JP2009009624A - サーボパターン形成方法および磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】セルフサーボライト用の初期パターン形成時に、ＶＣＭバイアス電流のダイナミックレンジが不足する。また、温度変化に起因するＶＣＭ，クラッシュストップの特性変化により印加電流とヘッド位置の関係の再現性が確保できなくなる。
【解決手段】ヘッド支持機構をクラッシュストップに押し付けて、記録素子２０３ａによりバーストパターンを含むパターンブロックで構成されるクラスターパターン１０４を記録し、再生素子２０３ｂを前記クラスターパターン１０４の内周側のエッジに位置決めした状態、外周側のエッジに位置決めした状態、およびクラスターパターンに含まれる内の２つのバーストパターン１０２の中心に位置決めした状態のそれぞれの位置で、新たにパターンブロックを記録することによって、段階的にクラスターパターンの幅を広げて伝播動作に使用する初期サーボパターンを形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁気ディスク装置に関するものであり、特に、外部のアクチュエータ，クロックヘッドを用いずにサーボ信号を記録するセルフサーボライトに関する。

磁気ディスク装置ではヘッドの位置検出のための信号を１周あたり数十個ないしは百個以上、かつ半径方向全域にわたって連続的に記録面に配置している（以降、サーボパターンと称す）。このサーボパターンを記録する作業はサーボライトと呼ばれ、一般に磁気ディスク装置の生産工程の中で実施される。サーボライトを実施する形態の１つに、磁気ディスク装置が自身で記録したパターンを再生することにより、ヘッドの位置決めとタイミング制御をおこなってサーボパターンを記録するセルフサーボライトという方法がある。

セルフサーボライトでは、自身で記録したパターンを読んで位置決めしながら新しいトラックを記録してパターンを広げる動作（自己伝播動作と称する）を繰り返し行う。このため、ある段階でヘッドの記録素子で形成したパターンを後で再生素子が読むことができるように、記録素子と再生素子は半径方向にオフセットしてヘッドのスライダ面に配置される。

しかしながら、セルフサーボライトの最初の段階では、ディスクの記録面には何も記録されていないため、そのままでは記録素子でディスクに書き込んだパターンを再生素子で読むことができない。このため、自己伝播動作を開始する前の段階で、何らかの方法により自己伝播動作を実施できるようなパターン（以降、初期パターンと称す）を形成することが必要である。自己伝播動作は、再生したパターンを基にヘッドの半径方向の位置決め制御を実施することから、初期パターンは再生することによって半径方向の位置検出ができ、かつ、パターンの形成範囲が再生素子と記録素子の両方をカバーするのに十分なだけ広い範囲にわたって（一般には数トラック分）連続的に形成されていることが必要である。

このようなパターンを記録するために、特許文献１には、セルフサーボライトを開始する段階で、ヘッドを支持するアクチュエータに一定方向のバイアス電流を印加して内周クラッシュストップに強く押し付けてヘッドの位置を保持し、この状態でアクチュエータに印加する電流を少しずつ減少させることによって、ヘッドを外周方向に少しずつ移動させながらパターンを記録する方法が開示されている。この方法によれば、アクチュエータへのバイアス電流による押し付けとクラッシュストップの弾性変形を利用して、再生信号が読み取れない段階でも半径方向に広がったパターンを記録することができる。

特開２００４−１８５６８２号公報

前述した、バイアス電流の大きさを調整して初期パターンを書くためのヘッドの微細送りを行う方法は、記録するサーボパターンのトラックピッチに対してアクチュエータを駆動するドライバ回路の出力分解能、ダイナミックレンジが十分確保できることを前提としている。しかしながら、近年の記録密度の高い磁気ディスク装置では、トラック１本の幅が２００ｎｍ以下という水準まで小さくなっているため、今後もトラック密度が向上することを考えると、前述したようなバイアス電流の大きさを調整する方法ではドライバ回路の分解能が不足する問題が生じる可能性がある。また、温度変化などに起因するバイアス力の変化、クラッシュストップの特性変化により印加電流とヘッド位置の関係の再現性が確保できない等の問題が生じる可能性もある。
本発明の目的は、アクチュエータを駆動するドライバ回路の出力分解能、ダイナミックレンジの制約を受けにくいセルフサーボライトの初期サーボパターン形成方法を提供することである。
本発明の他の目的は、再生素子で読み取った再生波形を基にしたフィードバック動作でセルフサーボライトを実現する磁気ディスク装置を提供することである。

本発明の特徴は、セルフサーボライトの初期サーボパターンを形成する段階で、一定のバイアス電流を印加することで磁気ヘッドの位置を保持するのではなく、再生素子で読み取った再生波形を基にしたフィードバック動作でアクチュエータに印加する電流を動的に調整することで、磁気ヘッドと磁気ディスクに記録されたパターンとの相対位置を保持するものである。これにより、アクチュエータを駆動するドライバ回路の出力分解能、ダイナミックレンジの制約を受けずに、セルフサーボライトの初期サーボパターンを形成する。

初期パターンの形成方法は、具体的には、記録素子に対して内周側にオフセットしている再生素子を有する磁気ヘッドを用いて、ヘッド支持機構をクラッシュストップに押し付けて初期サーボパターンを形成する段階で、記録素子によりバーストパターンを含むパターンブロックで構成されるクラスターパターンを記録し、再生素子を前記クラスターパターンの内周側のエッジに位置決めした状態、外周側のエッジに位置決めした状態、およびクラスターパターンに含まれる内の２つのバーストパターンの中心に位置決めした状態のそれぞれの位置で、新たにパターンブロックを記録することによって、前記クラスターパターンよりパターンブロックの数が１つ多いクラスターパターンを記録し、以降順次位置決めに使用するクラスターパターンを新しく記録したクラスターパターンに変更してクラスターパターンの記録動作を繰り返すことにより、段階的にクラスターパターンの幅を広げて伝播動作に使用する初期サーボパターンを形成するものである。

また、磁気ディスク装置は、磁気ディスクと、記録素子に対して内周側にオフセットしている再生素子を有する磁気ヘッドと、磁気ヘッドの磁気ディスクに対する位置決め動作及び磁気ヘッドの記録再生動作を制御する制御回路とを有し、制御回路の制御により、ヘッド支持機構をクラッシュストップに押し付けて磁気ディスクに初期サーボパターンを形成する段階で、記録素子によりバーストパターンを含むパターンブロックで構成されるクラスターパターンを記録し、再生素子を前記クラスターパターンの内周側のエッジに位置決めした状態、外周側のエッジに位置決めした状態、およびクラスターパターンに含まれる内の２つのバーストパターンの中心に位置決めした状態のそれぞれの位置で、新たにパターンブロックを記録することによって、前記クラスターパターンよりパターンブロックの数が１つ多いクラスターパターンを記録し、以降順次位置決めに使用するクラスターパターンを新しく記録したクラスターパターンに変更してクラスターパターンの記録動作を繰り返すことにより、段階的にクラスターパターンの幅を広げて伝播動作に使用する初期サーボパターンを形成する。

本発明によれば、アクチュエータを駆動するドライバ回路の出力分解能、ダイナミックレンジの制約を受けにくいセルフサーボライトの初期サーボパターン形成方法を提供することができる。
また、再生素子で読み取った再生波形を基にしたフィードバック動作でセルフサーボライトを実現する磁気ディスク装置を提供することができる。

以下に本発明の実施例による磁気ディスク装置およびサーボパターン形成方法について説明する。
図２Ａは本発明の実施例による磁気ディスク装置の構成要素を示す鳥瞰図である。図２Ａでは構成要素が見やすいようにカバーを取り除いた状態を示してある。磁気ディスク装置２００は、筐体２０１に、情報を記憶する媒体である磁気ディスク２０２と、媒体の信号を記録再生する磁気ヘッド２０３を備える。磁気ディスク２０２はスピンドルモータの回転軸２１１に装着されて回転される。磁気ヘッド２０３は、図１に示すように記録素子２０３ａと再生素子２０３ｂをスライダ２０３ｃに備え、回転する磁気ディスクに対向して飛行する。図２Ａに戻り、磁気ヘッド２０３はヘッド支持機構２０４を介してピボット２０５を中心とした回転運動が可能な形でアクチュエータ２０６に支持される。アクチュエータ２０６は、ボイスコイルモータ（以降ＶＣＭと記す）で構成され、コイルに流す電流に応じた回転力を発生し、その可動範囲は弾性体で構成された内周クラッシュストップ２０７と外周クラッシュストップ２０８によって制限される。この可動範囲は磁気ディスク２０２に情報を記録する範囲が全てカバーされる程度に十分大きく設定され、磁気ヘッド２０３は回転する磁気ディスク２０２への記録再生を行う任意の半径位置に移動される。磁気ヘッド２０３はプリアンプ２０９により駆動されて記録再生動作を実施する。記録再生動作を行わない時、磁気ヘッド２０３は磁気ディスク２０２の外側に位置するランプ機構２１０に待避し、ディスク面から離れた状態で保持される。

このように構成された磁気ディスク装置において、磁気ヘッドで磁気ディスクにデータを記録再生する動作を実現するための制御回路の機能について図２Ｂを用いて説明する。図２Ｂは磁気ディスク装置の動作を司る制御回路２３０の機能ブロックを示す図である。制御回路２３０は回路基板２３２上に実装される。一般にこの回路基板２３２は図２Ａに示した筐体２０１の裏面に装着される。回路基板２３２にはマイクロプロセッサ２３６、信号処理回路２３４、ハードディスクコントローラ２４０、メモリ２３８、およびモータドライバＩＣ２４２が備えられている。

磁気ディスク装置２００の動作手順は、マイクロプロセッサ２３６で実行されるプログラムとして記述され、このプログラムはメモリ２３８内の領域に格納される。マイクロプロセッサ２３６は、信号処理回路２３４を介して磁気ディスク２０２に対する記録信号の生成、再生信号の復調を実施する。また一方、モータドライバＩＣ２４２を介してスピンドルモータの動作制御、ＶＣＭを駆動することによる磁気ヘッドの位置決め制御も実施する。ハードディスクコントローラ２４０は、マイクロプロセッサ２３６に対して信号処理回路２３４やモータドライバＩＣ２４２等の周辺機能へのアクセス、上位のホストコンピュータ（図示せず）とのアクセスを提供する。

次に、上記磁気ディスク装置が、自身が備える磁気ヘッドを用いて磁気ディスクにサーボ信号を書き込む、所謂セルフサーボライトを実施する際に、パターンの自己伝播動作を開始するために必要な初期サーボパターンの形成方法について説明する前に、まず、一般的なセルフサーボライトの手順を図１０を用いて説明する。磁気ディスクに何も記録されていない磁気ディスク装置に対して、スピンドルモータを起動する（Ｓ１００１）。続いて磁気ヘッドを磁気ディスク面にロードして、ＶＣＭに内周方向のバイアス電流を印加してヘッド支持機構をクラッシュストップに押し付けて、磁気ヘッドを最内周付近に保持する（Ｓ１００２）。次に、何も記録されていない磁気ディスク面にパターンを記録して自己伝播動作に必要となる初期サーボパターンを形成する（Ｓ１００３）。初期サーボパターンが形成されたら、内周から外周に向かって自己伝播動作を繰り返して行うことによって、磁気ディスクの記録面全体にサーボパターンを形成する（Ｓ１００４）。磁気ヘッドが外周まで到達して必要なトラック本数が形成されたら、磁気ヘッドを磁気ディスク上からアンロードする（Ｓ１００５）。磁気ヘッドの退避を確認したら、スピンドルモータを停止してサーボライト動作を終了する（Ｓ１００６）。

本発明の実施例による初期サーボパターン形成方法は、上記の一連の手順の中のスタートアップ動作（Ｓ１００３）に関する。その特徴は、スタートアップ動作の段階において、クラスターパターンと呼ぶサーボ情報とトリガ情報を持ち、半径方向に数ステップ分の幅で位相をそろえて書きつないだパターンを形成し、このクラスターパターンに位置決めしながら１ステップ分幅を広げた新しいクラスターパターンを順次記録していくことにより、再生素子と記録素子のオフセット分（以降、ＲＷオフセットと称す）よりも幅の広い自己伝播動作用の初期サーボパターンを形成することにある。

本発明の実施例による初期パターンを形成する動作について、図１から図７を用いて説明する。初期サーボパターンを形成する動作は、図２Ａにおいてヘッド支持機構２０４を内周クラッシュストップ２０７に押し付けた状態、すなわち磁気ヘッド２０３が磁気ディスク２０２の最内周領域２２０に位置する状態で実施する。

図１は図２Ａの最内周領域２２０に記録されたクラスターパターンの配置を、一部領域２２１において示す図である。クラスターパターンは１周にわたり数十から数百個のセクタから構成される。クラスターパターンのセクタ数はサーボライト動作で最終的に形成される製品用サーボパターンのセクタ数と必ずしも同じである必要はないが、本構成例では実装上の好ましい形態として、初期パターンのセクタ数は製品用サーボパターンのセクタの数と同じ数とした。図１は数百あるクラスターパターンのうち３セクタ分を示している。

クラスターパターンは内周側から１段、２段、と段数を増やしながら順次記録される。最初に第１のクラスターパターン１０４−１を記録したら、再生素子２０３ｂをこのクラスターパターン１０４−１上に位置決めして第２のクラスターパターン１０４−２を記録する。第２のクラスターパターンは第１のクラスターパターンからみてＲＷオフセット分だけ外周側に位置する。このとき再生素子２０３ｂをパターン中心から少しずらした２箇所で記録することにより、１段のクラスターパターンから２段のクラスターパターンを形成する。１つのパターンにトリガして記録するため、２段のクラスターパターンの位相の整合性は確保される。同様にして第２のクラスターパターン１０４−２に位置決めして第３のクラスターパターン１０４−３を記録、第３のクラスターパターン１０４−３に位置決めして第４のクラスターパターン１０４−４を記録する。順次クラスターパターンの段数を増やすことによってパターンの幅は広がり、図１の例では第４のクラスターパターンでＲＷオフセット分の幅をカバーできるパターンが形成される。これにより自己伝播動作の初期パターンとして使用することができる。

クラスターパターンの構成についてさらに図３と図４を用いて説明する。クラスターパターンは図３に示すサーボトリガブロックと呼ぶパターンブロックを組み合わせて構成される。サーボトリガブロック（以下、パターンブロックと称す）はサーボ情報部１０１とバースト１０２からなるサーボブロックとトリガブロック１０３から成る。サーボブロックとトリガブロックそれぞれのパターンを再生する時に信号処理回路２３４で行われる動作を３０１に示す。

サーボ情報部１０１は先頭に自動ゲイン調整（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ：以降ＡＧＣと記す）および波形位相検出のためのプリアンブル１０１ａとそれに続くサーボアドレスマーカ１０１ｂがあり、再生の際は波形の振幅が適切なレベルとなるようにＡＧＣ回路で増幅器のゲインを調整し、検出器の位相を波形に合わせるために使用される。その後ろにはトラックＩＤコード１０１ｃが設けられる。サーボ情報部１０１の後には、ヘッド半径位置を検出するためのバースト部１０２が配置されている。バーストパターンは円周方向に４つの区間１０２ａ（バーストＡ）、１０２ｂ（バーストＢ）、１０２ｃ（バーストＣ）、１０２ｄ（バーストＤ）に分けられており、それぞれの区間のバーストは記録素子２０３ａの幅を持ち、互いにディスク半径方向にオフセットして配置される。

トリガブロック１０３は、波形位相検出のためのトリガフィールド１０３ａとトリガマーカ１０３ｂから成る。信号処理回路２３４はトリガブロック１０３を再生することで、磁気ディスクに記録されたパターンの波形位相に正確に同期することができる。なお、本実施例ではトリガブロック１０３をサーボブロックの後ろに独立して配置したが、ハードディスクコントローラ２４０と信号処理回路２３４が対応していればこの順序は逆でもかまわないし、またパターン波形に同期する機能をサーボアドレスマーカ１０１ｂで共用することができるのであれば、サーボアドレスマーカ１０１ｂだけにしてトリガブロック１０３を省略することもできる。

図３に示したパターンブロックを組み合わせてクラスターパターンを形成する形態について図４を用いて説明する。図４は図１に示す第３クラスターパターン１０４−３のパターン例である。第３クラスターパターンは１段目のパターンブロック４０５−１、２段目のパターンブロック４０５−２、３段目のパターンブロック４０５−３を半径方向に所定の送りピッチ４０４だけずらして記録して形成される。サーボ情報部１０１とトリガブロック１０３は波形位相の整合性を確保して上書きされるが、バースト部１０２は１つのパターンブロックで記録する区間はバーストＡ、バーストＢ、バーストＣ、バーストＤのうち１つの区間だけとし、他の区間は上書きしない。記録する区間をそれぞれのパターンブロックを記録するときに切り替えることによって、図４に示したような階段状のパターンを形成する。記録する区間以外は上書きを実施しないため、バースト部に形成されるパターンの幅は記録素子２０３ａの幅となる。

第３のクラスターパターン１０４−３から第４のクラスターパターン１０４−４を記録する際には、内周エッジ４０１−１、バーストＡとバーストＢの中心４０１−２、バーストＢとバーストＣの中心４０１−３、外周エッジ４０１−４の４箇所に再生素子２０３ｂを位置決めして新たなパターンブロックを記録する。

再生素子２０３ｂが半径位置４０１−１、４０１−２、４０１−３、４０１−４にある時にパターンを再生したそれぞれの波形を４０２−１、４０２−２、４０２−３、４０２−４に示す。位置決め動作の詳細は後に述べるが、たとえばバーストＢとバーストＣの中心４０１−３に位置決めする場合を例とすると、マイクロプロセッサ２３６がバースト部の振幅４０３ｂと４０３ｃの差をもとにＶＣＭ２０６に流す電流を調整することによって行われる。

図４に示したクラスターパターンを順次形成して自己伝播動作用の初期サーボパターンを形成するまでの一連の手順を図５に示す。セルフサーボライト動作を開始すると、磁気ディスク装置２００は磁気ディスク２０２を回転させて、ＶＣＭ２０６に内周方向のバイアス電流を印加することにより、ヘッド支持機構２０４をクラッシュストップ２０７に押し付けて磁気ヘッド２０３を磁気ディスク上の最内周位置に保持する。この状態でまず第１のクラスターパターン１０４−１を磁気ディスク２０２の１周にわたり記録する（Ｓ５０１）。記録が完了したら、マイクロプロセッサ２３６のプログラム内で位置決めするクラスターパターン番号を保存する変数ｉ＿ｃｌｕｓｔｅｒに１をセットして（Ｓ５０２）、ＶＣＭバイアス電流を少しずつ減少させながら磁気ヘッド２０３を外周側にゆっくりと移動させる（Ｓ５０３）。この段階で、信号処理回路２３４をサーチモードでアクティブにしておき、再生素子２０３ｂが、記録したパターン上に来ての波形を読み取れるようになったら（Ｓ５０４）、内周側エッジへの位置決め動作に移行する（Ｓ５０５）。内周エッジに位置決めしたらプログラム内で記録するサーボトリガブロック番号を保存する変数ｉ＿ｌａｙｅｒに１をセットして（Ｓ５０６）、第１のクラスターパターンでトリガして第２のクラスターパターンの第１のパターンブロックを１周にわたり記録する（Ｓ５０７）。

記録が完了したら、ｉ＿ｌａｙｅｒを１つインクリメントし（Ｓ５０８）、ｉ＿ｌａｙｅｒとｉ＿ｃｌｕｓｅｔｅｒの大小を判定する（Ｓ５０９）。ｉ＿ｌａｙｅｒの方が小さい場合は２つのバーストの中心で位置決めし（Ｓ５１３）、ｉ＿ｌａｙｅｒ番目のサーボトリガブロックを記録する（Ｓ５１４）。

一方、ｉ＿ｌａｙｅｒの方が大きい場合は外周エッジに位置決めし（Ｓ５１０）、ｉ＿ｌａｙｅｒ番目のパターンブロックを記録する（Ｓ５１１）。記録が完了したら、形成したクラスターパターンが自己伝播動作を開始することが可能な程度に広がったどうか確認する（Ｓ５１２）。これは記録が完了した外周エッジの位置で新たに記録したクラスターパターンが読めるかどうか、読めるのであれば新たに記録したクラスターパターンから得られる位置情報を検出して、現在位置決めしているクラスターパターンとどの程度半径方向に重複しているか調べることによって確認できる。もし十分に重複しているようであれば、自己伝播動作のための初期パターンとして使用することができるので、形成動作を終了し、次のステップにすすむ。一方、重複の幅が十分でなければ、Ｓ５０３に戻って位置決めするターゲットを先ほど記録したクラスターパターンに変更して動作をＳ５０３からＳ５１４までの動作を繰り返して新たなクラスターパターンを記録する。

いま説明している段階では、Ｓ５０９においてｉ＿ｃｌｕｓｅｔｅｒは１でｉ＿ｌａｙｅｒは２なので、外周エッジに位置決めして第２のクラスターパターンの第１２のパターンブロックを記録する。記録が完了した時点では第１と第２のクラスターパターンは半径方向に重複しないのでＳ５０３に戻り、第２のクラスターパターン１０４−２に位置決めして第３のクラスターパターン１０４−３を記録する動作を行う。以降同様に新たなクラスターパターンを記録する動作を繰り返し、Ｓ５１２においてクラスターパターン間の重複が得られた時点で初期パターンの形成動作を完了する。

次に、図５中のＳ５０５、Ｓ５１０、Ｓ５１３で行うクラスターパターンへの位置決め動作について図６を用いて説明する。Ｓ５０５、Ｓ５１０で実施するエッジへの位置決め動作は波形振幅に目標値を与え、この目標値と現在の値との偏差をフィードバックすることによっておこなう。

図６（ａ）は第１のクラスターパターンを再生素子が通過したときに、パターンと再生素子の位置関係によって再生波形の振幅が変化する様子を示す図である。再生素子がパターンを再生した波形の振幅は、再生素子２０３ｂとパターンとの位置関係によって６０１のようなプロファイルとなる。しかし、クラスターパターンのように高々数トラック分の幅のパターンを再生する時は、エッジ部と中心部でＡＧＣ回路のゲインが変わるので、６０１のような再生波形振幅と再生位置の対応関係を得るには、ＡＧＣ回路のゲインを固定にしてバースト部の振幅を検出するか、ＡＧＣ回路が調整した後のゲインの逆数を波形振幅の代用として使用する。以降の説明ではＡＧＣ回路のゲインの逆数を使用すると想定する。

図６（ａ）中、６０１のような振幅プロファイルが得られる状態で、内周側エッジ６０２−１の位置に再生素子２０３ｂを位置決めする場合は、波形振幅の目標値を６０３−１に設定する。再生素子２０３ｂが目標位置からずれて６０２−２の位置にあれば、再生波形の振幅は６０３−２となり目標値６０３−１よりも大きくなる。セクタ毎に得られる波形振幅を監視し、振幅が大きい場合はＶＣＭ電流を大きくして再生素子２０３ｂを内周側に移動させる。一方、目標値よりも波形振幅が小さい場合はＶＣＭ電流を小さくして外周側に移動させる。これらの動作を継続して実施することにより、再生素子２０３ｂは内周側エッジ位置６０２−１に位置決めされる。

出力するＶＣＭ電流値の更新はセクタ毎に実施してもよいが、この段階ではヘッド支持機構２０４がクラッシュストップ２０７に接触しているために、セクタ間隔程度の時間範囲では磁気ヘッドの位置は大きく動かないので、更新周期は間引いても差し支えない。

外周側エッジに位置決めする際は、目標値からの偏差とＶＣＭ電流を変化させる極性は変わるが、上記と同様の動作により位置決めすることができる。図６（ａ）ではバーストが１つだけのパターンを例として示したが、重要なのは振幅プロファイルのエッジ部のスロープなので、複数のパターンブロックから成るクラスターパターンの場合でも基本的に同じ方法が適用できる。

一方、図５中のＳ５１３のように、２つのバーストパターンの中心に位置決めする場合について、図６（ｂ）を用いて説明する。一例として、バーストＡ（１０２ａ）とバーストＢ（１０２ｂ）の中心位置６０２−３に位置決めする動作を考える。２つのバーストパターンの中心に位置決めする場合、バーストＡの振幅とバーストＢの振幅の差分を監視し、差分が０となるようにＶＣＭ電流を調整する。再生素子２０３ｂが６０２−４の位置にある時のように、（バーストＡの振幅６０４−１）−（バーストＢの振幅６０４−２）が０より小さい場合は、ＶＣＭ電流を大きくすることで磁気ヘッドを内周側へ移動させ、逆の場合はＶＣＭ電流を小さくすることで磁気ヘッドを外周側に移動させて目標となる６０２−３位置に保持する。差分を監視するバーストを切り替えることにより、他の２つのバーストパターンの中心、たとえばバーストＢ（１０２ｂ）とバーストＣ（１０２ｃ）の中心位置６０２−５に位置決めすることもできる。

図５中のＳ５０７、Ｓ５１１、Ｓ５１４で行う、位置決めしているクラスターパターンでトリガして新たなクラスターパターンを記録する動作について図７を用いて説明する。図７は再生素子２０３ｂを第２のクラスターパターン１０４−２のバーストＡとバーストＢの中心７０２に位置決めした状態で、ＲＷオフセット７０４離れた位置に第３のクラスターパターン１０４−３のサーボトリガブロック７０１を記録する動作について、信号処理回路２３４およびマイクロプロセッサ２４０の動きを示す図である。再生素子２０３ｂがサーボ情報部１０１とバースト部１０２を通過している間、マイクロプロセッサ２４０はサーボ処理イネーブル信号７０５をアクティブとし、信号処理回路２３４が再生素子２０３ｂの位置に関する情報を復調する。再生素子２０３ｂがその後に続くトリガブロック１０３を通過している間、トリガ検出イネーブル信号７０６がアクティブとなり、トリガマーカ１０３ｂのサーチを行う。トリガマーカ１０３ｂに同期したら信号処理回路２３４はトリガ検出信号７０７を生成し、Ｗｒｉｔｅ動作の開始を待つ。予め設定したＷｒｉｔｅディレイ７０９が経過したら、信号処理回路２３４はプリアンプ２０９に送るＷｒｉｔｅ ＧＡＴＥ信号７０８をアクティブにしてＷｒｉｔｅ動作を開始する（Ｗｒｉｔｅ ＧＡＴＥ信号はＬｏｗレベルでアクティブ）。新たに記録するパターンブロックのバースト部は４つの区間のうち１つだけを選択するので、Ｗｒｉｔｅ ＧＡＴＥ信号７０８は選択されたバースト以外の区間ではＨｉｇｈレベルとなり、図示したような形となる。トリガブロック１０３を通過する時に記録されたパターンの位相に同期しているので、新たに記録するパターン７０１は隣接するパターンブロックとの波形位相整合性が保証される。

以上述べた一連の動作を実施することで、自己伝播動作のための初期パターンを形成することができる。しかしながら、よりトラックピッチ誤差の少ないサーボパターンを形成するためには、初期パターンの送りピッチも正確に管理することが求められる。

そこで初期パターンのピッチを管理する方法について図８と図９を用いてさらに説明する。図８は実際にクラスターパターンを記録した際に媒体に残る磁化の状態と、それを再生した時の再生波形の振幅の半径方向プロファイルを示す図である。先に述べた方法でクラスターパターンを形成すると、サーボ情報部１０１とトリガブロック１０３は上書きすることによって書きつないでいるので、上書きするときに記録素子２０３ａのサイドイレーズの影響でイレーズバンド８０５が残る。このようなパターンを再生すると、再生波形振幅のプロファイルは８０１のようになる。パターンを書きつないだ領域はイレーズバンド８０５の影響で８０４のように振幅が減少するのに対し、最後に記録した外周側のブロックは上書きされないため振幅は現象しない。このため、内周側のエッジ８０２−１と外周側のエッジ８０２−２で、パターンエッジと再生素子２０３ｂの相対位置を内周側と外周側で対称にしようとすると、目標とすべき波形振幅の大きさは内周側８０３−１、外周側８０３−２のように違いが生じる。この結果、均一なピッチで記録するためには、エッジの位置決めを実施するための波形振幅の目標値を内周側のエッジと外周側のエッジでそれぞれ異なる大きさに設定する必要がある。

内周と外周で波形振幅目標値に与える差はどの程度が適切であるかは、個々の磁気ヘッドの特性に依存するので、実際にセルフサーボライト動作のプロセスの中で、使用する磁気ヘッドでの記録再生を実施してみて、その結果を基に設定するのが好ましい。

そこで内周と外周で波形振幅目標値に与える差を調整する基本的な考え方について、図９を用いて説明する。図９は第３のクラスターパターン１０４−３におけるバースト振幅プロファイルを示す図である。波形振幅目標値に与える差が適切であるかどうかは第３のクラスターパターンを形成した段階で確認できる。

例えば予め与える波形振幅目標値の差が大きすぎる場合、外周側エッジで位置決めされる位置は内周側エッジよりパターン内部に入り込むことになる。この場合の例を図９（ａ）に示す。第３のクラスターパターン上でバーストＡ振幅とバーストＢ振幅が等しい位置９０２−１に再生素子を位置決めすることにより振幅値９０３−１が得られる。同様にバーストＢ振幅とバーストＣ振幅が等しい位置９０２−２における振幅値９０３−２を測定し、両者の差を比較すると、この場合は振幅値９０３−２の方が大きくなる。この９０３−１と９０３−２の振幅の差を測定することにより、与えた内周と外周の波形振幅目標値の差が適切な値より大きかったか小さかったかを判定することができる。

初期パターンを形成するプロセスの中で実施する場合は、予め与える初期値を用いて第３のクラスターパターンまでを形成して振幅値９０３−１と９０３−２を比較し、適切でない場合は、判定結果を基に内周と外周の波形振幅目標値の差を調整し、形成したクラスターパターンを消去して、再度クラスターパターンの記録を開始すればよい。

適切な波形振幅目標値の差がセットされれば、図９（ｂ）のように位置９０２−１と９０２−２における振幅値９０３−１と９０３−２は一致する。この条件で初期パターンの形成動作を継続することにより、均一なピッチのパターンを得ることができる。

以上、本発明の実施例による磁気ディスク装置におけるセルフサーボライト用の初期パターン形成動作について説明した。本実施例では、最初のパターンを記録した後のヘッド位置決めはすべて、記録されたパターンの波形振幅を使ったフィードバック動作で実施するので、従来のようにクラッシュストップに押し付けるバイアス電流をオープンループ制御で与える場合と比較して、ＶＣＭドライバに要求される分解能やダイナミックレンジの条件を緩和することができる。また、温度変化などに起因するＶＣＭ，クラッシュストップの特性変化やバイアス力の変化が存在しても安定な動作を提供することができる。さらに、本実施例による磁気ディスク装置のサーボライト動作を制御するための回路構成は、磁気ディスク装置の製品用の制御回路と共通しているため、安価なサーボライト手段を提供するのに寄与する。

実施例によるセルフサーボライトの初期パターンを示す図である。 実施例による磁気ディスク装置のカバーを外した状態での外観図である。 実施例による磁気ディスク装置の機能ブロック図である。 サーボトリガブロック（パターンブロック）のフォーマットを示す図である。 クラスターパターンのパターン配置と再生波形を示す図である。 実施例による初期パターンを形成する手順を示すフローチャートである。 クラスターパターンを再生するときの再生素子の半径位置と得られる波形振幅との関係を示す図である。 第２のクラスターパターンに位置決めしながら第３のクラスターパターンを記録する動作を示す図である。 クラスターパターンを再生するときの再生素子の半径位置と得られる波形振幅との関係を示す図である。 第３のクラスターパターンのバーストの重なり具合から、内周エッジと外周エッジの位置決め目標振幅を調整する概念を示す図である。 一般的なセルフサーボライト動作の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０１…サーボ情報部、
１０２…バースト部、
１０２ａ，１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ…バーストパターン、
１０３…トリガブロック、
１０４…クラスターパターン、
１０４−１…第１クラスターパターン、
１０４−２…第２クラスターパターン、
１０４−３…第３クラスターパターン、
１０４−４…第４クラスターパターン、
２００…磁気ディスク装置、
２０１…筐体、
２０２…磁気ディスク、
２０３…磁気ヘッド、
２０３ａ…再生素子、
２０３ｂ…記録素子、
２０４…ヘッド支持機構、
２０５…ピボット、
２０６…ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）、
２０７…内周クラッシュストップ、
２０８…内周クラッシュストップ、
２０９…プリアンプ、
２１０…ランプ機構、
２１１…回転軸、
２２０…最内周領域、
２３０…制御回路、
２３４…信号処理回路、
２３６…マイクロプロセッサ、
２３８…メモリ、
２４０…ハードディスクコントローラ、
２４２…モータドライバＩＣ、
４０５…パターンブロック、
４０５−１…１段目のパターンブロック、
４０５−２…２段目のパターンブロック、
４０５−３…３段目のパターンブロック、
７０７…トリガ検出信号、
７０９…Ｗｒｉｔｅディレイ、
７０８…Ｗｒｉｔｅ ＧＡＴＥ信号、
８０２−１…内周側のエッジ、
８０２−２…外周側のエッジ、
８０３−１…目標とすべき波形振幅の大きさ（内周側）、
８０３−２…目標とすべき波形振幅の大きさ（外周側）、
８０５…イレーズバンド、
９０２−１…バーストＡ振幅とバーストＢ振幅が等しい位置、
９０２−２…バーストＢ振幅とバーストＣ振幅が等しい位置。

Claims (15)

1. 情報を記憶する磁気ディスクと、
   前記磁気ディスクに情報を書き込むための記録素子と、該記録素子よりも前記磁気ディスクの内周側に位置し、当該磁気ディスクに記憶されている情報を読み取るための再生素子とを有する磁気ヘッドと、
   前記磁気ヘッドを支持するヘッド支持機構と、
   前記ヘッド支持機構を介して、前記磁気ヘッドを前記磁気ディスクの所定の半径位置に移動させるアクチュエータと、
   前記ヘッド支持機構の可動範囲を制限するクラッシュストップを備えた磁気ディスク装置でサーボパターンを形成する方法において、
   前記ヘッド支持機構を前記クラッシュストップに押し付けて初期サーボパターンを形成する段階で、前記記録素子によりバーストパターンを含むパターンブロックで構成されるクラスターパターンを記録し、前記再生素子を前記クラスターパターンの内周側のエッジに位置決めした状態、外周側のエッジに位置決めした状態、および該クラスターパターンに含まれる内の２つのバーストパターンの中心に位置決めした状態のそれぞれの位置で、新たにパターンブロックを記録することによって、前記クラスターパターンよりパターンブロックの数が１つ多いクラスターパターンを記録し、以降順次位置決めに使用するクラスターパターンを新しく記録したクラスターパターンに変更してクラスターパターンの記録動作を繰り返すことにより、段階的にクラスターパターンの幅を広げて伝播動作に使用する初期サーボパターンを形成することを特徴とするサーボパターン形成方法。
2. 前記再生素子の前記クラスターパターンへの位置決め動作は、再生波形振幅の目標値からの偏差をフィードバックすることによって行うことを特徴とする請求項１記載のサーボパターン形成方法。
3. 前記クラスターパターンのエッジ部に、前記再生素子を位置決めするときの再生波形振幅の目標値が、前記クラスターパターンの内周側のエッジと外周側のエッジで異なることを特徴とする請求項１記載のサーボパターン形成方法。
4. 前記クラスターパターンのエッジ部に、前記再生素子を位置決めするときの再生波形振幅の目標値を、３段以上のパターンブロックから構成されるクラスターパターンのバーストの重なり具合を測定した結果をもとに調整することを特徴とする請求項１記載のサーボパターン形成方法。
5. 前記初期サーボパターンの形成は、前記記録素子が新たなクラスターパターンの外周側のパターンブロックを記録したとき、前記再生素子が該クラスターパターンの内周側のパターンブロックを再生できるときに完了することを特徴とする請求項１記載サーボパターン形成方法。
6. 情報を記憶する磁気ディスクと、
   前記磁気ディスクに情報を書き込むための記録素子と、該記録素子よりも前記磁気ディスクの内周側に位置し、当該磁気ディスクに記憶されている情報を読み取るための再生素子とを有する磁気ヘッドと、
   前記磁気ヘッドを支持するヘッド支持機構と、
   前記ヘッド支持機構を介して、前記磁気ヘッドを前記磁気ディスクの所定の半径位置に移動させるアクチュエータと、
   前記ヘッド支持機構の可動範囲を制限するクラッシュストップとを備えた磁気ディスク装置でサーボパターンを形成する方法において、
   前記ヘッド支持機構を前記クラッシュストップに押し付けて前記磁気ヘッドを前記磁気ディスクの内周側に位置決めし、再生波形振幅を検出するためのバーストパターンを含むパターンブロックで構成される第１クラスターパターンを記録する第１ステップと、
   前記磁気ヘッドを前記ディスクの外周方向に移動して、前記再生素子を前記第１クラスターパターンの内周側のエッジに位置決めした状態で第２クラスターパターンの１段目のパターンブロックを記録し、前記第１クラスターパターンの外周側のエッジに位置決めした状態で第２クラスターパターンの２段目のパターンブロックを記録する第２ステップと、
   前記磁気ヘッドを前記ディスクの外周方向にさらに移動して、前記再生素子を前記第２クラスタパターンの内周側のエッジに位置決めした状態で第３クラスターパターンの１段目のパターンブロックを記録し、前記第２クラスターパターンの２つのバーストパターンの中心に位置決めした状態で第３クラスターパターンの２段目のパターンブロックを記録し、前記第２クラスターパターンの外周側のエッジに位置決めした状態で第３クラスターパターンの３段目のパターンブロックを記録する第３ステップと、を有し、
   前記第３ステップを繰り返すことにより、段階的にクラスターパターンの幅を広げて、伝播動作に使用する初期サーボパターンを形成することを特徴とするサーボパターン形成方法。
7. 前記再生素子の前記クラスターパターンへの位置決め動作は、波形振幅の目標値からの偏差をフィードバックすることによって行うことを特徴とする請求項６記載のサーボパターン形成方法。
8. 前記クラスターパターンのエッジ部に、前記再生素子を位置決めするときの波形振幅の目標値が、前記クラスターパターンの内周側のエッジと外周側のエッジで異なることを特徴とする請求項６記載のサーボパターン形成方法。
9. 前記クラスターパターンのエッジ部に、前記再生素子を位置決めするときの波形振幅の目標値を、３段以上のパターンブロックから構成されるクラスターパターンのバーストの重なり具合を測定した結果をもとに調整することを特徴とする請求項６記載のサーボパターン形成方法。
10. 前記初期サーボパターンの形成は、前記記録素子が新たなクラスターパターンの外周側のパターンブロックを記録したとき、前記再生素子が該クラスターパターンの内周側のパターンブロックを再生できるときに完了することを特徴とする請求項６記載サーボパターン形成方法。
11. 情報を記憶する磁気ディスクと、
    前記磁気ディスクに情報を書き込むための記録素子と、該記録素子よりも前記磁気ディスクの内周側に位置し、当該磁気ディスクに記憶されている情報を読み取るための再生素子とを有する磁気ヘッドと、
    前記磁気ヘッドを支持するヘッド支持機構と、
    前記ヘッド支持機構を介して、前記磁気ヘッドを前記磁気ディスクの所定の半径位置に移動させるアクチュエータと、
    前記支持機構の可動範囲を制限するクラッシュストップと、
    前記アクチュエータの動作と、前記磁気ヘッドの記録再生動作を制御する制御回路と、を備えた磁気ディスク装置において、
    前記制御回路の制御により、前記ヘッド支持機構を前記クラッシュストップに押し付けて前記磁気ディスクに初期サーボパターンを形成する段階で、前記記録素子によりバーストパターンを含むパターンブロックで構成されるクラスターパターンを記録し、前記再生素子を前記クラスターパターンの内周側のエッジに位置決めした状態、外周側のエッジに位置決めした状態、およびクラスターパターンに含まれる内の２つのバーストパターンの中心に位置決めした状態のそれぞれの位置で、新たにパターンブロックを記録することによって、前記クラスターパターンよりパターンブロックの数が１つ多いクラスターパターンを記録し、以降順次位置決めに使用するクラスターパターンを新しく記録したクラスターパターンに変更してクラスターパターンの記録動作を繰り返すことにより、段階的にクラスターパターンの幅を広げて伝播動作に使用する初期サーボパターンを形成することを特徴とする磁気ディスク装置。
12. 前記再生素子の前記クラスターパターンへの位置決め動作は、再生波形振幅の目標値からの偏差をフィードバックすることによって行うことを特徴とする請求項１１記載の磁気ディスク装置。
13. 前記クラスターパターンのエッジ部に、前記再生素子を位置決めするときの再生波形振幅の目標値が、前記クラスターパターンの内周側のエッジと外周側のエッジで異なることを特徴とする請求項１１記載の磁気ディスク装置。
14. 前記クラスターパターンのエッジ部に、前記再生素子を位置決めするときの波形振幅の目標値を、３段以上のパターンブロックから構成されるクラスターパターンのバーストの重なり具合を測定した結果をもとに調整することを特徴とする請求項１１記載の磁気ディスク装置。
15. 前記初期サーボパターンの形成は、前記記録素子が新たなクラスターパターンの外周側のパターンブロックを記録したとき、前記再生素子が該クラスターパターンの内周側のパターンブロックを再生できるときに完了することを特徴とする請求項１１記載の磁気ディスク装置。

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