドにデータが書き込まれる周波数は、ディスク・ドライブの
データ転送特性を最大限に高めるために、実施可能な限り高くなるように選択さ
れる。磁気抵抗（ＭＲ）ヘッドおよび部分応答確度（ＰＲＭＬ）読取りチャネル
検出技法を使用することで、現在の世代のディスク・ドライブは、２００メガヘ
ルツ（ＭＨＺ）までの周波数でデータを書き込み、読み取ることができる。しか
し、通常は、サーボ情報は、２０ＭＨＺなどこれより大幅に低い周波数で書き込
まれる。サーボ情報が書き込まれる周波数がこのように低下するのは、データの
取出しが主に磁束遷移パルスの存在（または不在）を媒体から検出することによ
って実施されることも含めた様々な理由による。したがって、リードバック・パ
ルスが近接して配置されるときでも、雑音や符号間干渉などの要因の影響の補償
をデータの復号に十分に利用することができる。対照的に、サーボ・システムが
適切に動作するには、サーボ情報のパルス位置および振幅を決定する必要がある
が、これらは通常は、ユーザ・データの記憶および取出しのために使用される、
より高い周波数で書き込まれる情報の雑音および干渉の特性が存在する場合には
、正確に検出することが困難である。
【０００７】 ほとんどの従来技術のディスク・ドライブは、ディスク上の各トラックについ
て同じ周波数で書き込まれたサーボ情報を有する。上述のように、これにより、
サーボ情報は、ディスクの内側半径より外側半径で幅が広くなる複数のウェッジ
として配列されることになる（すなわち、外側半径で書き込まれるサーボ・フィ
ールドの方が、ディスクの内側半径のサーボ・フィールドより物理的に大きい）
。この手法は実施および制御が比較的容易であるが、サーボ・システムがサーボ
情報を回復するのに最適な周波数は必ずしも一定ではなく、ディスクの半径に関
して変化する。
【０００８】 一般に、サーボ回復の最適な周波数は、ヘッドのパルス幅特性（例えば振幅に
対するパルス幅の測度であるＰＷ５０など）、および媒体の磁気粒度によって決
定される。周波数が高すぎると、媒体の記録特性が非線形になり、これによりサ
ーボ・リードバック信号中の雑音が逆に増加し、周波数が低すぎると、パルスが
狭くなりすぎ、低い信号対雑音比をもたらす。したがって、サーボ情報を書き込
む一定の周波数は、通常は、ディスクの半径全体にわたって適切なリードバック
性能を保証し、ヘッドの交流（ＡＣ）結合特性などのその他の要因に対応するよ
うに選択される。
【０００９】 径方向に規定された複数のゾーンとしてディスク上に配列されたサーボ情報を
有する、いくつかの従来技術のディスク・ドライブが開示されている（各ゾーン
は、円周方向の長さがほぼ等しいデータ・フィールド（「セクタ」）にユーザ・
データが記憶されるトラックの選択されたバンドを含む）。このような従来技術
のディスク・ドライブの例は、例えば１９７７年４月５日にＯｔｔｅｓｅｎに発
行された米国特許第４０１６６０３号（以下「Ｏｔｔｅｓｅｎ‘６０３」とする
）、および１９９３年３月９日にＴｓｕｙｏｓｈｉに発行された米国特許第５１
９３０３４号（以下「Ｔｓｕｙｏｓｈｉ‘０３４」とする）に記載されている。
【００１０】 比較的初期のディスク・ドライブの特許であるＯｔｔｅｓｅｎ‘６０３は、サ
ーボ情報を各ゾーン中で様々な数の一定周波数のサーボ・ウェッジにして配列す
るものであり、あるゾーン中のサーボ・ウェッジは、次の隣接するゾーン中のサ
ーボ・ウェッジから径方向にずれている。動作可能ではあるが、Ｏｔｔｅｓｅｎ
‘６０３は、（ディスク表面上に散在する）各サーボ・ウェッジごとに適切な書
込み保護を確保することが比較的困難であること、絶対的な角度位置を決定し、
維持することができるように、外部の索引発生器が必要であること（Ｏｔｔｅｓ
ｅｎ‘６０３では回転計を利用する）、および選択したヘッドが、選択したゾー
ン境界の両側に配置された隣接するトラックに移動したときに、サーボ制御が失
われる可能性があることも含めて、関連するいくつかの問題を有する。
【００１１】 Ｔｓｕｙｏｓｈｉ‘０３４もゾーンに基づく記録を開示するが、これは、上記
で論じたその他の従来技術のディスク・ドライブの場合と同様に、ディスク表面
を横切って連続的に延びるサーボ・ウェッジを提供するように、サーボ情報を径
方向に位置合わせする。具体的に言うと、サーボ情報は、各ゾーンを横切って径
方向に延びる複数のウェッジとして書き込まれ、これらのウェッジはディスクの
外径で大きな幅を有する。Ｔｓｕｙｏｓｈｉ‘０３４では、Ｏｔｔｅｓｅｎ‘６
０３と関連するゾーン境界制御問題に対処するために、隣接する各ゾーンの間の
境界領域を横切ってサーボ情報を延在させ、またその後で各ゾーン中のセクタへ
のユーザ・データの書込みを最適化するために、サーボ情報の一部を（ゾーンご
とに）異なる周波数で書き込むが、依然として、従来技術で一般的であるのとほ
ぼ同じ、サーボ情報についてのディスク表面のオーバヘッドを必要とする。
【００１２】 したがって、データ記憶密度が増大し続けているので、より高レベルのディス
ク・ドライブのサーボ性能およびデータ記憶容量を達成することができる改良が
当技術分野では絶えず必要とされている。
【００１３】 （発明の概要） 本発明は、ディスクのデータ記録密度を高めるためにディスク半径に関して連
続的に変化する周波数でサーボ情報が書き込まれるディスクを有するディスク・
ドライブを対象とするものである。
【００１４】 好ましい実施形態によれば、ディスク・ドライブは、サーボ情報を記憶する回
転可能なディスクを含み、サーボ情報は、そのディスク上に規定されたトラック
に対する、関連するヘッドの位置を制御するために使用される。
【００１５】 サーボ情報は、ほぼ一定密度のサーボ・パターンを達成するように、各トラッ
クごとに様々な周波数で書き込まれる。したがって、サーボ情報は、ディスクの
内径から外径まで径方向に延びる複数のサーボ・ストライプとしてディスク上に
配列される。各サーボ・ストライプは複数のサーボ・フィールドを含み、各サー
ボ・フィールドはディスク上のトラックのうち選択された１つと関連する。各サ
ーボ・フィールドは均一な長さであることが好ましい。
【００１６】 サーボ情報は、サーボ情報を書き込むべきディスク上の適当な径方向位置を示
す固定周波数のパターン・クロック信号を生成するサーボ・トラック書込みシス
テムによって書き込まれる。サーボ・トラック書込みシステムは、選択的に変化
できる周波数を有するサーボ書込みクロック信号を生成するサーボ書込みクロッ
ク回路と、パターン・クロック信号が示す適当な時点でサーボ書込みクロック信
号の選択された周波数でサーボ情報を生成し、出力する、パターン発生器とを含
む。これを行うために、パターン発生器は、サーボ書込みクロック回路を一時的
に中断して再開するリセット・パルスを、サーボ書込みクロック回路に出力し、
サーボ書込みクロック信号およびパターン・クロック信号がサーボ情報の出力を
開始するときに同相となるようにする。
【００１７】 本発明を特徴づけるこれらおよびその他の様々な構成ならびに利点は、以下の
詳細な説明を読み、添付の図面を検討すれば、明らかになるであろう。
【００１８】 （詳細な説明） 図面、具体的には図１を参照すると、本発明の好ましい実施形態に従って構築
され、まとめて１００で示すディスク・ドライブの上面図が示してある。
【００１９】 ディスク・ドライブ１００は、様々なディスク・ドライブ構成要素が取り付け
られるベース・デッキ１０２を含む。上部カバーは、説明を容易にするために図
１では省略してあるが、ベース・デッキ１０２と協働してディスク・ドライブ１
００のための内部密封環境を形成する。スピンドル・モータ１０４が、積み重ね
たディスク１０６を一定の高速度で回転させるために設けられ、ディスク・クラ
ンプ１０８がディスク１０６をスピンドル・モータ１０４に固定する。
【００２０】 ディスク１０６に、またディスク１０６からデータを転送するために、制御し
て位置決めすることができるアクチュエータ・アセンブリ１１０が設けられ、こ
れは、音声コイル・モータ（ＶＣＭ）１１４のコイル（その一部を１１３に示す
）に印加された電流に応答して、カートリッジ軸受アセンブリ１１２の周りで回
転する。アクチュエータ・アセンブリ１１０は、複数のアーム１１６を含み、そ
こから対応するたわみ（ｆｌｅｘｕｒｅ）アセンブリ１１８が延びる。ヘッド１
２０は、たわみアセンブリ１１８の遠端に設けられ、ディスク１０６の回転が引
き起こす気流によって確立された空気軸受によって、ディスク１０６の上で支持
される。ラッチ・アセンブリ１２２は、ディスク・ドライブ１００が非活動化さ
れたときに、ディスク１０６の最も内側の直径にあるランディング（ｌａｎｄｉ
ｎｇ）ゾーン（指定せず）の上にヘッドを固定するために設けられる。可撓性回
路アセンブリ１２４は、アクチュエータ・アセンブリ１１０と、従来の方法でデ
ィスク・ドライブ１００の下面に取り付けられたディスク・ドライブのプリント
回路板（図示せず）との間の電気通信経路を提供する。
【００２１】 以下でさらに詳細に説明するように、サーボ情報は、ディスク・ドライブ１０
０の製造中のサーボ・トラック書込み動作中にディスク１０６に書き込まれる。
このプロセスの間、図１に示すように、クロック・ヘッド１２６がベース・デッ
キ１０２の側面の開口１２８を介して挿入され、ディスク１０６のうちの１枚の
最も外側の半径でクロック・トラックを書き込む。クロック・ヘッド１２６はデ
ィスク・ドライブ１００の一部ではなく、サーボ・トラック書込み動作が完了し
た後で取り除かれ、その後、開口１２８は、ベース・デッキ１０２の外側表面に
貼付される従来の粘着シール（図示せず）を使用して封止される。
【００２２】 次に図２を参照すると、ディスク・ドライブ１００の動作を制御するために使
用される主な機能回路を大まかに示す、図１のディスク・ドライブ１００の機能
ブロック図が示してある。図１の回路が実質上前述のディスク・ドライブのプリ
ント回路板上にあることは理解されるであろう。
【００２３】 図２に示すように、ディスク・ドライブ１００は、従来の方法でディスク・ド
ライブ１００が取り付けられるホスト・コンピュータ１３０に動作可能に接続さ
れる。ディスク・ドライブ制御プロセッサ１３２は、ディスク・ドライブ１００
の動作の最高レベルの制御を提供し、ホスト・コンピュータ１３０とディスク１
０６の間のデータ転送を促進する。制御プロセッサ１３２が利用するプログラム
および情報は、ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ（ＤＲＡＭ）素子１
３４やフラッシュ・メモリ素子１３６など、揮発性メモリ素子および不揮発性メ
モリ素子の両方に提供される。
【００２４】 インタフェース回路１４０は、ホスト・コンピュータ１３０とディスク１０６
の間で一時的にデータを緩衝するためのデータ・バッファ（別個には示さない）
、およびデータ転送動作中にディスク・ドライブ１００の動作を指揮するシーケ
ンサ（別個には示さない）を含む。具体的に言うと、書込み動作中には、データ
がホスト・コンピュータから読取り／書込みチャネル１４２に渡され、これが必
要な符号化動作、タイミング動作、および逐次化動作を適用し、前置増幅器／ド
ライバ回路（「前置増幅器」）１４４がヘッド１２０に書込み電流を印加してデ
ータをディスク１０６に書き込むことができるようにする。読取り動作中には、
読取りバイアス（ｒｅａｄ ｂｉａｓ）電流がヘッド１２０の磁気抵抗（ＭＲ）
読取りエレメントに流れ、前置増幅器１４４が、リードバック（ｒｅａｄｂａｃ
ｋ）信号を読取り／書込みチャネル１４２に提供し、以前に記憶されたデータを
再構築してホスト・コンピュータ１３０に転送することができるようになる。
【００２５】 引き続き図２を参照すると、従来のようにスピンドル・モータ１０４の逆電磁
力（ｂａｃｋ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｏｒｃｅ）（ｂｅｍｆ）整
流を介してディスク１０６の回転を制御するために、スピンドル回路１４６が設
けられている。ディスク・ドライブ１００の通常動作中には、ディスク１０６は
、毎分１００００回転など、一定の高速度で回転する。
【００２６】 最後に、サーボ回路１４８が、ディスク１０６に対するヘッド１２０の位置を
制御するために設けられる。ディスク１０６上のサーボ情報は、ヘッド１２０に
よって読み取られ、前置増幅器１４４を経由してサーボ回路１４８に提供される
。
【００２７】 選択したヘッド１２０が最初のトラックから目的のトラックに移動するシーク
動作中には、速度プロフィル（ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｐｒｏｆｉｌｅ）を使用して
、ヘッドの最適な速度軌道（ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ）を規定
する。シーク中には、サーボ回路１４８によってコイル１１３に電流を印加し、
目的のトラックに向かうヘッド１２０を加速し、次いで減速する。ヘッド１２０
がディスク表面を横切って移動する際に、サーボ情報を読み取り、サーボ回路１
４８に与えてヘッドの速度の測定値を得、この測定速度と速度プロフィルの間の
差に応じて、印加する電流が調節される。
【００２８】 選択したヘッド１２０が選択したトラックをたどるトラック・フォローイング
中に、サーボ回路１４８は、サーボ情報からの位置情報を使用してコイルに印加
される電流を変調し、ヘッド１２０を選択したトラックに対して固定して維持す
る。１４８などのサーボ回路の構成および動作は、例えば１９９３年１１月１６
日にＤｕｆｆｙ他に発行され、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第５２６２
９０７号（以下「Ｄｕｆｆｙ‘９０７」とする）で論じられている。
【００２９】 次に図３を参照すると、従来技術に従ってサーボ情報を書き込む方法を示す概
略図が示してある。詳細には、従来技術のディスク１５０の一部分を図３に示す
が、ディスク１５０は、いくつかのサーボ・ウェッジ（そのうちの１つを１５２
で識別する）を含み、各サーボ・ウェッジはディスク１５０の内側半径から外側
半径まで径方向に延び、ディスク表面に対する関連するヘッド（図示せず）の位
置を制御するために使用されるサーボ情報を含む。
【００３０】 全てのサーボ情報が同じ周波数で書き込まれるので、サーボ・ウェッジ１５２
の幅はディスク半径とともに増大する。具体的には、従来技術の図４および図５
を参照すると、サーボ・ウェッジ１５２に沿ってディスク１５０の最も外側の半
径に配置されたサーボ・フィールド１５４は（図４）、ディスク１５０の最も内
側の半径に配置されたサーボ・フィールド１５６（図５）よりかなり長い。当技
術分野では様々なサーボ・フォーマットが既知であるが、サーボ・フィールド１
５４、１５６は、自動利得制御（ＡＧＣ）フィールド、同期（Ｓ）フィールド、
グレイ・コード（ＧＣ）フィールド、索引（Ｉ）フィールド、および位置（ＰＯ
Ｓ）フィールドを含むことが分かっており、そのフォーマットおよび使用法は周
知であり、Ｄｕｆｆｙ‘９０７で論じられている。
【００３１】 これに対して、本発明では、ディスク半径に関してほぼ一定のビット密度およ
び均一なサイズのサーボ・フィールドを達成するために、変化する周波数でサー
ボ情報を書き込むことを企図している。具体的に言うと、図６は、複数の一定密
度のサーボ・ストライプ（そのうちの１つの１６２で示す）を有するディスク・
ドライブ１００のディスク１０６の１枚を示す概略図であり、各サーボ・ストラ
イプはサーボ回路１４８が利用するサーボ情報を含む。参考までに、各ディスク
１０６は、各ディスク表面上に７８個のサーボ・ストライプを有することが好ま
しい。
【００３２】 図６〜図８に示すように、サーボ・ストライプ１６２は、ディスク半径に関し
てほぼ均一な幅を有し、サーボ・ストライプ１６２に沿ってディスク１０６の最
も外側の半径に配置されたサーボ・フィールド１６４（図７）は、ディスク１０
６の最も内側の半径に配置されたサーボ・フィールド１６６（図８）とほぼ同じ
サイズとなる。したがって、最も外側のサーボ・フィールド１６４にサーボ情報
が記憶される周波数は、最も内側のサーボ・フィールド１６６に記憶されたサー
ボ情報を書き込むために使用される周波数より大幅に高い。これを好ましく実施
する方法について次に論じる。
【００３３】 図９を参照すると、図６に示す一定密度のサーボ・ストライプを生成するため
に利用されるサーボ・トラック書込み（ＳＴＷ）システム１７０とともにディス
ク・ドライブ１００を示す機能ブロック図が示してある。従来のＳＴＷの実施方
法と同様に、ＳＴＷシステム１７０によるディスク・ドライブ１００の様々な構
成要素へのアクセスを容易にするために、前述のディスク・ドライブのプリント
回路板は、ＳＴＷプロセスの間、ディスク・ドライブ１００に取り付けられない
。
【００３４】 以下で言及する例外を除けば、ＳＴＷ１７０は一般に従来技術のＳＴＷシステ
ムと類似しており、当業者には既知の様々な構成要素を含む。したがって、ＳＴ
Ｗシステム１７０の一般的な概要を最初に与え、その後、ＳＴＷシステム１７０
の新しい動作特徴について論じる。
【００３５】 図９に示すように、ＳＴＷシステム１７０は、較正された表面を有する花崗岩
ブロックなど、ＳＴＷシステム１７０の機械的基準として働くベース１７２を含
む。ディスク・ドライブ１００は、従来の取付け用固定装置（１７４で概略的に
表す）を使用して、ベース１７２に対して取り付けられる。閉ループ位置決めシ
ステム１７６は、ディスク・ドライブ１００とベース１７２の間に配置され、Ｓ
ＴＷプロセス中にヘッド１２０（図１）の位置を制御する。参考までに、位置決
めシステム１７６は、ベース・デッキ１０２中の対応する開口を介して上向きに
延び、アクチュエータ・アセンブリ１１０（図１）のアクチュエータ・アーム１
１６（図１）と係合するプッシャ・ピン（１７８で概略的に表す）を含むことが
好ましく、このプッシャ・ピン１７８は、ＳＴＷプロセス中にヘッド１２０の径
方向位置を前進させる。レーザ・ベースの検出器（別個には指定しない）は、プ
ッシャ・ピン１７８の位置を検出し、ディスク１０６に対するヘッド１２０の相
対的な配置を制御する閉ループ制御を実現する。１７６などの適当な位置決めシ
ステムは、米国カリフォルニア州Ｓａｎｔａ ＢａｒｂａｒａのＴｅｌｅｔｒａ
ｋ Ｉｎｃ．製の型式番号１３７Ｋ１５として市販されている。ただし、アクチ
ュエータ・アーム１１６の前進および位置を制御するその他の方法も当技術分野
では既知である。このような方法の１つは、ＳＴＷシステム１７０によってコイ
ル１１３（図１）に直接電流を印加し、それによりディスク・ドライブ１００の
ＶＣＭ１１４を利用してヘッド１２０を位置決めするものである。このような場
合には、レーザ・ベース・システムは、ディスク・ドライブ１００のベース・デ
ッキ１０２中の開口を介して、アクチュエータ・アーム１１６の径方向の位置決
めを観察する。
【００３６】 ＳＴＷシステム１７０は、位置決めシステム１７６およびディスク・ドライブ
１００に動作可能に結合された制御回路１８０をさらに含む。制御回路１８０は
、位置決めシステム１７６の動作を指揮し、サーボ情報をヘッド１２０に転送し
て各ディスク１０６上のサーボ・ストライプ（図６の１６２など）に書込みを行
う。制御回路１８０は、ディスク・ドライブのプリント回路板の機能性の大部分
を模倣し、スピンドル・モータ１０４を回転させること、およびヘッド１２０に
サーボ情報を転送することも含めて、サーボ情報の書込みを実施するのに必要な
ディスク・ドライブの機能を実行する。以下で論じるように、制御回路１８０は
さらに、前述のクロック・ヘッド１２６（図１に示す）を含むクロック・ヘッド
・アセンブリ１８２とも通信する。パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）１８４が
さらに設けられ、ＳＴＷシステム１７０の全体的な動作を制御し、従来のユーザ
・インタフェースとして働く。必要に応じて、制御回路１８０は、ＰＣ１８４の
拡張スロット中に存在するように構成することも、ＰＣ１８４の外部に取り付け
ることもできる。
【００３７】 制御回路１８４の関連部分について論じる前に、最初に、従来技術で実行する
のと同様に、ディスク１０６の記録バンド（図面では指定しない）を超えた径方
向位置でディスク１０６のうちの１枚の選択した表面の最も外側の縁部と近接す
るように、クロック・ヘッド１２６がベース・デッキの開口１２８を介して挿入
されることを理解されたい。位置づけられた後で、制御回路１８４は、サーボ情
報が書き込まれる回転速度と名目上同じである選択した回転速度で制御回路１８
０がディスク１０６を回転させる際に、クロック・ヘッド１２６を介して、選択
した表面上でクロック・トラックを書き込むよう、クロック・ヘッド・アセンブ
リ１８２に命令する。クロック・トラックは選択した周波数の交番パルスのシー
ケンスを含み、これがその後、クロック・ヘッド１２６によって読み取られ、デ
ィスク１０６へのサーボ情報の書込みのタイミングを制御するために使用される
基準クロック信号を生成する。
【００３８】 上記で論じたように、本発明の好ましい実施形態によれば、サーボ情報は、一
定のビット密度を達成するために可変周波数でディスク１０６に書き込まれ、こ
れは、サーボ情報が書き込まれる周波数がディスク１０６上の各トラックごとに
変化することを意味する。したがって、ＳＴＷシステム１７０が、クロック・ヘ
ッド１２６から読み取られた固定周波数の基準クロック信号を各トラックごとの
サーボ書込みクロック周波数として使用することができないことは理解されるで
あろう。さらに、従来技術の場合と同様に、各サーボ・ストライプ（図６の１６
２など）の各サーボ・フィールド（図７〜図８の１６４、１６６など）は、角度
で位置合わせされたリーディング・エッジを有することが望ましい。
【００３９】 したがって、図１０は、以下で説明するように可変周波数のサーボ書込みクロ
ックを生成し、可変周波数のサーボ書込みクロックのリーディング・エッジを固
定周波数の基準クロックと位相同期（フェイズ・ロック）させる制御回路１８０
の機能ブロック図である。分かりやすくするために、図１０では制御回路１８０
の従来通りの部分は省略してあり、このような従来通りの部分は、スピンドル・
モータ１０４の回転、アクチュエータ・アーム１１６の位置決め、およびディス
ク１０６へのサーボ情報の転送を制御するために利用され、これらは全て既知の
方法で引き続き行われる。
【００４０】 図１０を参照すると、図９のクロック・ヘッド・アセンブリ１８２からの基準
クロック信号が、信号経路１８６上でフェイズ・ロック・ループ（ＰＬＬ）１８
８に提供され、これに応答して、フェイズ・ロック・ループが信号経路１９２を
介してパターン・クロック信号を基準発生器１９０に出力する。ＰＬＬ１８８は
、基準クロックの周波数がパターン・クロックの周波数の選択した倍数となるよ
うに、除算器回路（別個には示さない）を含むことが好ましい。
【００４１】 以下でより完全に論じるように、パターン発生器１９０は、サーボ・フィール
ド（図７〜図８の１６４や１６６など）に書き込まれるサーボ情報を集め、出力
経路１９４上で出力する。ここで、パターン発生器１９０は、ディスク１０６上
の各サーボ・フィールドに記憶されたＡＧＣフィールド、同期フィールド、グレ
イ・コード・フィールド、索引フィールド、および位置フィールドの情報を書き
込むために必要なデータを一度に２分の１トラックの割合で提供する（すなわち
各サーボ・フィールドはディスク１０６が２回転すると書き込まれる）点で、従
来技術のパターン発生器と同様に動作する。ただし、従来技術のパターン発生器
とは異なり、パターン発生器１９０は、以下で論じるように生成される入力信号
経路１９６上に提供されたサーボ書込みクロック信号が示す周波数でこのサーボ
情報を書き込む付加能力を備え、また適切にサーボ・フィールドの書込みのタイ
ミングをとるためにゼロ・パルス・リセット（ＺＰＲ）信号を経路１９８上に出
力する。したがって、パターン発生器１９０は、プログラム可能なマイクロコン
トローラ、状態マシン、またはその他の既知のこれらの目的に有用な回路構成か
ら構築することができる。経路１９４上で出力されたサーボ情報は、前置増幅器
／ドライバ回路１４４（図２）に提供され、これが必要な書込み電流を発生させ
、ヘッド１２０がディスク１０６にサーボ情報を書き込むことができるようにす
る。
【００４２】 さらに、制御入力が、パターン発生器１９０の動作を制御する制御プロセッサ
２００から（信号経路２０２を介して）パターン発生器１９０に提供されること
が示してある。参考までに、制御プロセッサ２００はさらに、例えばスピンドル
・モータ１０４が選択した回転速度でディスク１０６を回転させるのに必要な入
力を提供するなど、図２の制御プロセッサ１３２と同様の方法で、制御回路１８
０の残りの部分（図示せず）も制御する。制御プロセッサ２００はさらに、位置
決めシステム１７６の最高レベルの制御を提供する働きをし、ＰＣ１８４（図９
）とのインタフェースで接続する。制御プロセッサ２００が利用するプログラム
を記憶するために設けられたメモリ（ＭＥＭ）を、２０４に概略的に示す。
【００４３】 サーボ書込みクロック信号を経路１９６上に生成するために、デジタル・アナ
ログ変換器（ＤＡＣ）２０６は、経路２０８上で制御プロセッサ２００からデジ
タル入力値を受信し、このデジタル入力値がサーボ情報を書き込む所望の周波数
を示す。ＤＡＣ２０６は、デジタル入力値をアナログ形態に変換し、これが経路
２１０上で電圧制御発振器（ＶＣＯ）２１２に提供される。ＶＣＯ２１２は、経
路２１０上のアナログ入力によって決定された周波数を有するクロック信号を（
経路２１４上で）出力する。比較的小さなタイミング遅延が同調可能遅延ブロッ
ク２１６によってクロック信号に印加され、その出力が経路１９６上のサーボ書
込みクロックとなる。こうして、動作中に、制御プロセッサ２００は、（対応す
るディスク１０６に対する）ヘッド１２０の径方向位置に関して経路２０８上の
デジタル入力値を制御して変化させることによって、可変のサーボ書込み周波数
を確立する。ＤＡＣ２０６は、ディスク１０６上の各トラックごとに様々なサー
ボ書込みクロック周波数が使用される所望の範囲に対応するのに十分な分解能（
ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）を有するものとする。
【００４４】 図１０の回路の動作をさらに説明するために、図１１に示すタイミング図が、
サーボ情報の書込みを開始するために使用される様々な信号の時間調整を表すグ
ラフを提供する。具体的に言うと、図１１は、上記で論じたようにサーボ・スト
ライプ１６２（図６）の最も内側の半径に配置されたサーボ・フィールド１６６
（図８）の書込みを表すためのものである。
【００４５】 図１１は、まず、クロック・ヘッド１２６（図１）の動作を介して得られ、（
経路１９２を介して）パターン発生器１９０に提供されるパターン・クロック信
号２２０の一部分を示す。参考までに、図１１のタイミング図は、経過時間を示
すｘ軸２２２および信号の振幅を示すｙ軸２２４に関してプロットされる。
【００４６】 サーボ・フィールド１６６が書き込まれる周波数は、制御プロセッサ２００か
らＤＡＣ２０６に印加されるデジタル入力値に応答して、（経路１９６を介して
）パターン発生器１９０に提供される、サーボ書込みクロック信号２２６によっ
て決定される。図１１にはゼロ位相基準（ＺＰＲ）信号２２８がさらに示してあ
り、このＺＰＲ信号２２８はパターン発生器１９０によって生成され、経路１９
８上で出力され、適当な時点でサーボ・フィールド１６６の書込みを開始する。
【００４７】 ＺＰＲ信号２２８は、通常は、周期的な高レベル・リセット・パルス（そのう
ちの１つを２３０に示す）を有する低レベル信号であり、各リセット・パルスが
１つのサーボ・ストライプ（図６の１６２など）の一部分の書込みを開始する。
さらに詳細には、リセット・パルス２３０は、立上りエッジ２３２、高レベル部
分２３４、および立下りエッジ２３６を含み、ＺＰＲ信号２２８が高レベルとな
ったときにＶＣＯ２１２（図１０）の動作が一時的に中断される、すなわち立上
りエッジ２３２を検出した後でサーボ書込みクロック２２６が低状態をとるよう
になっている。図１１では、立上りエッジ２３２が発生したときにサーボ書込み
クロック信号２２６がそのサイクル中で既に低状態となっているものとして示し
てあるが、サーボ書込みクロック信号２２６がそのサイクル中で高状態であると
きに立上りエッジ２３２が発生した場合には、ＶＣＯ２１２はその実行中のサイ
クルを完了してからその動作を一時的に中断することになることを理解されたい
。
【００４８】 図１０の回路の目的は、パターン・クロック信号２２０の選択した立上りエッ
ジ２３８によって規定された時点ｔ0でサーボ・フィールド１６６の書込みを開
始することであることに留意されたい。したがって、リセット・パルス２３０の
目的は、サーボ書込みクロック信号２２６が時点ｔ0でサーボ・データの刻時を
開始することができるようにし、サーボ書込みクロック２２６の立上りエッジ２
４０がパターン・クロック信号２２０の立上りエッジ２３８と名目上同時に起こ
るようにすることである。これを実施するために、リセット・パルス２３０の立
上りエッジ２３２は、パターン・クロック信号２２０の立上りエッジ２４２で示
すように、選択した時間だけ時点ｔ0より前に、例えば所定数のクロック・パタ
ーン・サイクルの分だけｔ0より前に提供される。
【００４９】 さらに、リセット・パルス２３０の立下りエッジ２３６のタイミングは、最初
の立上りエッジ２４０が時点ｔ0で発生するようにＶＣＯ２１２が動作を開始す
ることができるように選択される。２１２で示されるようなＶＣＯは、通常は可
動化直後には動作を開始せず、動作を開始するのに若干の時間を必要とし、この
時間がＶＣＯの構造の特性を示すことは理解されるであろう。したがって、ＶＣ
Ｏ２１２の評価によってこの時間を決定することができ、またパターン・クロッ
ク信号２２０の立上りエッジ２４２と２３８の間の時間が既知であるので、パタ
ーン発生器１９０はリセット・パルス２３０の必要なパルス幅を容易に決定し、
時点ｔ0でパターン・クロック信号２２０とサーボ書込みクロック信号２２６の
間の名目上の位相同期を得るのに十分な時点で、立下りエッジ２３６を提供する
ことができる。
【００５０】 再度図１０を参照すると、サーボ書込みクロック信号２２６（経路１９６上）
がパターン・クロック信号２２０（経路１９２上）と正確に同期することを保証
するために、小さな修正ループが設けられていることが分かるであろう。図１０
に示すように、このループは、位相検出器２４４およびループ・フィルタ２４６
を含む。動作中に、位相検出器２４４は、経路１９８上のＺＰＲ信号２２８の立
下りエッジ２３６で可動化され、エッジ２３８と２４０の間の位相エラーを示す
信号を経路２４８を介してループ・フィルタ２４６に出力する。ループ・フィル
タ２４６は、（積分または同様の方法を介して）位相エラーを累積的に調節し、
経路２５０上に入力を提供し、この位相エラーを補償するのに十分な遅延ブロッ
ク２１６の遅延をセットする。こうして、遅延ブロック２１６の遅延は、相対的
に非常に小さくなり、パターン・クロック信号２２０の立上りエッジ２３８とサ
ーボ書込みクロック信号２２６の立上りエッジ２４０の間の位相エラーを最小限
に抑えるように連続的に調節される。
【００５１】 次に図１２を参照すると、図６のサーボ・ストライプへのサーボ情報の書込み
を開始するために使用される様々な信号を表すもう１つのタイミング図が示して
ある。さらに詳細には、図１２は、図６のサーボ・ストライプ１６２の外側半径
に配置された図７のサーボ・ブロック１６４の書込みを開始するために行うステ
ップを表すために与えたものである。サーボ・ブロック１６４が書き込まれる周
波数はサーボ・ブロック１６６が書き込まれる周波数よりはるかに高いが、それ
以外の点では同じ一般的な手法を使用することを理解されたい。
【００５２】 図１２に示すように、パターン・クロック信号２６０の一部分が、経過時間を
示すｘ軸２６２および信号の振幅を示すｙ軸２６４に関して表してある。パター
ン・クロック信号２６０は、図１１のパターン・クロック信号２２０と同じ周波
数を有し、それと同様の方法で得られ、また同様に経路１９２上でパターン発生
器１９０に提供される。
【００５３】 サーボ書込みクロック信号２６６も図１２に与えるが、このサーボ書込みクロ
ック信号２６６は、サーボ書込みクロック信号２２６より大幅に高い周波数であ
ることを除けば、図１１のサーボ書込みクロック信号２２６と同様に生成される
。このより高い周波数は、より大きなデジタル入力値を制御プロセッサ２００か
らＤＡＣ２０６に入力することによって得られる。参考までに、図１１および図
１２のタイミング図は一般化した表現であり、ディスク１０６の内側半径および
外側半径にあるサーボ・フィールド１６６、１６４についてのサーボ書込みクロ
ック信号２２６と２６６の間の実際の周波数変動は、図示のものとは異なること
もあることに留意されたい。例えば、好ましい実施形態では、サーボ情報の書込
みの周波数範囲は、ディスク１０６の内側半径での約２５メガヘルツ（ＭＨＺ）
から外側半径での約５０ＭＨＺまでであり、周波数は半トラックごとに線形に増
分する。
【００５４】 図１１の場合と同様に、図１２はさらに、複数のリセット・パルス（そのうち
の１つを２７０で示す）を含むゼロ・パルス・リセット（ＺＰＲ）信号２６８を
備える。リセット・パルス２７０は、所望時点ｔ0でサーボ・フィールド１６４
の書込みを開始するために使用され、立上りエッジ２７２、高レベル部分２７４
、および立下りエッジ２７６を含む。したがって、動作中に、ＺＰＲ信号２６８
の立上りエッジ２７２は、パターン・クロック２６０の選択された立上りエッジ
２７８に応答して現れ、ＶＣＯ２１２の動作の一時的な中断を引き起こす。その
後ＺＰＲ信号２６８の立下りエッジ２７６によってＶＣＯ２１２が可動化され、
これにより時点ｔ0で、パターン・クロック信号２６０の対応する立上りエッジ
２８２と同時に、サーボ書込みクロック信号２６６が最初の立上りエッジ２８０
を開始する。
【００５５】 次に図１３を参照すると、前述の説明に従ってディスク・ドライブ１００のデ
ィスク１０６にサーボ情報を書き込むために使用されるステップを示す、一定密
度ＳＴＷルーチン３００の流れ図が示してある。制御プロセッサ２００（図１０
）が使用するＰＣ１８４（図９）およびＭＥＭ２０４に記憶された適当なプログ
ラムは、図１３によって指定された様々な機能を実行するために容易に提供する
ことができる。
【００５６】 図１３のブロック３０２で示すように、最初に、ディスク・ドライブ１００を
ＳＴＷシステム１７０（図９）に取り付ける。次に、制御回路１８０が、サーボ
情報を書き込む選択した回転速度でディスク１０６を回転させるようスピンドル
・モータ１０４（図１）に命令し、ブロック３０４で示すように、クロック・ヘ
ッド１２６によってクロック・トラックが選択したディスク１０６に書き込まれ
る。上記で論じたように、クロック・トラックにより、固定周波数のパターン・
クロック信号（図１１〜図１２の２２０や２６０など）を経路１９２上でパター
ン発生器１９０に提供することが可能となる。ＳＴＷプロセス中のディスク１０
６の角度位置の正確な決定を容易にするために、従来の索引マーカをクロック・
トラックの書込みに含める。
【００５７】 次にブロック３０６で、制御プロセッサ２００からＤＡＣ２０６に印加する適
当なデジタル入力値を決定することによって、最初のサーボ書込みクロック周波
数を選択する。デジタル入力値の範囲は、予め決定し、表の形態でＭＥＭ２０４
に記憶することができるものとする。次いで、ブロック３０８で、ディスク１０
６の最も外側の半径などディスク１０６に関連した適当な開始位置に、ヘッド１
２０を位置決めする。従来のＳＴＷ動作と同様に、所与の半径にある各ディスク
上の全てのサーボ情報は、プッシャ・ピン１７８によってヘッドを前進させる前
に書き込まれることになるものとする。したがって、隣接するディスク１０６の
各対上で、同一シリンダ中の対応するトラックは名目上位置合わせされることに
なるが、それらのトラック上のサーボ・フィールドは角度がずれることになる。
【００５８】 ブロック３０８の操作によってヘッド１２０が最初に位置決めされた後で、ブ
ロック３１０で、サーボ情報の第１の半トラックが各ディスク１０６に書き込ま
れる。ブロック３１０の動作中に、各サーボ・ストライプ（図６）のリーディン
グ・エッジの位置がパターン・クロック信号２２０、２６０に関して識別される
。ＺＰＲ信号２２８、２６８のリセット・パルス２３０、２７０が必要に応じて
出力され、選択した周波数のサーボ書込みクロック信号（２２６や２６６など）
を使用して、適当な角度位置で各サーボ・フィールドの書込みが開始される。
【００５９】 第１の位置のサーボ情報が全て書き込まれると、ブロック３１２で、ヘッド１
２０は位置決めシステム１７６によって次の径方向位置（この場合には第１のト
ラックの第２の半分）まで前進し、その後ブロック３１４で、サーボ書込みクロ
ック周波数が増分され、ブロック３１６で、次の半トラックのサーボ情報がディ
スク１０６に書き込まれる。
【００６０】 図１３のルーチンは、次に判断ブロック３１８に進み、ここで全てのサーボ情
報が書き込まれたかどうかを決定し、書き込まれていない場合には、ルーチンは
ブロック３１２に戻る。こうして、全てのサーボ情報が各ディスク１０６に書き
込まれるまでブロック３１２から３１８の動作は続き、その後、このルーチンは
ブロック３２０で終了する。
【００６１】 本発明の重要な利点は、ユーザ・データの保管に利用可能となる付加ディスク
領域にあることは理解されるであろう。例えば、一定密度のサーボ・ストライプ
を利用する図６のディスク１０６が必要とするサーボ・オーバヘッドは、図３の
従来技術のディスク１５０と比べて一般に約３０％低い（すなわち、サーボ情報
を記憶するために使用されるディスク表面領域の約３０％をユーザ・データのた
めに利用できることになる）。
【００６２】 隣接する半トラックに書き込まれたサーボ情報の間にはわずかな位相エラーが
存在するがこれはサーボ性能に悪影響を及ぼさない。例えば、コンピュータ・シ
ミュレーションの結果では、ディスク直径が約９．５センチメートル（３．７４
インチ）、１トラックあたりの一定密度のサーボ・フィールド数が１２５個、１
センチメートルあたりのトラック数が４１３４個（１インチあたりのトラック数
は１０５００個）、内径のサーボ書込みクロック周波数が２０ＭＨＺであるディ
スク・ドライブの場合、回復されたサーボ情報の振幅の減少（一定周波数サーボ
と比較）は約０．０２％、各サーボ・フィールドごとの累積タイミング・エラー
は約２５０ピコ秒となり、これは十分に既存のサーボ回路（１４８など）のサー
ボ制御能力の範囲内である。
【００６３】 さらに、サーボ情報が書き込まれる周波数範囲に対応するのに十分な帯域幅お
よび分解能をサーボ回路１４８が備えていることを条件として、各サーボ・フィ
ールド（図７〜図８に示すものなど）中のＡＧＣ情報および同期情報は、サーボ
回路１４８が、サーボ・ストライプ１６２中の任意のサーボ・フィールドからサ
ーボ情報を受信して復号するように適切に構成されることを可能にし、これは十
分に当業者が実施できる範囲内であることが理解されるであろう。例えば、記録
データの周波数変動に対応するための読取り／書込みチャネルの調節は、１９８
９年１月１７日にＢｒｅｍｍｅｒ他によって発行され、本発明の譲受人に譲渡さ
れた米国特許第４７９９１１２号の教示によるものなど、現在では、ゾーン・ベ
ース記録を組み込んだディスク・ドライブ中で実行される。
【００６４】 最後に、上記の説明は、サーボ・ストライプ中の各サーボ・フィールドが均一
な長さを有するような一定のビット密度の記録方法を対象としているが、別法と
して、所与の適用分野の要件に応じて、サーボ書込みクロック周波数の非線形増
分を印加してドライブの動作特性を最適化することもできることは容易に思いつ
くであろう。例えば、必要であれば、サーボ・ストライプの幅をディスク上で内
側半径から外側半径に向かって減少させるように周波数を変化させることもでき
る。
【００６５】 したがって、前述の説明に鑑みて、本発明が、ディスクに対する関連ヘッド１
２０の位置を制御するために使用されるサーボ情報を記憶する回転可能なディス
ク１０６を有するディスク・ドライブ（１００など）を対象とすることが理解さ
れるであろう。
【００６６】 サーボ情報は、ディスク上の各トラックごとに異なる周波数で書き込まれ、デ
ィスクの内径から外径まで径方向に延びる複数のサーボ・ストライプ１６２とし
て配列され、各サーボ・ストライプは複数のサーボ・フィールド１６４、１６６
を含み、各サーボ・フィールドはディスク上でトラックを定義する。各サーボ・
フィールドは均一な長さであることが好ましい。
【００６７】 本発明が、上述の目的および利点ならびに本発明に内在する目的および利点を
達成するように十分に適合されていることは明らかであろう。本開示のために現
在好ましい実施形態について述べたが、添付の請求の範囲に開示および規定され
る本発明の趣旨に含まれる、当業者なら容易に思いつくであろう多数の変更を加
えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の好ましい実施形態に従って構築したディスク・ドライブの上面図であ
る。
【図２】 図１のディスク・ドライブの機能ブロック図である。
【図３】 従来技術に従ってサーボ情報を記憶する方法を示す、従来技術のディスクの一
部分にある複数のサーボ・ウェッジを表す図である。
【図４】 図３の従来技術のディスクの外側半径に配置されたサーボ・フィールドを示す
図である。
【図５】 図３の従来技術のディスクの内側半径に配置されたサーボ・フィールドを示す
図である。
【図６】 本発明に従って複数の一定密度のサーボ・ストライプとしてディスク上に配列
されたサーボ情報を示す、図１のディスク・ドライブのディスクのうちの１枚の
一部分を表す図である。
【図７】 図６のディスクの外側半径に配置されたサーボ・フィールドを示す図である。
【図８】 図６のディスクの内側半径に配置されたサーボ・フィールドを示す図である。
【図９】 本発明に従ってディスク・ドライブのディスクにサーボ情報を書き込むために
使用されるサーボ・トラック書込みシステムとともに、図１のディスク・ドライ
ブを示す機能ブロック図である。
【図１０】 図９のサーボ・トラック書込みシステムの制御回路の一部分を示す機能ブロッ
ク図である。
【図１１】 図８のサーボ・フィールドの書込みに関係して図１０の回路によって生成され
る様々な信号のタイミングを示すタイミング図である。
【図１２】 図７のサーボ・フィールドの書込みに関係して図１０の回路によって生成され
る様々な信号のタイミングを示すタイミング図である。
【図１３】 本発明に従ってディスク・ドライブのディスクにサーボ情報を書き込むために
実行されるステップの概略を示す、一定密度ＳＴＷルーチンの流れ図である。
【手続補正書】
【提出日】平成１４年１２月１２日（２００２．１２．１２）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ユーザ・データを記憶させるため、および取り出すためのデ
    ィスク・ドライブであって、 制御して位置決めすることができる磁気読取り／書込みヘッドと、 上面に規定されたトラックに対する読取り／書込みヘッドの相対的な位置の制
    御を容易にするためにサーボ情報を記憶する回転可能なディスクであって各トラ
    ックが異なる周波数で書き込まれたサーボ情報を有する回転可能なディスクとを
    含むディスク・ドライブ。
  2. 【請求項２】 サーボ情報が、実質的に一定のビット密度でディスクに記憶
    される請求項１に記載のディスク・ドライブ。
  3. 【請求項３】 サーボ情報が径方向に延びる複数のサーボ・ストライプとし
    てディスク上に記憶され、各サーボ・ストライプが複数のサーボ・フィールドを
    含み、各サーボ・フィールドがディスク上に選択されたトラックを規定し、各サ
    ーボ・フィールドが対応するそれぞれのトラックに沿って測定して実質的に同じ
    長さである請求項１に記載のディスク・ドライブ。
  4. 【請求項４】 表面上の各サーボ・フィールドが実質的に同じ長さとなるよ
    うに複数のサーボ・フィールドとして配列されたサーボ情報として、ディスク表
    面上に名目上同心の複数のトラックを規定するためにサーボ情報を記憶する回転
    可能なディスクと、 表面に近接して制御された位置決めが可能な、サーボ・フィールドを読み取る
    読取り／書込みヘッドと、 読取り／書込みヘッドが読み取ったサーボ情報に応答して読取り／書込みヘッ
    ドの位置を制御する、読取り／書込みヘッドに動作可能に結合されたサーボ回路
    とを含むディスク・ドライブ。
  5. 【請求項５】 サーボ・フィールドの一部分が名目上同心の各トラックと関
    連し、各トラックと関連するサーボ・フィールドが、隣接するトラックと関連す
    るサーボ・フィールドが書き込まれる周波数とは異なる周波数で書き込まれる請
    求項４に記載のディスク・ドライブ。
  6. 【請求項６】 サーボ回路が埋込型サーボ回路としての特徴を有し、したが
    ってユーザ・データおよびサーボ情報が両方ともディスク表面に書き込まれてお
    り、サーボ・フィールドがディスクの内径から外径まで径方向に延びる複数のス
    トライプとして配列され、ユーザ・データが隣接するストライプの間に記憶され
    る請求項４に記載のディスク・ドライブ。
JP2000510131A 1997-08-15 1998-06-05 ディスク・ドライブにおける一定密度のサーボ情報 Pending JP2003526865A (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US5589497P 1997-08-15 1997-08-15
US60/055,894 1997-08-15
US99596897A 1997-12-22 1997-12-22
US08/995,968 1997-12-22
PCT/US1998/011739 WO1999009546A2 (en) 1997-08-15 1998-06-05 Constant density servo information in a disc drive

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003526865A true JP2003526865A (ja) 2003-09-09

Family

ID=26734730

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000510131A Pending JP2003526865A (ja) 1997-08-15 1998-06-05 ディスク・ドライブにおける一定密度のサーボ情報

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6118604A (ja)
JP (1) JP2003526865A (ja)
KR (1) KR20010022948A (ja)
CN (1) CN1269904A (ja)
DE (1) DE19882608T1 (ja)
GB (1) GB2345377B (ja)
WO (1) WO1999009546A2 (ja)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1166695A (ja) * 1997-08-13 1999-03-09 Internatl Business Mach Corp <Ibm> ディスクドライブ装置、サーボ制御装置及び制御装置
JP2002542567A (ja) * 1999-04-20 2002-12-10 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ ハードディスク用サーボフォーマット、好適にはハードディスク
CN1357138A (zh) * 1999-04-21 2002-07-03 西加特技术有限责任公司 使用虚拟盘片驱动器的伺服处理器代码评估
US6587293B1 (en) * 1999-05-07 2003-07-01 Seagate Technology Llc Method for servo writing servo pattern at a desired speed
US6909566B1 (en) * 2000-02-10 2005-06-21 Hitachi Global Storage Technologies Japan, Ltd. Magnetic recording/reproducing device
JP4209694B2 (ja) 2002-03-08 2009-01-14 株式会社リコー テストデータ記録方法とプログラム
US7023631B2 (en) * 2002-11-07 2006-04-04 Seagate Technology Llc Bi-frequency servo pattern
KR100518592B1 (ko) * 2003-08-25 2005-10-04 삼성전자주식회사 서보 트랙 라이트용 클락 윈도우가 형성된 디스크드라이브의 베이스 부재
JP2006099930A (ja) * 2004-09-01 2006-04-13 Tdk Corp 情報記録媒体、記録再生装置およびスタンパー
US7372276B2 (en) * 2005-02-16 2008-05-13 Goldak, Inc. Digital locating system and device for underground object detection
US7646557B2 (en) * 2005-07-05 2010-01-12 Xyratex Technology Limited Methods and apparatus for generating a clock signal, for writing servo tracks, and for characterising timing errors in a servo track writer
US7405893B2 (en) * 2005-09-21 2008-07-29 Seagate Technology Llc Data storage medium with optimized servo format
JP4805860B2 (ja) 2007-02-05 2011-11-02 東芝ストレージデバイス株式会社 浮上量測定装置、記憶装置および浮上量測定方法
US7768736B2 (en) 2007-03-30 2010-08-03 Seagate Technology Llc Certifying while servowriting media
US7715138B1 (en) 2007-11-20 2010-05-11 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive estimating a servo zone after synchronously detecting a servo sync mark
US7688540B1 (en) 2007-12-17 2010-03-30 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive selecting TPI profile by estimating head geometry
US8159777B2 (en) * 2008-06-19 2012-04-17 Apple Inc. Portable electronic device with multipurpose hard drive circuit board
US7929238B1 (en) 2008-10-14 2011-04-19 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive seeking with a fixed rate clock when crossing servo zones to facilitate zoned servo sectors
US8116023B1 (en) 2008-12-15 2012-02-14 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive comprising preamble aligned zoned servo sectors
US7982993B1 (en) 2008-12-19 2011-07-19 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive employing different servo TPI to data TPI ratios across the disk surface
US8213106B1 (en) 2009-03-10 2012-07-03 Western Digital Technologies, Inc. Zoned servo system
US8116020B1 (en) 2009-04-21 2012-02-14 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive mapping entries of a defect list into clusters
US8031423B1 (en) 2009-06-26 2011-10-04 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive generating actual data TPI profile by combining segments of predetermined data TPI profiles
US7961416B2 (en) * 2009-08-11 2011-06-14 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands, B.V. Using readback signals to estimate radial location on a rotating storage device
US8630052B1 (en) 2010-09-09 2014-01-14 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive calibrating radial density then adjusting linear density to balance off-track read capability
US8780477B1 (en) 2012-06-21 2014-07-15 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive adjusting servo timing to compensate for transient when crossing a servo zone boundary
US8576506B1 (en) 2012-06-21 2013-11-05 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive estimating reader/writer gap across servo zones
US8724245B1 (en) 2012-06-21 2014-05-13 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive employing overlapping servo zones to facilitate servo zone crossing
US8995075B1 (en) 2012-06-21 2015-03-31 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive adjusting estimated servo state to compensate for transient when crossing a servo zone boundary
US8743504B1 (en) 2012-07-25 2014-06-03 Western Digital Technologies, Inc. Servoing on zoned concentric servo sectors of a first disk surface to write a spiral servo track to a second disk surface
US9082458B1 (en) 2014-03-10 2015-07-14 Western Digital Technologies, Inc. Data storage device balancing and maximizing quality metric when configuring arial density of each disk surface
US9230605B1 (en) 2014-12-01 2016-01-05 Western Digital Technologies, Inc. Data storage device maximizing areal density based on a target quality metric
JP2019145187A (ja) * 2018-02-21 2019-08-29 株式会社東芝 磁気ディスク装置および磁気ディスク装置の制御方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4016603A (en) * 1975-05-30 1977-04-05 International Business Machines Corporation Disk storage apparatus having signals recorded in a specific format
US4589037A (en) * 1985-03-18 1986-05-13 International Business Machines Corporation Servo control system using a varying frequency servo pattern for read/write head positioning in a magnetic recording disk file
US4799112A (en) * 1987-02-19 1989-01-17 Magnetic Peripherals Inc. Method and apparatus for recording data
US5193034A (en) * 1989-07-17 1993-03-09 Hitachi, Ltd. Magnetic disk apparatus of constant-density recording type, magnetic disk used therefor and servo-writing device for patterning on the magnetic disk
US5136439A (en) * 1989-09-29 1992-08-04 Seagate Technology, Inc. Sectored servo position demodulator system
US5210660A (en) * 1990-01-17 1993-05-11 International Business Machines Corporation Sectored servo independent of data architecture
US5262907A (en) * 1991-07-31 1993-11-16 Seagate Technology, Inc. Hard disc drive with improved servo system
US5341249A (en) * 1992-08-27 1994-08-23 Quantum Corporation Disk drive using PRML class IV sampling data detection with digital adaptive equalization
US5276662A (en) * 1992-10-01 1994-01-04 Seagate Technology, Inc. Disc drive with improved data transfer management apparatus
US5351015A (en) * 1993-02-03 1994-09-27 Silicon Systems, Inc. Time based data separator zone change sequence
US5583842A (en) * 1993-09-01 1996-12-10 Integral Peripherals, Inc. Method for improving servo field yields
US5455721A (en) * 1994-03-03 1995-10-03 Cirrus Logic, Inc. Method and apparatus for automatic sector pulse generation and split field calculation in disk drives
US5592340A (en) * 1994-09-21 1997-01-07 Seagate Technology, Inc. Communication channel with adaptive analog transversal equalizer
US5459757A (en) * 1994-09-21 1995-10-17 Seagate Technology, Inc. Timing and gain control circuit for a PRML read channel
US5627843A (en) * 1995-02-23 1997-05-06 Seagate Technology, Inc. Correcting up to two disc drive read errors and detecting the occurrence of more than two read errors
US5631999A (en) * 1995-09-06 1997-05-20 Seagate Technology Inc. Adaptive compensation for hard disc drive spindle motor manufacturing tolerances

Also Published As

Publication number Publication date
GB2345377B (en) 2002-01-09
GB0002773D0 (en) 2000-03-29
CN1269904A (zh) 2000-10-11
DE19882608T1 (de) 2000-08-24
US6118604A (en) 2000-09-12
WO1999009546A2 (en) 1999-02-25
KR20010022948A (ko) 2001-03-26
GB2345377A (en) 2000-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6118604A (en) Constant density servo information in a disc drive
US6084738A (en) Writing servo information to a disc drive at a constant density
US7251098B1 (en) Disk drive adjusting write clock frequency to compensate for eccentricity in disk rotation
US7489464B1 (en) Servo writing a disk drive using a secondary actuator to control skew angle
US5838512A (en) Apparatus for reproducing digital servo data and digital user data, for use in a disk storage system
US5448429A (en) Self-servowriting disk drive and method
US7843662B1 (en) Servoing on concentric servo sectors of a first disk surface to write a spiral servo track to a second disk surface
US7046465B1 (en) Disk drive having one or more partial servo wedges that includes a short servo sync mark that is different than the servo sync word of full servo wedges
US8498076B1 (en) Disk drive biasing timing recovery measurements for spiral tracks based on radial location of head
US6600620B1 (en) Self-servo writing a disk drive by propagating interleaved sets of timing clocks and servo bursts during alternate time intervals
US6067206A (en) Method and apparatus to compensate for servo wedge rotational offset after a head switch
US7256956B2 (en) Propagation self servowrite using self-written spiral signals for in-process calibration
US6754025B1 (en) Disk drive spindle motor speed and timing control
US6785075B2 (en) Self-writing servo and clock fields on a recording medium
US7199959B1 (en) Repeatable timing error correction system for use in a servo writer
JP4357745B2 (ja) ヌルタイプサーボパターンのフィールド比復調技術を使用する方法と装置
JP2001143416A (ja) 磁気ハードディスクドライブおよびトラック位置をサーボライトするための方法
WO2000000976A2 (en) Synchronous digital demodulator with integrated read and servo channels
US7136242B1 (en) Servo writing substantially linear servo wedges to reduce overwrite effect in perpendicular magnetic recording
US6356404B1 (en) Simultaneously biasing multiple magneto-resistive read elements
US7880991B2 (en) Write timing system for hard disk drives with bit patterned media
KR20070091563A (ko) 나선형 서보 트랙 기록에 있어서 디스크 열적 팽창으로인한 시간 변화를 보상하기 위한 지연 클럭 트랙 리드 백데이터
US7570446B2 (en) Disk drive with improved format efficiency and control method thereof
US6724553B2 (en) Method and apparatus for generating the optimum read timing for read and write offset of a magneto resistive head
US6426844B1 (en) Method and apparatus for phase modulated servo positioning in a direct access storage device