JP2009526339A - 位置誤差信号を生成する方法、データトラックを書き込む方法、並びに、ヘッドを検査するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
【解決手段】
ディスク（１）のデータトラックに対する読取り／書込みヘッドの所望の径方向位置に関する位置誤差信号を生成する方法が開示される。当該方法において、トラックは、当該トラック（１０１）のための複数のサーボ零位を形成する複数のサーボバーストを有し、サーボ零位は、トラックに対する４つを超える異なる径方向位置にサーボ零位が存在するように位置決めされ、サーボ零位は、トラック（１０１）との既知の位置関係を有する螺旋などの所定の軌跡を形成し、軌跡はトラック（１０１）の径方向範囲にわたって延びる。また、読取り／書込みヘッドを検査するための方法が開示される。
【選択図】図３

Description

本発明は、位置誤差信号を生成する方法、データトラックを書き込む方法、並びに、ヘッドを検査するための方法および装置に関する。

実施形態において、本発明は、一般に、当該技術分野において“スピンスタンド”として広く知られるようなヘッド媒体検査装置に関する。

スピンスタンドは、当初、ディスクドライブの様々な構成要素、例えばヘッド、ディスク、および、チャンネルの性能を評価して最適化できるようにするための研究および開発において用いるツールとして当該技術分野において開発された。現在、ディスクドライブ製造分野において、スピンスタンドを使用して、製造されたそれぞれの読取り／書込みヘッドまたはディスクをそれがディスクドライブユニットへ組み立てられる前に検査することも一般的である。

当該技術分野において知られる典型的な検査装置は、検査中のヘッドによって読み書きできるディスクが装着されるモータ駆動のスピンドルと、検査中のヘッドを支持し、ディスク回転時にディスク上にわたってヘッドを“動かす（ｆｌｙｉｎｇ）”ための支持アセンブリとを備えている。また、検査装置は、ヘッドをディスク上にわたって位置決めできるようにする構造も備えている。これは、一般に、ディスクの表面上の任意の場所にヘッドを位置決めするためのＸ−Ｙ位置決めステージなどの粗い位置決め装置を備えている。

粗い位置決め装置は、ヘッドを大まかにディスク上の検査トラックの領域内に位置決めするために使用される。一般に、圧電素子アクチュエータまたは同様のマイクロアクチュエータなどの細かい位置決め装置もヘッドの細かい位置決めのために設けられる。細かい位置決め装置は、トラックの中心上のヘッドを見つけて場所を特定し、その後、トラック中心から僅かな増分にわたってヘッドを“マイクロジョグ（ｍｉｃｒｏｊｏｇ）”するために使用される。

検査を行なう際には、最初にヘッドがトラックの中心上に位置決めされ、その後、トラック上またはトラックを横切る様々な径方向位置にヘッドを位置決めするために細かい位置決め装置が使用される。検査データは、トラックに書き込まれ、その後、ヘッドの様々な径方向オフセット位置におけるヘッドにより読み戻される。一般に、読取り値は、ノイズを排除するために、各オフセットでディスクの数回転にわたって取得されなければならない。このようにして、例えばいわゆるビット誤り率（ＢＥＲ）バスタブ、トラック圧搾（ｔｒａｃｋ ｓｑｕｅｅｚｅ）、トラックセンター（ｔｒａｃｋ ｃｅｎｔｒｅ）、読取り／書込みオフセットなどを含む一連の検査が行なわれてもよい。

通常、細かい位置決め装置は、細かい位置決め装置に対して入力される所望位置（いわゆる“指示位置（ｃｏｍｍａｎｄｅｄ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）”）と細かい位置決め装置によって得られる実際の位置との間の誤差を決定するための高精度の内部センサを有している。この誤差項目は、任意の誤差を減少させ或いは除去し、より正確な位置決めを達成するために、細かい位置決め装置のための制御ループへとフィードバックすることができる。しかしながら、細かい位置決め装置がこのフィードバック制御を有しているにもかかわらず、このようなシステムには、所望の或いは指示されたヘッドオフセットと実際のヘッドオフセットとの間に発生した誤差を直接に決定する方法がない。このことは、トラック中心に対して様々なオフセットでヘッドを位置決めすることが事実上開ループであることを意味する。実際に、これは望ましくない。なぜなら、様々なノイズ源からのノイズ、特に熱ドリフトからのノイズが、細かい位置決め装置の内部センサが“見る”ことができない態様で、従って、システムが補償できない態様でシステムに影響を与える可能性があり、それにより、所望のオフセットを得る際および所望のオフセットを維持する際に誤差がもたらされるからである。

これに対処するため、従来技術では、ディスク上のサーボトラックを使用して、ディスク上におけるヘッドの絶対位置を決定できるようにすることが提案されている。この方式では、検査トラックが２つのタイプのデータを備えている。データの第１の組は、一般にセクタ分けされたサーボトラックの形態で配置されるサーボバーストの形態を成している。当該技術分野において一般的に知られるように、これらのサーボバーストは、事実上、ディスク上における検査トラックの位置を形成し、また、位置誤差信号（ＰＥＳ）に関してトラックに対するヘッドの位置を定めるためにヘッドにより使用される。サーボバーストは、ディスクが検査装置に装着される前にディスクに対して予め書き込まれてもよい。より一般的にはディスクが検査装置内に最初に装着される際に、ディスク初期化プロセスの一部として、サーボバーストがヘッドにより書き込まれる。サーボトラックがどのように書き込まれるかにかかわらず、その後、複数のヘッド（一般的には、数百または数千のヘッド）の検査のために同じサーボトラクが使用されることが多い。

データの第２の組は、セクタ分けされたサーボトラックのサーボバーストとインタリーブされて書き込まれる検査データである。このデータは、個々のヘッドの読取り／書込み性能を測定できるように、装置内で検査される各ヘッドにより新たに書き込まれて読み戻される。

サーボバーストから得られるＰＥＳは、最終的に、サーボコントローラへフィードバックされ、例えば熱ドリフトに起因するヘッドの指示位置における任意の誤差を減少させる際に使用される。

例えば、ＵＳ−Ｂ−６０２３１４５およびＵＳ−Ｂ−６５３８８３８はいずれも、一般に、ヘッド媒体検査装置においてこの形式のサーボ方式を使用する構成を開示している。

これらの方式において、サーボトラックの構成およびサーボトラックからの位置誤差信号の生成は、本質的には、ヘッドディスクアセンブリの最終用途で、ヘッド位置決めシステムが動作する態様に類似している。しかしながら、後述するように、このシステムは、多くの理由により、ヘッド検査装置での使用に適さない。

図１Ａは、典型的な従来技術の直交振幅変調サーボバーストフレーム２を有するトラック１を示している（通常は円形で且つディスクと同心のトラック１は、ここでは、簡単のため、直線状になるように示されている）。サーボバーストフレーム２は、サーボバーストとして知られる４つの一連の周期的な磁気転移、すなわち、Ａ−バースト、Ｂ−バースト、Ｃ−バースト、Ｄ−バ−スト３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄをそれぞれ有している。各サーボバースト３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、トラック径方向間隔の半分で繰り返すようにサーボフレーム２内に書き込まれ、また、各サーボバーストは、他のサーボバーストとは異なる径方向オフセットを有している。一般に、トラック１の周囲には約２５０個のサーボフレーム２が存在し得る。一般に、トラック１の周囲の各サーボフレーム２は固有のトラックアドレス（図示せず）を更に含み、このトラックアドレスはデジタル的にデコードされてサーボフレーム２の粗い位置を与えることができる。

読取り／書込みヘッド４（図１Ａでは、トラック中心線５上に示されている）がトラック１を週方向に横切ってサーボバーストフレーム２渡るように動かされると、各サーボバースト３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが、ヘッドによって順に検出され、ヘッド４がそれぞれのバースト３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと径方向に重なり合う度合いに比例する強度を有する信号を生じる。図１Ｂは、直交振幅変調（ＱＡＭ）位置誤差信号（ＰＥＳ）がこれらの４つの信号からどのように得られるのかを示している。２つのトレース、すなわち、（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）に等しく、ＡおよびＢバースト３ａ，ｂから得られる第１の信号６と、（Ｃ−Ｄ）／（Ｃ＋Ｄ）に等しく、ＣおよびＤバースト３ｃ，ｄから得られる第２の信号７とが得られる。

図１Ｂに示されるように、信号６，７は、トラック１の各四分区間Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４で準線形な、トラック１に対するヘッド４の径方向位置の測度を与える基準電圧を示す。復調プロセスの一環として、選択されるバーストの対３ａ，ｂおよび３ｃ，ｄは、ヘッドが位置付けられる四分区間において最も線形な信号６および７を与える対である（すなわち、Ｑ１に関してはＣおよびＤ、Ｑ２に関してはＡおよびＢなど）。従って、ヘッド４においては、いずれの四分区間Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４内にそれがあるとしても、十分に準線形なＰＥＳが生成される。それにもかかわらず、各四分区間Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４においても、補正されなければシステム内へ誤差をもたらすある程度の線形性誤差が存在する。

これに加えて、サーボ方式は、ゲイン誤差によって影響されるおそれがある。これは、一般に、検査中のヘッドの読取り素子の幅が異なることによって引き起こされる。読取り素子の幅は、製造公差に起因して最大２０％まで異なる場合がある。このように幅が異なることによって、異なるヘッドを用いて所定のサーボバーストを検出する際に、僅かに異なる信号が生成され、従って、ゲイン誤差をもたらす。図１Ｂに示される第１の信号の２つのトレース６ａ，６ｂは、図１Ａに示される、異なる幅４ａ，４ｂのヘッド読取り素子に対応しており、ゲイン誤差の影響を示している（実線および破線でそれぞれ描かれている）。

Ａ＝ＢまたはＣ＝Ｄ、すなわち、Ａ−バーストおよびＢ−バーストから検出される信号またはＣ−バーストおよびＤ−バーストから検出される信号が同一となるような、トラックに対するヘッドの位置が存在することは言うまでもない。この位置において、ヘッドのゲインおよび線形性は、サーボバーストから得られる信号の精度に影響を与えない。Ａ＝ＢまたはＣ＝Ｄとなるこの位置は“サーボ零位（ｓｅｒｖｏ ｎｕｌｌ）”８と呼ばれる。図１Ｂから分かるように、各四分区間Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４において、信号は、大まかに、サーボ零位８及びサーボ零位８に近い位置で最も線形であり、サーボ零位８から最も遠く離れた位置で最も線形性が低い。

なお、例えば振幅変調サーボバーストおよび位相変調サーボバーストを含む他のサーボバースト構成が可能であることに留意されたい。これらの全ては、非線形性誤差およびゲイン誤差によって引き起こされる同じ基本的問題を伴う。

線形性およびゲインの誤差は、最終用途のディスクシステムにおいてはそれほど問題ではない。なぜなら、ヘッドは一般的に、通常零位置に一致するトラック中心線を辿るだけで済むからである。しかしながら、前述したように、ヘッド検査においては、トラックのいたるところにある多くの点でヘッドオフセットを得て、ディスクの数回転にわたってこれらのオフセットを維持することが望ましい。従って、ヘッド検査の際は、トラックにわたる全ての径方向位置において、ＰＥＳの線形性、精度および再現性が高いことが望ましい。また、閉ループサーボコントローラに対してフィードバックされるＰＥＳの線形性およびゲインの誤差は、コントローラの性能および安定性に悪影響を及ぼす。また、最終用途ディスクシステムにおけるヘッドスキューに起因して、線形性およびゲインの誤差は、最適な零を辿ることができない。従って、使用前にサーボトラックに対するヘッドの線形性およびゲインの特徴を明らかにするためには、長い時間を要する。これは、被検査部品の高スループットが必要とされるヘッド／ディスク検査システムでは許容できない。

従来技術のサーボトラック構成特有の、上述の問題をある程度まで緩和するため、従来技術は、検査前にサーボトラックに対する各ヘッドの特徴を明らかにすることを提案している。これは、概略的には、トラック中心を見つけ、その後、トラックの幅を横切るようにヘッドをマイクロジョグし、ヘッドの線形性およびゲインを較正して誤差がシステムへ導入されるのを回避することによって行なわれる。しかしながら、この特徴を明らかにするプロセスは、検査媒体上のサーボトラックに対して、検査中の各ヘッドの特徴を明らかにするために要する時間に起因して、製造検査環境では実用的ではない。

ＵＳ−Ｂ−６０２３１４５は僅かに異なるサーボ方式を教示する。この方法において、ヘッドは、最初に、参照値を得るため、マイクロポジショナの内部センサを使用して指示位置へと動かされる。この指示位置では、サーボバーストがヘッドにより読み取られ、また、ディスクの数回転にわたって取得され且つメモリに記憶された読取り値から、位置誤差項目が決定される。この位置誤差項目は、その後、熱ドリフトの存在下であっても所望の位置でヘッドをロックできるようにするため、コントローラのための参照値として使用される。しかしながら、この方法は、適切な参照値を与えるべく十分正確に位置誤差項目を計算するためにはディスクを多く回転させなければならないという欠点を有する。これにより、この方法は、せいぜい、ディスクが多くの回転する際にヘッドを同じ径方向位置に保つことがより可能であり、それにより、位置誤差項目を正確に決定するために十分な時間が得られる、研究および開発実験室での使用だけに適したものとなる。一方、製造環境では、一連の検査全体がヘッドに対して行なわれることが多い。これは、マイクロトラックプロファイル、ＢＥＲバスタブなどを生成するために、ヘッドがトラックにわたって繰り返しマイクロジョグされることを要する。そのため、マイクロジョグされた位置のそれぞれにおける較正プロセスに長い時間がかかり、非常に遅くなる。製造環境においては、これが被検ユニットのスループットに直接影響し、従って製造コストに直接影響するため、検査速度が特に重要である。これらの理由により、ＵＳ−Ｂ−６０２３１４５の方法は、製造検査においてこれらの検査を行なうのに適さない。

従来技術に伴う前述した問題に加えて、ディスクドライブ技術においては、一般的にヘッドおよびトラックの幅を減少させる傾向にある。前述した問題は、この傾向が続くにつれて深刻となる。

これらの理由により、ディスクサーボ設計の分野の既知のサーボ技術は、それらがヘッドを検査する際に必要とされるトラックの径方向範囲にわたる非常に細かい位置決め制御を与えず、及び／又は、ディスクに書き込まれるサーボバーストに対する検査中の各ヘッドの特徴を明らかにするのにかなりの時間を要するため、スピンスタンドにおいて、制限的に補助するものとなる。

本発明の第１の態様によれば、ディスクのデータトラックに対する読取り／書込みヘッドの所望の径方向位置に関する位置誤差信号を生成する方法であって、トラックは、当該トラックのための複数のサーボ零位を形成する複数のサーボバーストを有し、当該サーボ零位は、当該トラックに対して４つを超える異なる径方向位置にサーボ零位が存在するように位置決めされ、当該サーボ零位は、トラックとの既知の位置関係を有する所定の軌跡を形成し、当該軌跡はトラックの径方向範囲にわたって延びる方法において、（ａ）前記既知の位置関係に従って、トラックに対するヘッドの前記所望の径方向位置に対応する零軌跡上の目標零位位置を決定し、（ｂ）ヘッドを用いて少なくとも１つのサーボ零位の位置を検出し、（ｃ）前記少なくとも１つの検出されたサーボ零位の位置から、目標零位位置に対するヘッドの位置誤差を決定し、（ｄ）前記位置誤差に従って位置誤差信号を生成する、ことを含む方法が提供される。

前記構成は、ヘッドがどこに位置しているかにかかわらず、また、ヘッドがトラック間を移動しているかどうか或いはＢＥＲ測定またはクロストラックプロファイルのためにトラックにわたってマイクロ走査しているかどうかに関係なく、絶対位置の連続フィードバックシステムで使用され得る位置誤差信号を与える。これは、ヘッドがその意図された目的地へ動かされる前に目標零が生じる場所を予め計算することによって達成される。この目標零は、トラックに対するディスク上の絶対位置であり、位置誤差信号を生成するために基準点として使用される。絶対位置が使用されるため、フィードバックループ内の目標は同じままであり、それにより、サンプルが平均化のために取得される最中にトラックにわたってヘッドがマイクロジョグしている場合であっても、ディスクの複数の回転にわたってＰＥＳを平均化することができるという利点がもたらされる。一方、ＵＳ−Ｂ−６０２３１４５のシステムでは、ヘッドが動かされる新たな位置毎にループ内の目標をリセットしなければならず、そのため、許容できる基準を生成するために長い取得時間を要する。

また、この構成により、ステップ、処理および読取り方法（ヘッド媒体検査を行なう現在の方法）から、書き込まれるトラックにわたってヘッドが一定の速度で動かされる方法へと、ヘッドの動きを変えることができ、それにより、検索時間および処理時間が削減され、検査時間が更に減少される。

また、前記構成は、軌跡およびトラックが互いに対して位置合わせされていないことから、サーボ零位の径方向位置がトラックの径方向範囲にわたって変化するという利点を有する。前述したように、サーボバーストは、サーボ零位の領域（ここでは、サーボバーストの“線形ゾーン”と呼ばれる）において測定されたヘッドオフセットと実際のヘッドオフセットとの間に最も正確で、再現性がある線形関係を与える。そのため、トラックに対する異なる径方向位置と共にサーボ零位を有することにより、サーボ零位が径方向に位置合わせされ、従って線形ゾーンが径方向に位置合わせされる従来技術のサーボ構成を有する場合よりも大きなトラックの径方向範囲にわたって広がるように、複数のサーボ零位を取り囲む線形ゾーンを形成することができる。

一般に、この構成は、従来技術の場合のようにディスクのサーボトラックに対する、検査中の個別のヘッドそれぞれの特徴を明らかにする必要なく、高品質ＰＥＳを得ることができるという利点を有する。これにより、検査時、かなりの量の時間が節約され、従って製造環境においてディスクドライブユニットの製造コストが低減される。

好ましい実施形態において、ステップ（ｂ）は、少なくともヘッドに径方向で最も近いサーボ零位の位置を検出することを含む。この構成は、トラックに対するヘッドの任意の径方向位置で、ヘッドに径方向で最も近く且つ最も正確なＰＥＳを与えるサーボ零位に基づき、ヘッドが高品質の再現可能なＰＥＳを得ることができるという利点を有する。

更なる好ましい実施形態において、ステップ（ｂ）は、複数のサーボ零位の位置を検出することを含み、ステップ（ｃ）は、前記位置誤差を求めるために前記複数の零位置間を補間することを含む。これにより、サーボバーストフレームの離散サンプル間を必要に応じて補間して、サーボ零位と一致するように制約されない目標零位位置を決定することによって、更なる精度を得ることができる。また、多数のサーボサンプル間を補間してヘッドの位置誤差を求め、それにより、サンプル中に存在するノイズを排除することにより、更に高い精度を得ることもできる。

位置誤差信号は、ディスクの連続回転全体にわたって平均化されてもよい。ヘッドが新たな位置へと移動する前に目標零位位置が予め計算され、この目標零に関してＰＥＳが生成されるため、ＰＥＳは、ヘッドの全ての位置に関して同じ基準点を効果的に有する。従って、ＰＥＳは、移動と移動の間で較正する必要なく、ＰＥＳがサーボコントローラへ供給される前にディスクの連続回転全体にわたって平均化されてもよい。これは、ＰＥＳ信号において更なる精度およびノイズ排除を与える。

一実施形態では、ヘッドの所望の径方向位置がサーボ零位と一致するように選択される。

最も好ましい実施形態では、トラックがディスクと同心であり、複数のサーボ零位は、周方向に離隔されるとともに、各周方向位置において異なる径方向位置を有する。

好ましい実施形態において、サーボ零位の位置は、トラックの径方向範囲の少なくとも大部分にわたって広がる。これは、ヘッドがいかなる径方向位置にあっても、ヘッドがサーボ零位に近接する可能性が高く、そのため、少なくともそのサーボ零位から線形ＰＥＳを得ることができるという利点を有する。好ましい実施形態において、サーボ零位は、等間隔に離隔される径方向位置を有する。サーボ零位の周方向位置が等間隔で離隔されてもよい。これにより、サーボバーストから高品質の線形ＰＥＳを生成することができる。好ましい実施形態において、サーボ零位の位置は、トラックを一周する際に単一の径方向に連続的に延びる。

好ましい実施形態では、サーボ零位の径方向位置が周方向位置に対して直線的に変化する。これは、零間の補間の実施をより簡単にするという利点を有する。

好ましくは、サーボバーストは、セクタ分けされたサーボトラックのそれぞれのサーボセクタ内に形成される。これにより、例えば、ヘッドによって読み取ることができるサーボセクタ識別子を与えることによって、あるいは、ヘッドが横切るサーボセクタの数をカウントし続けることによって、サーボバーストの周方向位置を得ることができる。

サーボ零位の位置は、サーボ零位の少なくとも１つの螺旋の少なくとも一部をディスク上に形成するものであってもよい。これにより、単一の螺旋サーボトラックをディスクに書き込むことができ、これは、ディスク上の任意の径方向位置におけるＰＥＳを与えるために使用できる。また、これは、螺旋を連続的に書き込むことができ、それにより、熱ドリフトの効果によって生じる誤差が最小誤差となる状態でサーボトラックをディスク全体に書き込むことができるという利点も与える。螺旋のピッチはトラックの幅であることが好ましい。これは、トラック毎のサーボ零位の数を最も多くし、そのため、より高い精度を与える。

更なる実施形態では、サーボ零位の軌跡がディスクと同心である。トラックは正弦波を形成してもよい。正弦波は、トラック円周に等しい波長を有していてもよい。複数のサーボ零位の軌跡がディスクに書き込まれてもよい。トラックは、複数のサーボ零位の軌跡を包含するように書き込まれてもよい。

一実施形態において、ディスクには最初にサーボバーストが無く、方法は、ステップ（ａ）の前に、前記サーボバーストをディスクに書き込むステップを行なうことを含む。

サーボバーストは、直交振幅変調サーボバーストであることが好ましい。あるいは、サーボバーストは、振幅変調サーボバーストまたは位相変調サーボバースト、あるいは、零を有する任意の他のサーボバーストであってもよい。

一実施形態では、読取り／書込みヘッドを検査する方法であって、ディスクのトラックに対する所望の位置に動くようへとヘッドに指示し、前述したようにヘッドの実際の位置および所望の位置における差に関する位置誤差信号を生成し、位置誤差信号をほぼゼロまで減少させるように構成されている閉ループコントローラを用いてヘッドの位置を制御し、ヘッドを検査する、ことを含む方法が提供される。

本発明の第２の態様によれば、ヘッド媒体検査装置においてヘッドを検査する方法の一部として読取り／書込みヘッドを用いてデータトラックをディスクに書き込む方法であって、ディスクが４つを超えるサーボ零位を形成する複数のサーボバーストを有する方法において、前記４つを超えるサーボ零位と一致するように前記データトラックを書き込み、それにより、サーボ零位は、トラックとの既知の位置関係を有する所定の軌跡を形成し、前記軌跡はトラックの径方向範囲にわたって延びる、方法が提供される。

好ましい実施形態では、トラックはディスクと同心であり、複数のサーボ零位は、周方向に離隔されるとともに、各周方向位置において異なる径方向位置を有する。サーボ零位の位置は、トラックを一周する際に単一の径方向に連続的に延びてもよい。サーボ零位の径方向位置が周方向位置に対して直線的に変化してもよい。サーボ零位の位置は、サーボ零位の少なくとも１つの螺旋の少なくとも一部をディスク上に形成してもよい。

他の実施形態では、サーボ零位の軌跡がディスクと同心である。トラックは正弦波を形成してもよい。

一実施形態において、ディスクには最初にサーボバーストが無く、方法は、データトラックを書き込むステップの前に、前記サーボバーストをディスクに書き込むステップを行なうことを含む。

本発明の第３の態様によれば、読取り／書込みヘッドを検査するための装置において、トラックを有するディスクであって、トラックは当該トラックのための複数のサーボ零位を形成する複数のサーボバーストを有し、サーボ零位は、当該トラックに対して４つを超える異なる径方向位置にサーボ零位が存在するようにサーボ零位が位置決めされ、サーボ零位は、トラックとの既知の位置関係を有する所定の軌跡を形成し、軌跡はトラックの径方向範囲にわたって延びる、ディスクと、ディスク上の径方向位置にわたって前記ヘッドを位置決めするためのポジショナと、プロセッサであって、（ａ）トラックに対するヘッドの所望の径方向位置を受け、（ｂ）前記既知の位置関係に従って、トラックに対するヘッドの前記所望の径方向位置に対応する零軌跡上の目標零位位置を決定し、（ｃ）ヘッドを用いて少なくとも１つのサーボ零位の位置を検出し、（ｄ）少なくとも１つの検出されたサーボ零位の位置から、目標零位位置に対するヘッドの位置誤差を決定し、（ｅ）位置誤差に従って位置誤差信号を生成するように構成されているプロセッサと、前記位置誤差信号をフィードバック入力として受けるとともに、前記位置誤差信号をゼロまで減少させるべく前記ポジショナに前記ヘッドを位置決めさせるように構成されているフィードバックコントローラと、を備える装置が提供される。

本発明の第４の態様によれば、少なくとも１つの円形の同心トラックを有するディスクであって、トラックは当該トラックのための複数のサーボ零位を形成する複数のサーボバーストを有し、サーボ零位は、トラックに対して４つを超える異なる径方向位置にサーボ零位が存在するように位置決めされ、サーボ零位はトラックとの既知の位置関係を有する螺旋の少なくとも一部をディスク上に形成し、軌跡はトラックの径方向範囲にわたって延びる、ディスクが提供される。

本発明の第５の態様によれば、ディスクドライブでの使用に適する読取り／書込みヘッドを検査する方法であって、ディスク上のトラックに対応する回転ディスク媒体の径方向位置にわたってヘッドを位置決めし、ヘッドの径方向位置が概念上、周期経路に沿って移動し、ディスクがｍ回転するときにヘッドが周期経路のｎ波長を通る（ｎおよびｍは整数）ように、周期移動信号を用いてヘッドの位置を指示し、周期経路に沿う複数の点でヘッドを使用してディスクから読み取り、前記読取り値を使用してヘッドの特徴を明らかにする、ことを含む方法が提供される。

周期移動信号は、単一のパスにおける様々な径方向位置でヘッドがトラックからデータを読み取ることができるという利点を有する（パスは、ヘッドを異なるオフセットに再配置するために停止することなく読取り／書込みヘッドによって連続的に検査データが取得される動作によって形成される）。比較として、従来技術の構成では、複数のパスが必要とされ、ヘッドの各径方向オフセット位置毎に１つのパスが必要とされる。本実施形態の構成は、ディスクの所望のオフセットでヘッドを位置決めすることに費やされる時間がより短く、検査データの実際の取得に費やされる時間がより多いという利点を有する。

ヘッドは、ディスクがｍ回転するときに周期経路のｎ波長を通る。これは、ディスクのｍ回転後にヘッドがディスク表面に対して同じ位置へと戻り、その後ディスク表面に対して同じ経路を辿るという点で周期経路が“閉じる”という利点を有する。このことは、ディスク表面に対するほぼ同じ点で、読取り／書込みヘッドにより更なる組の検査読取り値を取得できることを意味する。前述したように、ヘッドを再配置するために検査読取り値の取得を停止する必要がない。これにより、同様に、検査プロセスの時間が節約される。

一実施形態では、ｎ＝１およびｍ＝１である。これにより、周期経路の波長がディスクの単一の全回転と一致することができ都合が良い。

方法の好ましい実施形態において、前記読取り値は、各周期経路においてディスクに対して同じ位置で取得され、方法は、ディスクの異なる回転にわたってディスク上のそれぞれの点における前記読取り値を平均化することを含む。読取り／書込みヘッドからの読取り値の平均化により、ノイズの影響及び／又は誤った読取り値をもたらす他の要因が緩和され、更に正確な組の検査読取り値が得られる。これにより、検査中の読取り／書込みヘッドの特徴を、より高い精度をもって明らかにすることができる。

好ましい実施形態では、指示される周期経路が略正弦波経路である。

更に好ましい実施形態において、ヘッドの指示位置は、トラックの全径方向範囲にわたってヘッドを移動させる。これにより、例えば全てのバスタブＢＥＲ検査を単一のパスで行なうことができる。

好ましい実施形態において、方法は、光学式読取り機を使用してディスクと共に回転する光学的に読み取り可能なマークを読み取り、それに応じて、ディスクの回転位置を決定し、ディスクの前記決定された回転位置を参照して指示された周期経路を計算することを含む。これにより、支持された周期経路の周期とディスクの回転との間の正確な調整が可能になる。また、これにより、指示された周期経路は良好な精度をもって“閉じる”ことができる。

更なる好ましい実施形態において、方法は、ヘッドの位置について少なくとも１つの誤差信号をサーボコントローラへ与えることを含み、サーボコントローラは、前記少なくとも１つの誤差信号および前記指示された周期移動信号に従って、ヘッドの位置を制御するように構成されている。トラックは当該トラックに関連するサーボバーストを有している。方法は、ヘッドを用いてサーボバーストを検出し、検出されたサーボバーストを復調して、ヘッドの位置誤差信号を決定し、所望のトラック中心位置に対応する前記周期移動信号の位置で位置誤差信号をサンプリングし、複数のサンプルにわたる、サンプルにおける傾向を決定して、前記少なくとも１つの誤差信号を与える、ことを含んでいてもよい。これにより、ヘッドの位置を制御して、ポジショナに影響を与え、ヘッドの実際のオフセットをヘッドの指示されたオフセットと異なるようにするノイズまたはドリフトを補償することができる。これは、サンプルの帯域幅が比較的低くし、それにより、コントローラ機能をより簡単に実施できるという利点を有する。また、サンプルは、トラックの径方向位置に対して（少なくとも概念的には）同じ位置から、すなわち、サーボ零位が位置付けられるトラックの中心から取得される。このことは、トラック上のヘッドの径方向位置に関するＰＥＳの任意の非線形性の悪影響がかなり防止されることを意味する。これは、検査前に個々のヘッドの個々のトラックに対する特徴を明らかにする必要がないという利点を与える。従って、方法は、サーボトラックに対するヘッドの特徴を明らかにすることなくヘッドを検査することを含んでもよい。また、この実施形態は、検査中にヘッドを各位置に動くよう指示する前にトラック中心線を連続的に見つけなおす必要がないという利点を与える。ドリフトをリアルタイムで除去することができ、それにより、より多くの割合の検査時間を、頻繁にヘッドを検索し、トラック中心線上に再配置するためでなく、検査データの取得のために費やすことができる。従って、ヘッドを検査するために費やされる時間が減少され、それにより、より効率的で費用効率の高い検査がもたらされる。

本発明の第６の態様によれば、読取り／書込みヘッドを検査するための装置において、ディスク媒体に装着されて当該ディスク媒体を回転させるためのスピンドルと、前記ディスク媒体上の径方向位置にわたって読取り／書込みヘッドを位置決めするためのポジショナと、ヘッドの径方向位置が概念上、周期経路に沿って移動し、ディスクがｍ回転するときにヘッドが周期経路のｎ波長を通る（ｎおよびｍは整数）ように、周期移動信号を用いてヘッドを位置決めするべくポジショナに指示するように構成されて設けられるコントローラと、周期経路に沿う複数の点でヘッドを使用してディスクから読取り値を取得するためのデータ取得器とを備える装置が提供される。

ここで、添付図面を参照して、本発明の実施形態を一例として説明する。

図２を参照すると、本発明の一実施形態に係る検査装置１０の一例が示されている。磁気ディスク１１がスピンドル１２に装着されている。ディスク１１は、少なくとも１つの円形の同心に配置された検査トラック１０１を有しており、検査トラック１０１は、セクタ分けされたサーボトラック１０９の形態で配置されるサーボバースト１０２を有している（図３に最も明確に示されている）。

装置１０によって検査されるべき読取り／書込みヘッド１４は、ヘッドジンバルアセンブリ１５に装着される。ヘッドジンバルアセンブリ１５はマイクロアクチュエータ１６上に装着される。これは単軸マイクロアクチュエータ１６であることが好ましい。しかしながら、他の実施形態において、マイクロアクチュエータ１６は、任意の数の直線軸または回転軸を有する任意の適切な形態を成すマイクロポジショナとであってもよい。マイクロアクチュエータ１６は、ディスク１１に対するヘッド１４の細かい位置調整を行なうように構成されている。

マイクロアクチュエータ１６によるヘッド１４の位置決めは、フィードバック制御ループによって制御される。１Ｈｚ〜１０Ｈｚの帯域幅を有する低周波サーボコントローラが使用されるのが好ましい。検査装置１０は、検査時間を減らすために比較的高いｒｐｍ、例えば約１２０００ｒｐｍ（約２００回転／秒）で動作することが好ましい。後述するように、検査装置１０は、１回転毎に１つの位置誤差信号サンプルを取得する。これは、必要な帯域幅に対応するために適切なサンプルレートを与える。

プリアンプ１７は、ヘッド１４によって検出されるデータを増幅する。サーボバースト１０２に対応する検出データは、チャンネル１８を介して復調器１９へ送られる。以下で詳しく説明するように、復調器１９は、一般に、サーボバースト１０２からＰＥＳ２０を生成するように構成されている。このＰＥＳ２０はサーボコントローラ２１へ送り戻される。復調器１９は、ヘッド１４の所望の径方向オフセットに対応するコマンド入力１９ａを受ける。このオフセットは、例えば、トラック１０１の中心線に対するものであってもよい。サーボコントローラ２１は、アクチュエータ１６にヘッド１４を位置決めさせるために、マイクロアクチュエータ１６に対する信号出力２１ａを生成するように構成されている。サーボコントローラ２１は、一般に、ＰＥＳ２０をゼロまで減らすべくヘッド１４を位置決めするように構成されている。サーボコントローラ２１のこの動作は、当該技術分野において知られるような任意の適した技術によって達成されることができ、ここでは詳しく説明しない。

図３は、セクタ分けされたサーボトラック１０９の形態を成す好ましいレイアウトのサーボバースト１０２（概略的に示されている）を有する検査トラック／データトラック１０１を示している（正確な縮尺ではない）。サーボバースト１０２は、セクタｎ−３からセクタｎ＋３まで、全部の検査トラック１０１のセグメントにわたって示されている。トラック１０１は、円形であり、ディスク１１と同心である（なお、円形トラックは、サーボトラックの特性をより明確に示すために図３では直線軸上に投影されている）。

使用時、データは、セクタ分けされたサーボトラック１０９とインタリーブされるディスク１１上のトラック１０１へ書き込まれ且つ当該トラック１０１から読み取られる。各サーボセクタのサーボバースト１０２はサーボ零位１０８を与える。好ましいサーボバースト１０２は例えば図１に示されるようなＱＡＭ（直交振幅変調）サーボバーストであり、それにより、各サーボ零位１０８が一対の関連するサーボバースト１０２によって与えられる。しかしながら、当該技術分野においてサーボ零位を与えるためのものとして知られる、他の適したタイプのサーボバースト１０２が使用されてもよい。明確にするため、図３は、サーボバースト１０２自体の形態を示していない。その代わり、図３は、様々なサーボバースト１０２によって与えられるサーボ零位１０８のトラック１０１に対する位置を示している。

好ましい実施形態において、サーボ零位１０８の径方向位置２３は、サーボ零位１０２の周方向位置に対して直線的に変化する。図３は、サーボ零位１０８の位置の直線的な関係、即ち、軌跡２４を示している。容易に分かるように、セクタサーボ方式が使用される場合、サーボ零位１０８の径方向位置２３は、軌跡２４を形成するように位置するが、離散位置で軌跡２４を形成する。そのため、図３は、離散サーボ零位の位置２３の軌跡２４を示している。サーボ零位１０８が等間隔で径方向に離隔されることが好ましい。また、サーボ零位１０８が周方向に等間隔で離隔されることが好ましい。一例として、サーボセクタの典型的な数が２５０であるとし、また、サーボセクタがトラック１０１の半分を占めるとすると、各セクタはトラック１０１の円周の０．２％に相当する。

サーボ零位１０８の径方向位置と周方向位置との間の直線的な関係以外の関係が考えられる。いかなる場合でも、連続するサーボ零位１０８の径方向位置は、周方向位置に伴って単調に変化することが好ましい。軌跡２４の形状は、予め決定され、事前にシステムによって知られていることが好ましい。

図３は、ヘッド１４の現在の位置において、同心読取り位置２５におけるセクタＮ上で零２６が生じることを示している。ヘッド１４がトラック１０１上にわたって周方向に動くとき、ヘッドは各サーボバースト１０２を順に検出する。サーボバースト１０２からの検出信号は復調されて、サーボバースト１０２毎に１つのサーボサンプルを与え、それにより、サーボバースト１０２のサーボ零位１０８のヘッド１４に対する径方向位置が測定される。

このサーボバースト１０２からの信号は、誤差信号を生成して任意の熱ドリフトを補正するために使用される。この信号におけるノイズを減少させるため、目標の両側のバーストは、読み取られても良く、また、必要に応じて、より正確な零位置を決定するために軌跡２４の既知の関係を使用して平均化され或いは補間されてもよい。前述したように、非線形性誤差およびゲイン誤差は、この零位置の近傍で減少される。

再び図３を参照すると、ヘッド１４をトラック幅の０．５％だけ新たな径方向位置２７ａへとマイクロジョグすることが望ましい場合には、以下のステップがとられる。最初に、軌跡２４の既知の関係を使用することにより、ヘッド１４の所望の径方向位置２７ａに関して新たな目標零位位置２８が計算される。この例では、目標零位位置２８がセクタＮ＋２とセクタＮ＋３との間の途中に位置する。その後、ヘッド１４は、マイクロアクチュエータ１６およびその内部センサを使用しておおよその目標位置２７ａに動くよう指示される。サーボ零位１０８がヘッド１４によって読み取られる。全てのサーボ零位１０８を読み取ることができ、あるいは、目標径方向位置２７ａの近傍のサーボ零位だけを読み取ることができる。ヘッドが軌跡２４を横断する実際の零位置２８を見つけるため、軌跡２４の既知の関係に従って、検出された零信号において補間が使用される。目標零位位置２８と検出零位置との位置の差は、位置誤差信号２０を生成するために使用される。

言うまでもなく、ヘッド１４が動かされる前にヘッド１４の所望の径方向オフセットにおける目標零位位置２８を計算し、その後、ヘッドが動かされてこの目標零位位置２８に対する位置誤差信号２０を生成するこの方法は、ヘッドが目標位置２７ａにあるときに常にゼロとなる位置誤差信号２０をもたらす。これは、どの目標位置２７ａがトラック１０１に対して選択されても当てはまる。この技術は、トラック１０１を横切る小さなマイクロジョグにおいて使用されることもできるし、あるいは、幾つかのトラック１０１の動きに対してスケーリングされることもできる。この技術は、軌跡２４がトラック１０１と同じ程度まで径方向に延びる限り、トラック１０１に対するヘッド１４の任意の所望の径方向位置においてＰＥＳを生成するために使用されることができる。トラック１０１を越える径方向位置も、軌跡２４がこの距離まで延びる限り同様に使用することができる。

他の実施形態において、目標位置２７ａは、その径方向位置が最も近い、いずれかのサーボ零位１０８に一致するように選択されることができる。この場合、ヘッド１４の位置決めにおける分解能は、軌跡２４上のサーボ零位１０８の数によって制限される。

サーボ零位１０８は、少なくとも検査トラック１０１の全径方向範囲にわたって広がることが好ましい。サーボ零位１０８は、トラック１０１の径方向範囲を超えて広がってもよい。実際には、サーボトラック１０９は、サーボ零位１０８がそれらの軌跡２４を続ける状態で、図３に示される検査トラック１０１を越えてディスク１１上の他の径方向に隣接するトラック１０１へと広がってもよい。このようにして、図４に概略的に示されるように、単一の連続するサーボトラック１０９がディスク１１に螺旋形態で書き込まれることができる。この螺旋サーボトラック１０９のセグメントは、実際には、ディスク１１上の複数の隣接する同心円のデータトラック１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄ（トラックエッジ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄによって図４に示される）それぞれに対してサーボトラック１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃ，１０９ｄを与える。

サーボバースト１０２は、ヘッド１４の検査中にマイクロジョグによってヘッド１４を位置決めする際に使用されるのと同じマイクロアクチュエータ１６を用いて書き込まれることが好ましい。これにより、サーボバースト１０２の書込み及び読取りを調整することができ、それによりマイクロアクチュエータ１６におけるいかなる不正確さも効果的に相殺される。これは、一般に、製造検査環境においてサーボトラック１０９を書き込む標準的な方法に従っている。この標準的な方法では、一連のトラック１０９は、初期化ルーチンの一部として書き込まれ、プロセスが繰り返されるまで、数百または数千のヘッドのために存在し続ける。

再現可能誤差、書込みＲＲＯ（再現可能ランアウト）または機械的に誘発されるＮＲＲＯ（非再現可能ランアウト）は、ヘッド１４の位置決めにおいてより高い精度を得、従ってヘッド１４の検査においてより高い精度を得るために動的に補償されることが好ましい。ＲＲＯは、当該技術分野において知られる技術に従って検査装置１０の初期化において特性を明らかにすることができる。機械的な誤差は動的に補償されることが好ましい。好ましくは、アルゴリズムは、径方向位置とは無関係にＰＥＳ２０の読取りに基づいてセクタ毎に各測定値を補間する。システムは、サーボコントローラ２１が熱ドリフトを補償するようＰＥＳ２０を処理する前に、システムの準備のために十分なＰＲＯデータを蓄積するため、ディスクの少なくとも２０回転が用いられるように構成されていることが好ましい。好ましくは、システムは、熱ドリフトを補償するためにサーボコントローラ２１がＰＥＳ２０を処理する前に、システムの事前準備のために十分なＲＲＯデータを蓄積するため、ディスクの少なくとも２０回転が使用されるように構成されている。これは１００ｍｓを要さないと予想される。これは、検査作業と並行して行なうこともできるし、あるいは、オーバーヘッドが許容される用途の場合には単独作業として実行することもできる。

図５を参照すると、理想的な零３１および実際の一組の検出されたサーボ零位３０の軌跡２４が示されている。検出されたサーボ零位３０において、点は誤差のＲＲＯ成分（例えば、スピンドルにおける偏心度によって引き起こされる）を示しており、エラーバーは誤差のＮＲＲＯ成分（例えば、機械的な振動によって引き起こされる）を示している。ＲＲＯ成分を決定するためには、ＮＲＲＯ成分を排除するためにディスクの複数回転にわたって検出サンプル３０を平均化する必要がある。各サンプル３０と理想的な零３１との間の誤差の特性が明らかになり、サーボ零位１０８の位置を決定するために使用される動的なＲＲＯテーブルに保持される。再現可能成分は、各サーボバースト３において一定であり、従って、テーブルを更新する必要なくトラック１０１にわたってマイクロジョグする際に使用できる。

円形の同心データトラック１０１およびサーボ零位１０８の直線／螺旋軌跡２４を有するものとして前述された特定の実施形態に代わる手段として、サーボバースト１０２およびトラック１０１の他の配置が想定される。例えば、円形の同心データトラック１０１を書き込むことは必ずしも必要でない。データトラック１０１は、螺旋波または正弦波の形態で書き込まれることもできるし、また、サーボ零位１０８の軌跡は同心とすることもできる。他の形態も可能である。いずれの場合にも、サーボ零位１０８の軌跡は、トラック１０１の径方向範囲にわたって延びる。ここで、トラック１０１の径方向範囲とは、ディスク１１に対するものではなく、トラック１０１に対するものを意味する。これにより、ヘッドが軌跡２４を横断してサーボ零位１０８を検出するであろう点を、ヘッドがトラック１０１上の全ての径方向位置におけるその位置でトラック１０１を辿るときに軌跡２４上に見出すことができる。

また、実行されている特定の検査で対象とするディスク１１の領域に応じて、軌跡２４はいくつかの隣接するデータトラック１０１にわたって延びる場合も、或いは１つのデータトラック１０１の一部のみにわたって延びる場合も想定される。

１つの例において、ヘッド１４の位置は、ディスク１１の表面にわたって周期的な経路を描くように指示される。簡単にするため、正弦波ヘッド軌道２７ｂが好ましいが、基本的には、任意の妥当な周期経路が使用され得る。図６Ａは、理想的な正弦波ヘッド軌道を示している。図６Ｂは、何らかのノイズが存在する状態の正弦波ヘッド軌道を示している。ディスク１１は、円形で且つディスク１１と同心の少なくとも１つのトラック１０１を有する。正弦波経路２７ｂの中心線は、トラック１０１の中心線と一致することが好ましい。正弦波の振幅は、ヘッド１４がトラック１０１の全径方向範囲にわたって前後に動かされるようなものであることが好ましい。

正弦波２７ｂの波長は、全波長の複数個がディスク１１の全回転の１つと正確に一致するように構成されていることが好ましい。あるいは、波長のｎ（整数）個がディスク１１の全回転のｍ（整数）個と一致するような波長が使用されてもよい。言うまでもなく、ここで考慮すべき重要な点は、ディスク１１の何回か回転（好ましくは、ちょうど１回転）した後に、ヘッド１４がディスク１１の表面に対して同じ経路を辿るように戻り、それにより、ヘッド１４下でデータを繰り返し読み取ることができるという点である。

正弦波経路以外の他の周期経路は、それらがヘッド１４に対して周期的に適用され、トラック１０１の径方向範囲の少なくとも一部にわたってヘッド１４を連続的に移動させ、次の周期を開始する前にヘッドが径方向移動を開始した元の場所にヘッド１４を位置決めする限りにおいて適用される。

指示されたヘッド位置２７ｂの波長とディスク１１の完全回転数との間で特定の一致が高レベルの精度をもって得られることが必要である。正弦波の波長とディスク１１の回転との正確な一致を得るために、光学クロッキング技術が使用されてもよい。この一例は、２００５年７月５日および２００６年７月５日にそれぞれ出願された“ＭＥＴＨＯＤＳ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＧＥＮＥＲＡＴＩＮＧ Ａ ＣＬＯＣＫ ＳＩＧＮＡＬ， ＦＯＲ ＷＲＩＴＩＮＧ ＳＥＲＶＯ ＴＲＡＣＫ， ＡＮＤ ＦＯＲ ＣＨＡＲＡＣＴＥＲＩＺＩＮＧ ＴＩＭＩＮＧ ＥＲＲＯＲＳ ＩＮ Ａ ＳＥＲＶＯ ＴＲＡＣＫ ＷＲＩＴＥＲ”と題される我々の同一出願人による米国特許出願６０／６９５８４５号および１１／４８０５８２号に開示されており、その全体の内容は参照することにより本願に組み入れられる。簡単に言うと、クロック信号を供給するために処理されることができる出力信号を与えるために、ディスク１１と同期して移動する少なくとも１つのマークの動きが光学検出器によって検出される。１つまたは複数のマークは、ディスク１１に固定された格子によって、あるいは、ディスク１１と同期して回転する何らかの部分、例えばモータスピンドル１２またはモータ自体の何らかの部分によって設けられることができる。

ヘッド１４は、好ましい正弦波のヘッド軌道を使用して、トラック１０１の全範囲にわたって検査データを測定するように形成される。従来技術の構成では、これは、トラック１０１に対する所望の径方向オフセットへに動くようヘッド１４に指示して、このオフセットにおいてディスク１１の数回転にわたって測定を行なうことによって成されなければならない。その後、オフセットは変更され、トラック１０１の径方向範囲にわたって所望のプロファイルが形成されるまでプロセスが繰り返される。この例の正弦波の指示されたヘッド位置を使用することにより、原則的には、トラック１０１の幅にわたって必要なデータを取得するために、ディスク１１の１回転だけが必要とされる。しかしながら、実際には、ノイズを排除する目的で、より多くの読取り値を取得できるように、ディスク１０１の数回転を使用することが好ましい。

ヘッド１４の指示位置が正弦波である好ましい方式において、ＰＥＳ２０は、ヘッド１４の位置がトラック中心線と一致するとき（すなわち、正弦波信号または他の周期信号が複数のパイラジアン間隔にあるとき）にサンプリングされる。これらのサンプルは、ディスク１１の何回かの回転にわたって収集されて平均化され或いはローパスフィルタリングされる。得られる値は、熱ドリフトによって（あるいは、主に熱ドリフトによって）引き起こされる非常に低い帯域幅測度の誤差を与える。図６Ｃは、ヘッド１４の指示された正弦波位置が熱ドリフト効果に起因してどのようにトラック外にドリフトし得るのかの一例を示している（誇張した形態で示されている）。ドリフトが無い状況では、これらの値はゼロになる。

この技術は、実施が簡単であるという利点を有する。また、ＰＥＳサンプル２０は、サーボトラック１０９のサーボ零位１０８の位置と一致するトラック中心線で得られ、従って、ＰＥＳ信号２０の想定し得る非線形性およびゲインの変動の影響が大きく排除される。そのため、ヘッド１４の熱ドリフトの正確な測度を得るためにトラック１０１に対するヘッド１４の特性を明らかにする必要がない。ドリフトはリアルタイムで検出して除去することができ、それにより、検査時間のより多くの割合を、トラック１０１に対するヘッド１４の較正ではなく、検査データの取得に費やすことができる。従って、ヘッド１４を検査するために費やされる時間が減少され、それにより、より効率的で費用効率の高い検査がもたらされる。

特に図示の実施例を参照して本発明の実施形態を説明してきた。しかしながら、説明した実施例に対しては、本発明の範囲内で、変形および改良を行なうことができることは言うまでもない。

例えば、本発明の好ましい実施形態の実施例は、磁気ディスクの読取り／書込みヘッド上でＢＥＲバスタブ検査を行なうことに関連して説明されてきた。しかしながら、当業者であれば容易に分かるように、本発明の原理に従って他のタイプのヘッド検査を行なうことができる。同様に、本発明の原理に従って、他のタイプの媒体を読み取るための他のタイプのヘッドを検査することもできる。

従来技術のＱＡＭ（直交振幅変調）サーボバーストの一例を示している。 図１Ａのサーボバーストから得られるＰＥＳ（位置誤差信号）の一例を示している。 本発明の一実施形態に係る読取り／書込みヘッド検査装置の一例を概略的に示している。 本発明の一実施形態に係るサーボトラックのサーボ零位のレイアウトの一例を示している。 本発明の一実施形態に係る螺旋サーボトラックの一例を示している。 図３のサーボトラック読取り時のＲＲＯおよびＮＲＲＯ誤差の一例を示している。 図２の検査装置と共に使用するのに適した理想的な正弦波の指示されたヘッド軌道の一例を示している。 ノイズが存在する状態の図６Ａの軌道の一例を示している。 熱ドリフトが存在する状態の図６Ａの軌道の一例を示している。

Claims (40)

1. ディスクのデータトラックに対する読取り／書込みヘッドの所望の径方向位置に関する位置誤差信号を生成する方法であって、前記データトラックは、前記データトラックのための複数のサーボ零位を形成する複数のサーボバーストを有し、前記サーボ零位は、前記データトラックに対して４つを超える異なる径方向位置にサーボ零位が存在するように位置決めされており、前記サーボ零位は、前記データトラックとの既知の位置関係を有する所定の軌跡を形成し、前記軌跡は前記データトラックの径方向範囲にわたって延びているところの方法において、
   （ａ）前記既知の位置関係に従って、前記データトラックに対するヘッドの前記所望の径方向位置に対応する零軌跡上の目標零位位置を決定するステップと、
   （ｂ）ヘッドを用いて少なくとも１つのサーボ零位の位置を検出するステップと、
   （ｃ）検出された前記少なくとも１つのサーボ零位の位置から、目標零位位置に対するヘッドの位置誤差を決定するステップと、
   （ｄ）前記位置誤差に従って位置誤差信号を生成するステップと
   を含むことを特徴とする方法。
2. ステップ（ｂ）は、ヘッドに径方向で最も近い少なくともサーボ零位の位置を検出することを含む、請求項１に記載の方法。
3. ステップ（ｂ）は、複数のサーボ零位の位置を検出することを含み、ステップ（ｃ）は、前記位置誤差を求めるために、前記複数の零位置間を補間することを含み、前記補間の計算は、既知の位置関係に従って行われる、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記位置誤差が、ディスクの連続回転全体にわたって平均化されて、位置誤差信号を生成する、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法。
5. ヘッドの所望の径方向位置がサーボ零位と一致するように選択される、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
6. トラックがディスクと同心であり、複数のサーボ零位は、周方向に離隔されるとともに、各周方向位置において異なる径方向位置を有する、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の方法。
7. サーボ零位がディスク上で等間隔に離隔されている、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の方法。
8. サーボ零位の位置は、トラックを一周する際に単一の径方向に連続的に延びる、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の方法。
9. サーボ零位の径方向位置が周方向位置に対して直線的に変化する、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の方法。
10. サーボ零位の位置は、サーボ零位の少なくとも１つの螺旋の少なくとも一部をディスク上に形成する、請求項１ないし９のいずれか１項に記載の方法。
11. 螺旋のピッチがトラックの幅である、請求項１０に記載の方法。
12. サーボ零位の軌跡がディスクと同心である、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の方法。
13. トラックが正弦波を形成する、請求項１２に記載の方法。
14. 正弦波は、トラック円周に等しい波長を有する、請求項１３に記載の方法。
15. ディスクには最初にはサーボバーストが存在しておらず、ステップ（ａ）の前に、前記サーボバーストをディスクに書き込むステップを行なうことを含む、請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の方法。
16. 読取り／書込みヘッドを検査する方法であって、
    ディスクのトラックに対する所望の位置に動くようヘッドに指示し、
    請求項１ないし１５のいずれか１項に従って、ヘッドの実際の位置と所望の位置との間の差に関する位置誤差信号を生成し、
    位置誤差信号をほぼゼロまで減少させるように構成された閉ループコントローラを用いてヘッドの位置を制御し、
    ヘッドを検査する
    ことを含むことを特徴とする方法。
17. ヘッド媒体検査装置において、読取り／書込みヘッドを用いてデータトラックをディスクに書き込む方法であって、前記ディスクが、４つを超えるサーボ零位を形成する複数のサーボバーストを有するところの方法において、
    トラックに前記４つを超えるサーボ零位と一致するように前記データトラックを書き込み、それにより、サーボ零位は、トラックとの既知の位置関係を有する所定の軌跡を形成し、前記軌跡はトラックの径方向範囲にわたって延びることを特徴とする方法。
18. トラックはディスクと同心であり、複数のサーボ零位は、周方向に離隔されるとともに、各周方向位置において異なる径方向位置を有する、請求項１７に記載の方法。
19. サーボ零位の位置は、トラックを一周する際に単一の径方向に連続的に延びる、請求項１７または１８に記載の方法。
20. サーボ零位の径方向位置が周方向位置に対して直線的に変化する、請求項１７ないし１９のいずれか１項に記載の方法。
21. サーボ零位の位置は、サーボ零位の少なくとも１つの螺旋の少なくとも一部をディスク上に形成する、請求項１７ないし２０のいずれか１項に記載の方法。
22. サーボ零位の軌跡がディスクと同心である、請求項１７に記載の方法。
23. トラックが正弦波を形成する、請求項２２に記載の方法。
24. ディスクには最初にはサーボバーストが存在しておらず、データトラックを書き込むステップの前に、前記サーボバーストをディスクに書き込むステップを行なうことを含む、請求項１７ないし２３のいずれか１項に記載の方法。
25. 読取り／書込みヘッドを検査するための装置において、
    トラックを有するディスクであって、前記トラックは前記トラックのための複数のサーボ零位を形成する複数のサーボバーストを有し、前記サーボ零位は、前記トラックに対して４つを超える異なる径方向位置にサーボ零位が存在するように位置決めされており、前記サーボ零位は、前記トラックとの既知の位置関係を有する所定の軌跡を形成し、前記軌跡は前記トラックの径方向範囲にわたって延びているところのディスクと、
    ディスク上の径方向位置にわたって前記ヘッドを位置決めするためのポジショナと、
    プロセッサであって、
    （ａ）トラックに対するヘッドの所望の径方向位置を受け、
    （ｂ）前記既知の位置関係に従って、トラックに対するヘッドの前記所望の径方向位置に対応する零軌跡上の目標零位位置を決定し、
    （ｃ）ヘッドを用いて少なくとも１つのサーボ零位の位置を検出し、
    （ｄ）少なくとも１つの検出されたサーボ零位の位置から、目標零位位置に対するヘッドの位置誤差を決定し、
    （ｅ）前記位置誤差に従って位置誤差信号を生成する、
    ように構成されているところのプロセッサと、
    前記位置誤差信号をフィードバック入力として受けるとともに、前記位置誤差信号をゼロまで減少させるべく、前記ポジショナに前記ヘッドを位置決めさせるように構成されているフィードバックコントローラと
    を備えるところの装置。
26. ディスクドライブでの使用に適する読取り／書込みヘッドを検査する方法であって、
    ディスク上のトラックに対応する回転ディスク媒体上の径方向位置にわたってヘッドを位置決めし、
    ヘッドの径方向位置が概念上、周期経路に沿って移動し、ディスクがｍ回転するときにヘッドが周期経路のｎ波長を通る（ｎおよびｍは整数）ように、周期移動信号を用いてヘッドの位置を指示し、
    周期経路に沿う複数の点において、ヘッドを使用してディスクから読み取り、
    読取り値を使用してヘッドの特徴を明らかにする
    ことを含むところの方法。
27. ｎ＝１であり、ｍ＝１である、請求項２６に記載の方法。
28. 前記読取り値は、各周期経路においてディスクに対して同じ位置で取得され、ディスクの異なる回転にわたって、ディスク上のそれぞれの点における前記読取り値を平均化することを含む、請求項２６または２７に記載の方法。
29. 指示される周期経路が実質的に正弦波経路である、請求項２６ないし２８のいずれか１項に記載の方法。
30. ヘッドの指示位置によって、ヘッドが、トラックの全径方向範囲にわたって移動する、請求項２６ないし２９のいずれか１項に記載の方法。
31. ディスクと共に回転する光学的に読み取り可能なマークを、光学式読取り機を使用して読み取り、そして、それに応じて、ディスクの回転位置を決定し、
    ディスクの決定された前記回転位置を参照して、指示された周期経路を計算する、
    ことを含む、請求項２６ないし３０のいずれか１項に記載の方法。
32. ヘッドの位置について少なくとも１つの誤差信号をサーボコントローラへ与えることを含み、前記サーボコントローラは、前記少なくとも１つの誤差信号および指示された前記周期移動信号に従って、ヘッドの位置を制御するように構成されている、請求項２６ないし３１のいずれか１項に記載の方法。
33. 前記トラックは、前記トラックに関連するサーボバーストを有しており、
    ヘッドを用いてサーボバーストを検出し、
    検出されたサーボバーストを復調して、ヘッドの位置誤差信号を決定し、
    所望のトラック中心位置に対応する前記周期移動信号の位置で位置誤差信号をサンプリングし、
    複数のサンプル全体にわたって、サンプルにおける傾向を決定して、前記少なくとも１つの誤差信号を与える
    ことを含む、請求項３２に記載の方法。
34. 読取り／書込みヘッドを検査するための装置において、
    ディスク媒体に装着され、そして、前記ディスク媒体を回転させるためのスピンドルと、
    前記ディスク媒体上の径方向位置にわたって、読取り／書込みヘッドを位置決めするためのポジショナと、
    ヘッドの径方向位置が概念上、周期経路に沿って移動し、ディスクがｍ回転するときにヘッドが周期経路のｎ波長を通る（ｎおよびｍは整数）ように、周期移動信号を用いてヘッドを位置決めするべくポジショナに指示するように構成されるコントローラと、
    周期経路に沿う複数の点で、ヘッドを使用してディスクから読取り値を取得するためのデータ取得器と
    を備えることを特徴とする装置。
35. ｎ＝１であり、ｍ＝１である、請求項３４に記載の装置。
36. データ取得器は、各周期経路において、ディスクに対して同じ位置で読取り値を取得するように構成されている、請求項３４または３５に記載の装置。
37. 指示される周期経路が実質的に正弦波経路である、請求項３４ないし３６のいずれか１項に記載の装置。
38. ディスク媒体の回転位置を決定できるように構成されたディスクと共に回転する光学的に読み取り可能なマークを読み取るための光学式読取り機を備える、請求項３４ないし３７のいずれか１項に記載の装置。
39. 前記コントローラは、少なくとも１つの誤差信号および前記指示された周期移動信号に従って、ヘッドの位置を制御するように構成されたサーボコントローラであり、ヘッドの位置について、少なくとも１つの誤差信号が前記サーボコントローラへ与えられる、請求項３４ないし３８のいずれか１項に記載の装置。
40. トラックは前記トラックに関連するサーボバーストを有しており、
    ヘッドによって検出されるサーボバーストを復調して、ヘッドの位置誤差信号を決定するための復調器と、
    所望のトラック中心位置に対応する前記周期移動信号の位置で、位置誤差信号をサンプリングするとともに、複数のサンプル全体にわたって、サンプルにおける傾向を決定して、前記少なくとも１つの誤差信号を与えるためのサンプラと
    を備える、請求項３９に記載の装置。

Images