JP2005531100A - 冗長化サーボ・パターン自動押印機 - Google Patents

Abstract

サーボ・データの複数の冗長な組が磁気ハードディスク上に記録される。予め定められた基準に合致する組が、そのハードディスクがハードディスク・ドライブの中に組み立てられた時に採用される。どの組がその基準を有するかの決定は、ディスク・ドライブ自身で実行される。その基準は最低品質基準に合致するかまたは最も少ないエラーを有するサーボ・データの組を決定することを含む。この基準は特定パターンを有するサーボ・データの組を選択することを含むことも可能で、此処で予め記録された組は異なるサーボ・パターンを含み、これは特定サーボ・パターンを必要とするディスク・ドライブで使用可能である。サーボ・データはハードディスク上に、サーボ・データの全ての組を有する自動押印機または写真マスクにより印字される。

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は米国暫定特許出願シリアル番号６０／３９２，７８７号、２００２年６月２８日申請の利益を請求しており、これは此処に参照することで組み込まれている。
本発明はディスク・ドライブの分野に係わり、更に詳細には磁気ハードディスク上にサーボ・トラックを書き込むための方法に関する。

ハードディスク・ドライブはその磁気ハードディスクのデータ記録面上に、予め記録されたトラッキング・サーボ情報を具備する。このサーボ情報は典型的にトラックに沿って均等に間隔を置かれたサーボ・バーストを含む。データはサーボ・バーストの間に記録される。多くの場合、サーボ・バーストはほぼ放射状に配列されていて、ディスクのＩＤからそのＯＤに小さな円弧を描いている。この放射状の配列はそれらを車輪の円弧状のスポークの様に見せている。それらは円弧を構成するように形成されているが、それはサーボ・データがロータリー・アクチュエータで読み取られるためであり、これは同一の円弧をそれがディスクのＩＤとそのＯＤとの間を横切るように描く。

図１は複数のサーボ・データ・スポーク１２を有するディスク１０を図示する。図には８本図示されているが、ディスク・ドライブは典型的に、ディスクの回りに等角度で間隔を空けられた数百本のその様なサーボ・データ・スポークを有する。今日多くのディスク・ドライブにおいて、サーボ・データは全ディスク・ドライブ記録面の約３から１１パーセントに達する。

サーボ・バーストはディスクの表面上に種々の技術を用いて書き込まれる。最も一般的な方法は、サーボをディスク上にディスク・ドライブ自身の磁気ヘッドを用いて書き込むことであり、このヘッドは典型的に外部から導入されたピッカ(picker)で制御されており、これはその上に読み取り／書き込みヘッドが装着されているドライブのロータリー・アクチュエータ・アームを掴んでいる。外部機構は徐々にアームを動かし、その間に他の回路がディスク・ドライブにサーボ・バーストを書き込むように命令する。

別の一般的なサーボ書き込み方法は、既にディスク・ドライブ・スピンドルの上には組み立てられているが、ディスク・ドライブ・スピンドル／ディスク組み合わせ前の、またハブ／ディスク組立部品（「ＨＤＡ」）として知られており、ディスク・ドライブ自身の中に組み込まれる予定のディスクの上にサーボ・バーストを書き込むことを含む。

新たな手法は自動押印機を採用し、図２に示すようにサーボ・パターンをディスク上に高透磁率自動押印機を使用して「印字」して、媒体上のパターンを改善する。図の左上に図示されるように、ディスクは最初ＤＣ消去される。例えば、外部から与えられる磁場１３、図の中で大きな矢印Ｈは、媒体の全ての磁気ドメイン１４が図に示されるように均一方向に切り換えられる。次に、盛り上げられた突起１７で構成された所望のパターンを有する高透磁率自動押印機１６がディスク１０に対して押しつけられる。外部から与えられる逆極性の磁場１８、下向きの矢印１８で図示される、が次に自動押印機１６を通してディスクに与えられる。これは自動押印機１６が接触しているディスク領域を、外部から与えられた磁場と整列する磁気方向に切り換えさせる。自動押印機と接触していない領域は自動押印機により遮蔽されている。遮蔽されている領域はその磁気の向きを変化させない。これはディスクに対して、自動押印機１６の突起１７のパターン内に、逆向きの磁気方向１５を仮定させる。

図２は垂直方向向きの磁気ドメイン１４および１５を図示しているが、これらは垂直記録において有用であるが、同一技術を水平方向磁場を用いて水平方向向き磁気ドメインにエンコードするために採用できる。

自動押印機１６は平面図としてみると図１と同一に見える。言葉を変えると、自動押印機１６は図１に図示されるように円弧状スポークに放射状に配列されているサーボ・バーストの像をエンコードする。

使用する技術に関係なくディスク上にサーボを書き込む際に生じる１つの問題は、ディスク・ドライブが、サーボを再書き込みするかまたはディスクを廃棄しなければならなくなる前に、限られた量の誤差にしか耐えられない事である。ほとんどのドライブは、例えば１行に２つの不良サーボ・バーストが存在すると許容できない。

今日のディスク・ドライブ製造工程は、従って通常サーボ・データ記録の品質をデータが書き込まれた直後に検査している。これは好適にディスクが製造ディスク・ドライブに装着された後に行われる。しかしながら、サーボ・データ記録の品質もまた、特別試験機器を用いてスピン・スタンドでも検査される。

ディスク上にサーボ・データを印字するために自動押印機が使用される場合、このディスクはそのディスク・ドライブ自身のスピンドルに組み合わされていない。サーボの再書き込みが必要になる場合、このディスクは自動押印機装置の上に再装着されなければならない。このため、自動押印機を使用して作られたディスクは通常スピン・スタンド上で検査されなければならない。

しかしながら、ディスク・ドライブ自身の中でサーボ・データの品質を検査し、もしも非常に多数のエラーが有った場合にサーボ・データの再書き込みを回避することが望ましいことは同様である。

磁気ディスクを製造する際の別の問題は、異なるディスク・ドライブは異なるサーボ・データ・パターンを必要とする点である。ハードディスク上にサーボ・データを印字するために自動押印機が使用される場合、異なる種類のサーボ・データ・パターン毎に異なる自動押印機が必要とされる。これは自動押印機が非常に高価なため、コストの観点から望ましくはない。

本発明は複数の冗長なサーボ・データの組を磁気ハードディスク上に記録することを含む。次に各々の組が順番に１つの組が予め定められた基準、例えば最低品質基準、に合致したと判定されるまで検査される。これに代わって、予め定められた個数の組、それはそれら全てかも知れないが、を検査し最も高い品質を有する、すなわち最もエラーの少ない組が選択される。要求された基準レベルに合致すると判断されたサーボ・データの組は、次にそのハードディスクがハードディスク・ドライブの中に組み込まれた際にサーボ・データの組として採用される。

複数の組の１つが他の組と異なるパターンを含み、そのハードディスクは異なるサーボ・パターンを要求するディスク・ドライブでも使用できるようにすることも可能である。従ってその基準は、必要とされるサーボ・データ・パターンに合致するサーボ・データの組のサブセットを選択することを含む。

サーボ・データはディスク・ドライブ上に自動押印機またはマスクにより印字される。次にサーボ・データはディスク・ドライブ内で検査される。適切なサーボ・データの組が決定されると、それが使用され残りは無視される。データがディスク・ドライブで記録されると、冗長なサーボ・データの組は上書きされる。

サーボ・データはまたスピンスタンドの上でも検査される。使用するサーボ・データの組が定められた基準の組、これはパターンおよび品質を選択することを含む、に基づいて決定された後、サーボ・データの他の組は消去されるかまたは、使用される組に検査機装置により印が付けられる。

選択されたサーボ・データの組はまた、ディスク・ドライブまたはスピンスタンド検査機器により読み取り可能な方法で印が付けられる。

図３はその上に複数のサーボ・データの組、３２，３４，３６および３８がエンコードされた自動押印機１６を図示する。簡単に図２を参照すると、サーボ・データは先に説明したように盛り上げられた突起１７の形状で自動押印機上にエンコードされている。図３に戻ると、各々のサーボ・データの組、例えば３２は互いに等間隔にほぼディスクのＩＤからディスクのＯＤに放射状に配列された、予め定められたパターンのサーボ・データのバーストを含む。これらの放射状に配列された指定された組の円弧は、複数のスポークを形成し、それらは従来技術同様互いに角度を持って間隔が空けられている。サーボ・データの組３２は従って図示されるように８本のスポークを含む。他のサーボ・データの組３４，３６および３８もまた、各々８本のスポークを含む。１つの組に含まれる各スポークは互いに等角度の間隔で離されている。次にサーボ・データの各組は互いの組から等角度の間隔で離されている。

図示されている自動押印機１６は４組のサーボ・データを含み、各々のサーボ・データの組３２，３４，３６および３８に対して各組が８本のスポークを含んでいるが、典型的な自動押印機は先に説明したようにハードディスクのトラック密度に応じて、各組に対して数百本のその様なスポークを含むはずである。

全ての組３２，３４，３６および３８は同一のサーボ・データ・パターンを含むはずである。これに代わって、パターンのいくつか、例えば組３４および３８が異なるサーボ・データ・パターンを含む場合もある。従って組３２および３６のパターンがその様なパターンを使用するディスク・ドライブで採用され、一方組３４および３８のパターンはこれらのパターンを使用する異なる型式のディスク・ドライブで使用される。

各パターン毎に複数組のサーボ・データが存在することに留意されたい。

サーボ・データ・パターンの組の数は、各組の間で必要な最少角間隔によってのみ制限される。

自動押印機１６は図１に関連して先に説明した工程で使用され、全てのサーボ・データの組をハードディスク上に同時にエンコードする。次にハードディスクはスピンスタンドの上または製品ディスク・ドライブの中のいずれかに装着される。サーボ・データの組の１つが予め定められた基準に基づいて選択され、残りの組は消去されるか無視される。選択されたサーボ・データの組はまた、サーボ・データ自身の中に別の識別可能な印によって記録されたフラグをエンコードすることにより印が付けられる。

この基準はハードディスク・ドライブ型式を含み、これは適切なサーボ・データ・パターンを選択する装置と共に動作する。一次または二次基準はどの組が最低品質要求に合致するかまたはどの組が閾値を超える最大品質を有するかの決定を含む。サーボ・データを検査する際に使用される最も一般的な基準は、全ディスク上の全エラー個数、個別トラック上のエラー個数および連続したエラーの個数を検査することを含む。この基準はドライブ毎に変化する。ドライブによっては他に較べてより多くのエラーに耐えることができる。

１つの実施例において、検査機またはディスク・ドライブはそれぞれのサーボ・データ・パターンに対して基準に合致するまで検査を実施する。検査されたサーボ・データの第１組が基準に合致すると、後続の検査は終了される。選択されたサーボ・データの組には次にディスク・ドライブで読み取り可能な様式で印が付けられ、サーボ・データの残りの組は無視される。それらはデータが記録される際に上書きされる。

しかしながら選択されたサーボ・データの組に印をつける１つの方法は、他の全ての組を消去することを含む。印を付ける別の方法は、選択された組の中にフラグを書き込む。

本発明を自動押印機１６に関連して説明してきたが、本発明はハードディスク上にサーボ・データを記録する任意の方法で使用可能であり、これはマスク化技術を使用してディスク上にサーボ・データを印字する従来の方法並びにその他の方法を含む。

図４はサーボ・データをハードディスク上に印字するための写真印字技術を図示する。一対の電磁石５０１および５０３が磁気ディスク１０に近接して配置されており、ディスクがそれらの磁石の下で回転させられると、磁石からの磁場がディスクの磁気層５０８を同一方向に磁化させる。箱５０４の中に図示されるように、これらの磁石は最初その磁化を均一方向として、ディスクを「ＤＣ消去」するために用いられる。次に型板マスク（図示せず、しかしながら焦点を合わせられた光線５０３で表される）がディスク表面に適用される。型板の開口が書き込みを意図しているパターンに対応する。次に光源（図示せず）が型板を通してその光を露光領域５０３に焦点を合わせるようにディスクを照らす。これは型板で露光された領域５０６のみを加熱する。この熱は磁気層５０８の保磁力を減少させる。この時点で、これらの電磁石に電源が入れられるがそれらの磁場の向きは初期ＤＣ消去ステップとは反対方向に向けられている。しかしながらこの時、それらはより低い磁場レベルを生成するように操作される。これはより低い保磁力を有する加熱領域５０６のみに対して、それらの磁化方向が磁石５０１および５０２から逆方向の磁場に整列するように切り替えさせる。この結果ディスク磁化のパターン５０５が型板パターンを複写する。

その一般性を制限することなく、本発明は等角度で間隔を置かれた組の中に配列された任意の形式のサーボ・データ・パターンを包含する。その様な複数の組が、各々の組が等角度で他と間隔を置いてほぼ全ディスク表面をサーボ・データの組で覆うまで記録される。各々の組は同一サーボ・データ・パターンを含んでいても良い。これに代わって、サブセットが代わりのパターンを含む場合もある。これは同一ディスクを異なるサーボ・データ・パターンを採用する、多数の異なるディスク・ドライブ型式で採用することを可能とする。

通常の技量を有する当業者は、本発明の機能を添付の特許請求項で請求されている本発明の範囲から逸脱することなく変更することが可能であろう。

図１は磁気ハードディスク上のサーボ・データの円弧状スポーク・パターンの図である。 図２は磁気マークをディスク上に高透磁率自動押印機を用いて記録するための方法を図示する。 図３は４つの組のサーボ・データでエンコードされた自動押印機を図示する。 図４はマスクを使用した、ハードディスク上へのサーボ・データ写真印字方法を図示する。

Claims (22)

1. サーボ情報を磁気ハードディスク上に記録するための方法であって：
   サーボ・パターンの複数の組をハードディスク上に記録し；
   予め定められた基準に合致する組の１つを決定し；
   その様な決定に基づき、その組をディスク・ドライブ・サーボ用に使用する、以上を含む前記方法。
2. 請求項１記載の方法において、前記記録するステップがサーボ・パターンをディスク上に印字することを含む、前記方法。
3. 請求項２記載の方法において、前記印字するステップが自動押印機またはマスクからなるグループから選択された道具を使用することを含む、前記方法。
4. 請求項１記載の方法において、前記サーボ・パターンの複数の組が少なくとも２つの異なるパターンを有する前記組を含み、それらが少なくとも２つの異なるディスク・ドライブ型式で採用される、前記方法。
5. 請求項１記載の方法において、前記基準が最低品質基準に合致するサーボ・データの組を決定することを含む、前記方法。
6. 請求項１記載の方法において、前記基準が最低品質基準を最も大きく超えるサーボ・データの組を決定することを含む、前記方法。
7. 請求項１記載の方法が更に、サーボ・データの他の組を消去することを含む、前記方法。
8. ディスク・ドライブ・サーボ自動押印機であって：
   各々の組が他からある角度で間隔を置かれている、複数のサーボ・パターンの組を含む、前記自動押印機。
9. 請求項８記載の自動押印機において、各々の組が他の組と同一である、前記自動押印機。
10. 請求項８記載の自動押印機において、前記組の少なくとも１つのサブセットが他の組と異なるパターンを含み；此処でこの異なるパターンが異なるディスク・ドライブ型式で使用される、前記自動押印機。
11. サーボ情報を磁気ハードディスク上に記録するための装置であって：
    サーボ・パターンの複数の組をハードディスク上に記録するための手段と；
    予め定められた基準に合致する組の１つを決定するための手段と；
    その様な決定に基づき、その組をディスク・ドライブ・サーボ用に使用するための手段、とを含む前記装置。
12. 請求項１１記載の装置において、前記記録するための手段がサーボ・パターンをディスク上に印字するための手段を含む、前記装置。
13. 請求項１２記載の装置において、前記印字するための手段が自動押印機またはマスクからなるグループから選択された道具手段を含む、前記装置。
14. 請求項１１記載の装置において、前記サーボ・パターンの複数の組を記録するための手段が少なくとも２つの異なるパターンを記録するための手段を含み、それらが少なくとも２つの異なるディスク・ドライブ型式で採用される、前記装置。
15. 請求項１１記載の装置において、予め定められた基準を決定するための手段が、最低品質基準に合致するサーボ・データの組を決定するための手段を含む、前記装置。
16. 請求項１１記載の装置において、予め定められた基準を決定するための手段が、最低品質基準を最も大きく超えるサーボ・データの組を決定するための手段を含む、前記装置。
17. 請求項１１記載の装置が更に、サーボ・データの他の組を消去するための手段を含む、前記装置。
18. サーボ情報を磁気ハードディスク上に記録するための方法であって、サーボ・データの複数の組を記録し、その内の１つのみがハードディスク・ドライブで使用される、前記方法。
19. 請求項１８記載の方法において、いくつかの組が他の組と異なるパターンを含み、これにより同一ハードディスクが複数のディスク・ドライブ型式で使用できるようにしている、前記方法。
20. ディスク・ドライブ・サーボ写真印字マスクであって：
    サーボ・パターンの複数の組を含み、各々の組が他の組から或る角度で離されている、前記写真印字マスク。
21. 請求項２０記載の写真印字マスクにおいて、各々の組が他の組と同一である、前記写真印字マスク。
22. 請求項２０記載の写真印字マスクにおいて、前記組の少なくとも１つのサブセットが他の組と異なるパターンを含み；此処でその異なるパターンが異なるディスク・ドライブ型式で使用できる、前記写真印字マスク。

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