JP2013037756A - 読取り−書込みオフセットを有するビットパターン媒体上における同期した書込みのシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 読取り−書込みオフセットを有するビットパターン媒体上における同期した書込みのシステム及び方法を提供する。
【解決手段】 ビットパターン媒体と、読取り−書込みオフセットを有する磁気ヘッドと、を使用することにより、ディスク駆動装置における書込みタインミングを確立するシステム及び方法であって、サーボ制御と書込みは、タイミングオフセットを伴って異なるトラック上において実行される。まず、ヘッドの形状及びスキュー角に従って、それぞれのトラック／ヘッド位置ごとに、サーボトラックと書き込みトラックの間の距離を判定する。次いで、タイミングオフセットを増分しつつデータを反復的に書き込んでサーボ/書込みトラックペアの最適なタイミングオフセットを判定し、且つ、次いで、このオフセットをディスクのサーボトラック上の同期フィールドに書き込むことにより、相対的なタイミング誤差を計測する。
【選択図】図１

Description

本発明は、概してディスク駆動装置に関し、且つ、より具体的には、ビットパターン媒体上における書込みを同期化するためのシステム、方法、及び装置に関する。

ビットパターン媒体を有するいくつかのディスク駆動装置においては、読取りヘッドと書込みヘッドの間に数マイクロメートルのオフセットが存在している。読取りヘッドは、サーボトラック上のパターンを使用することによってタイミング基準を提供している。ディスクの内径と外径の間におけるパターン生成プロセスの特性に起因し、これらのパターンの規則性は、読取り−書込みオフセットの範囲の全体を通じて一貫しているわけではない。この結果、書込み信号を書込みトラック上のパターンと同期化するために問題が生じる。

この問題に対する従来の解決策は、マスタディスク上の書込みトラックと読取りトラックの間の位相差を計測するステップと、この情報をメモリ内のルックアップテーブルに保存するステップと、を含む。類似したプロセスにおいては、別の方法によって最適な書込み位相を判定し、且つ、その最適な書込み位相をメモリに保存している。更に別の解決策においては、トラックの群の書込み位相を計測し、この情報をルックアップテーブルとして保存している。このルックアップテーブルは、媒体の１つの専用区画に保存してもよいが、使用の際には、まず、このルックアップテーブルをメモリに読み込まなければならない。従って、ビットパターン媒体上における書込みの同期化を更に改善することが望ましい。

ビットパターン媒体上における書込みを同期化するための方法の実施形態が開示されている。例えば、ディスク駆動装置において書込みを同期化するための方法は、ビットパターン媒体を有するディスクと、それぞれ、このディスクからデータを読み取ると共にこのディスクにデータを書き込むための読取りヘッド及び書込みヘッドを有するスライダと、をディスク駆動装置に提供するステップを有してもよい。本方法は、書込みヘッドに対する読取り−書込みオフセットに読取りヘッドを位置決めするステップと、ビットパターン媒体の書込みトラック上のデータパターン上に書込みヘッドによってデータを書き込むステップと、サーボトラック上のデータパターンを使用し、読取りヘッドにより、書込みトラック上のデータパターンとビットパターン媒体のサーボトラック上のデータパターンとの間のタイミングオフセットを提供するステップと、このタイミングオフセットをサーボトラック上の複数のサーボセクタ内の複数の同期フィールド（ｓｙｎｃ ｆｉｅｌｄ）内に保存するステップと、同期フィールド内に保存されたタイミングオフセットを読取りヘッドによって読み取るステップと、同期フィールドから読み取ったタイミングオフセットにより、書込みトラック上のデータパターンの書込み信号を同期化するステップと、を更に有してもよい。

これらの実施形態の上述の及びその他の目的及び利点については、添付の請求項及び添付の図面との関連において以下の詳細な説明を参照することにより、当業者に明らかとなろう。

これらの実施形態の特徴及び利点を実現する方式について更に詳細に理解することができるように、添付図面に示されているこれらの実施形態を参照し、更に詳しく説明することとする。但し、添付図面は、いくつかの実施形態を示すものに過ぎず、従って、範囲を限定するものと見なしてはならず、その他の同様に有効な実施形態も存在するであろう。

ディスク駆動装置の一実施形態の概略平面図である。 動作の際のディスク駆動装置内のディスク及びスライダの一部分の一実施形態の拡大概略図である。 ディスク駆動装置内のディスクの別の部分の一実施形態の拡大概略図である。

異なる図面における同一の参照符号の使用は、類似の又は同一の品目を示している。

ビットパターン媒体上における書込みを同期化するためのシステム、方法、及び装置の実施形態を開示する。図１は、ハウジング又はエンクロージャ１０１を有するハードディスク駆動装置アセンブリ１００を示しており、ハウジング１０１には、１つ又は複数の媒体ディスク１１１が回転自在に取り付けられている。ディスク１１１は、動作の際に（図示せず）スピンドルモーターによって高速回転する磁気記録媒体を有する。ディスク表面のうちのいずれか又は両方に、情報を受け取ると共に保存するために複数の同心状の磁気データトラック１１３が形成されている。

アクチュエータアセンブリ１０６により、実施形態による読取り／書込みスライダ１１０をディスク表面にわたって運動させ、これにより、スライダ１１０が特定のトラック１１３から磁気データを読み取ると共に／又は特定のトラック１１３に磁気データを書き込むことができるようにしてもよい。アクチュエータアセンブリ１０６は、回動軸１１４において回動してもよい。アクチュエータアセンブリ１０６は、サーボ制御と呼ばれる閉ループフィードバックシステムの一部を形成してもよく、この閉ループフィードバックシステムは、読取り／書込みスライダ１１０を動的に位置決めし、振動及びその他の外乱又は不規則性のみならず、磁気記録媒体１１１の熱膨張をも相殺する。サーボ制御システムには、コンピュータからデータアドレス情報を受信し、この情報をディスク１１１上の場所に変換し、且つ、相応して読取り／書込みスライダ１１０を運動させるマイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、又はアナログ信号プロセッサ１１６によって実行される複雑な演算アルゴリズムも関係している。

ハードディスク駆動装置システムのいくつかの実施形態においては、読取り／書込みヘッド１１０は、ディスク上に記録されたサーボパターンを定期的に参照することにより、正確なスライダ１１０の位置決めを保証している。サーボパターンを使用することにより、読取り／書込みスライダ１１０が特定のトラック１１３を正確に辿ることを保証すると共に、トラック間におけるスライダ１１０の遷移を制御及び監視してもよい。サーボパターンを参照した際に、読取り／書込みスライダ１１０は、ヘッド位置情報を取得し、このヘッド位置情報により、制御回路１１６は、その後に、スライダ１１０をリアライメントして任意の検出された誤差を補正することができる。

サーボパターン又はサーボセクタは、いくつかの実施形態においては、ディスク駆動装置の性能を改善するために、サーボパターンを頻繁にサンプリングすることができるように複数のデータトラック１１３に埋め込まれた特別に設計されたサーボセクション１１２に収容されてもよい。一般的な磁気記録媒体１１１においては、埋め込まれたサーボセクション１１２は、車輪の中心から延在するスポークのように、磁気記録媒体１１１の中心から実質的に半径方向に延在してもよい。但し、スポークとは異なり、サーボセクション１１２は、読取り／書込みスライダ１１０の運動の範囲に実質的に整合するように較正されたわずかに弧状の経路を形成している。

いくつかの実施形態においては、ディスク駆動装置における書込みを同期化するための方法は、ビットパターン媒体を有するディスクと、それぞれ、このディスクからデータを読み取ると共にこのディスクにデータを書き込むための読取りヘッド１３１（図２）及び書込みヘッド１３３を有するスライダ１１０と、をディスク駆動装置に提供するステップを有する。本方法は、書込みヘッド１３３に対する読取り−書込みオフセット１３４に読取りヘッド１３１を位置決めするステップと、ビットパターン媒体の書込みトラック１３５上のデータパターン上に書込みヘッド１３３によってデータを書き込むステップと、を更に有する（読取り−書込みオフセット１３４は、例えば、およそ数マイクロメートルであってよい）。

本方法は、サーボトラック１３７上のデータパターンを使用し、読取りヘッド１３１により、書込みトラック１３５上のデータパターンとビットパターン媒体のサーボトラック１３７上のデータパターンとの間のタイミングオフセット１３９を提供するステップを更に有する。このタイミングオフセットは、周波数及び位相の差を有してもよい。本方法は、このタイミングオフセット１３９をサーボトラック上の複数のサーボセクタ１４３内の複数の同期フィールド１４１（図３）内に保存するステップと、同期フィールド１４１内に保存されたタイミングオフセット１３９を読取りヘッド１３１によって読み取るステップと、同期フィールド１４１から読み取ったタイミングオフセット１３９により、書込みトラック１３５上のデータパターンの書込み信号を同期化するステップと、を更に有してもよい。これらのステップは、メモリ保存を伴うことなしに、同期フィールドから直接的に実行してもよい。

本方法は、同期フィールド内に保存されたタイミングオフセットにより、ディスク駆動装置のクロックの周波数及び位相を調節するステップを更に有してもよい。更にその他の実施形態においては、スライダがビットパターン媒体に対して傾いているため、本方法は、まず、ディスク駆動装置のクロックを調節して書込み信号をサーボトラック上のデータパターンのタイミングに対して同期化するステップを更に有する。

図３に示されているように、同期フィールド１４１は、変化する読取り−書込みオフセットに対応するために、周方向において交互に変化するサーボセクタ内において（例えば、偶数及び奇数のセクタ内において）、半径方向に１トラックの約半分のオフセットを有するように配置されてもよい。この結果、ライタが書込みトラックの中心に位置している間に、サーボトラックの中心に位置していないリーダにより、同期フィールド内に保存されているタイミングオフセットを依然として読み取ることができる。読取り−書込みオフセットは、幾何学的パラメータ及びディスクに対するヘッドの半径方向の場所に起因し、傾いたヘッドに伴って変化する。

通常、リーダは、リーダがトラックの中心の＋／−５０％トラックピッチ以内に位置している際に、トラック上に保存されているデータを読み取ることができる。しかしながら、ライタの場合には、トラックの中心の略＋／−１０〜１５％トラックピッチ以内に位置する必要がある。有効な読取り−書込みオフセットは、通常、トラックピッチの整数倍ではない。更には、有効な読取り−書込みオフセットは、スキュー角に伴って変化する。従って、ライタが書込みトラック上においてセンタリングされている際に、リーダは、恐らくは、サーボトラック上においてセンタリングされてはいない。半径方向における１／２トラックのオフセットによって配置された同期フィールドを有することにより、同期フィールド内に保存されているデータを正常に読み取るために、同期フィールドは、常に、リーダから１／２トラック以内に存在することになる。

更にその他の実施形態においては、本方法は、それぞれがサーボセクタ間の差だけ増分された異なるタイミングオフセットにおいて書き込むことにより、最適なタイミングオフセットを計測するステップを有する。この最適なタイミングオフセットは、最小ビット誤り率に対応したタイミングオフセットが最適なタイミングオフセットとなるように、書き込まれたデータを読み取り、且つ、書き込まれたデータのビット誤り率を計測することにより、判定してもよい。それぞれのサーボセクタは、１つの同期フィールドを収容してもよく、且つ、従って、本明細書に記述されているように、サーボトラックと書込みトラックの間の最適なタイミングオフセットを同期フィールド内に保存してもよい。最適なタイミングオフセットは、複数のサーボトラック内の複数のサーボセクタ上の複数の同期フィールド内に書き込んでもよい。

ディスク駆動装置の実施形態は、ビットパターン媒体を有するディスクと、それぞれ、このディスクからデータを読み取ると共にこのディスクにデータを書き込むための読取りヘッド及び書込みヘッドを有するスライダであって、読取りヘッドは、読取り−書込みオフセットにおいて書込みヘッドから離隔している、スライダと、ビットパターン媒体の書込みトラック上のデータパターンと、ビットパターン媒体のサーボトラック上のデータパターンと、書込みトラック上のデータパターンとサーボトラック上のデータパターンの間のタイミングオフセットと、タイミングオフセットを保存するためのサーボトラック上の複数のサーボセクタ内の複数の同期フィールドと、を有してもよく、書込みトラック上のデータパターンの書込み信号は、同期フィールドから読み取られたタイミングオフセットによって調節された、サーボトラック上のデータパターンのタイミングにより、同期化される。

利点は、読取りトラック上のサーボセクタ内の１つのフィールドに位相差を保存するステップを含む。それぞれのサーボセクタは、潜在的に、異なる最適な書込み位相補正値を有することができる。従って、それぞれのサーボセクタ用の最適な書込み位相がそのサーボセクタ内の１つのフィールドに保存されていることから、ルックアップテーブルは使用されない。更には、基準タイミングは、読取りトラック上のデータアイランドによって生成してもよい。更には、同期フィールドは、読取り−書込みオフセットの変動とトラックに対するスライダの変化するスキュー角に対応するために、交互に変化するサーボセクタ内において、半径方向に１トラックの半分だけオフセットされてもよい。

以上の説明においては、最良の形態を含む実施形態を開示するために、且つ、当業者が本発明を実施及び使用できるようにするために、例を使用している。特許可能な範囲は、請求項によって規定され、且つ、当業者が想起するその他の例を含むであろう。それらのその他の例は、請求項の文言と異なることのない構造的要素を有する場合または請求項の文言とのわずかな相違を有する均等な構造的要素を含む場合には、請求項の範囲に含まれるものと解釈されたい。

一般的な説明又は実施例において上述した動作のすべてが必要とされるわけではなく、且つ、特定の動作の一部が必要とされない場合もあり、且つ、上述のものに加えて、１つ又は複数の更なる動作を実行してもよいことに留意されたい。更には、動作が列挙されている順序は、必ずしも、それらの動作が実行される順序ではない。

以上の説明においては、特定の実施形態を参照し、概念について説明している。しかしながら、当業者は、添付の請求項に記述されている本発明の範囲を逸脱することなしに、様々な変更及び変形を実施することが可能であることを理解するであろう。従って、説明及び図面は、制限の意味におけるものではなく、例示を目的としたものであると見なすことを要し、且つ、それらの変更は、そのすべてが本発明の範囲に含まれるものと解釈されたい。

本明細書に使用されている「有する（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「有する（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「備える（ｈａｓ）」、「備える（ｈａｖｉｎｇ）」という用語、或いは、これらの任意のその他の変形は、非排他的な包含を含むものと解釈されたい。例えば、特徴のリストを有するプロセス、方法、物品、又は装置は、必ずしも、それらの特徴に限定されるものではなく、明示的に列挙されていない又はそれらのプロセス、方法、物品、又は装置に固有であるその他の特徴を含んでもよい。更には、そうではないと記されていない限り、「又は（ｏｒ）」は、排他的論理和ではなく、包含的論理和を意味している。例えば、Ａ又はＢという条件は、Ａが真であると共に（又は、存在すると共に）Ｂが偽である（又は、存在しない）、Ａが偽であると共に（又は、存在しないと共に）Ｂが真である（又は、存在する）、並びに、Ａ及びＢの両方が真である（又は、存在する）のうちの任意のものによって満足される。

又、「１つの（ａ）」又は「１つの（ａｎ）」の使用は、本明細書に記述されている複数の要素又はコンポーネントを表すために利用されている。これは、単に便宜上、且つ、本発明の範囲の一般的な意味を付与するために実行されているものに過ぎない。この表現は、１つ又は少なくとも１つを含むものとして理解することを要し、且つ、単数形も、そうではないことを意味していることが明らかでない限り、複数形を含む。

以上においては、特定の実施形態との関連において、利益、その他の利点、及び問題の解決策について記述している。しかしながら、利益、利点、問題の解決策、並びに、任意の利益、利点、又は解決策の生成又は明確化をもたらすことになる任意の１つ又は複数の特徴は、任意の又はすべての請求項の重要な、必要な、又は不可欠の特徴として解釈するべきではない。

以上の説明を参照した後に、当業者は、本明細書において、明瞭性のために、別個の実施形態の文脈において記述されている特定の特徴を、単一の実施形態において、組み合わせて提供してもよいことを理解するであろう。逆に、簡潔性のために、単一の実施形態の文脈において記述されている様々な特徴を、別個に又は任意のサブ組合せにおいて提供することも可能である。更には、範囲によって表されている値の参照は、その範囲内のそれぞれの且つすべての値を含んでいる。

１００ ハードディスク駆動装置アセンブリ
１０１ ハウジング
１０６ アクチュエータアセンブリ
１１０ 読取り／書込みスライダ
１１１ ディスク
１１２ サーボセクション
１１３ 磁気データトラック
１１４ 回転軸
１１６ アナログ信号プロセッサ
１３１ 読取りヘッド
１３３ 書込みヘッド
１３４ 読取り−書込みオフセット
１３５ 書込みトラック
１３７ サーボトラック
１３９ タイミングオフセット
１４１ 同期フィールド
１４３ サーボセクタ

Claims (20)

1. ディスク駆動装置における書込みを同期化するための方法であって、
   ビットパターン媒体を有するディスクと、それぞれ、前記ディスクからデータを読み取ると共に前記ディスクにデータを書き込むための読取りヘッド及び書込みヘッドを有するスライダと、を前記ディスク駆動装置に提供するステップと、
   前記書込みヘッドに対する読取り−書込みオフセットに前記読取りヘッドを位置決めするステップと、
   前記ビットパターン媒体の書込みトラック上のデータパターン上に前記書込みヘッドによってデータを書き込むステップと、
   前記書込みトラック上の前記データパターンと前記ビットパターン媒体のサーボトラック上のデータパターンとの間のタイミングオフセットを、前記サーボトラック上の前記データパターンを使用し、前記読取りヘッドにより、提供するステップと、
   前記タイミングオフセットを前記サーボトラック上の複数のサーボセクタ内の複数の同期フィールド内に保存するステップと、
   前記同期フィールド内に保存された前記タイミングオフセットを前記読取りヘッドによって読み取るステップと、
   前記同期フィールドから読み取った前記タイミングオフセットにより、前記書込みトラック上の前記データパターンの書込み信号を同期化するステップと、
   を有する方法。
2. まず、前記ディスク駆動装置のクロックを調節して前記サーボトラック上の前記データパターンのタイミングに対して前記書込み信号を同期化するステップを更に有する請求項１に記載の方法。
3. 前記同期フィールド内に保存された前記タイミングオフセットを使用して前記ディスク駆動装置のクロックを更に調節する請求項１に記載の方法。
4. 前記タイミングオフセットは、前記同期フィールド内に保存された前記タイミングオフセットにより、前記ディスク駆動装置のクロックの周波数及び位相を調節するステップを含む請求項１に記載の方法。
5. 前記スライダは、前記ビットパターン媒体に対して傾いている請求項１に記載の方法。
6. 前記同期フィールドは、変化する読取り−書込みオフセットに対応するために、周方向において交互に変化するサーボセクタ内において、半径方向に１トラックの約半分のオフセットを有するように配置される請求項１に記載の方法。
7. それぞれが前記サーボセクタ間の差だけ増分された異なるタイミングオフセットにおいて書き込むことにより、最適なタイミングオフセットを計測する請求項１に記載の方法。
8. 前記最適なタイミングオフセットは、前記書き込まれたデータを読み取ると共にビット誤り率を計測することによって判定され、且つ、最小のビット誤り率に対応した前記タイミングオフセットが前記最適なタイミングオフセットである請求項７に記載の方法。
9. それぞれのサーボセクタは、前記最適なタイミングオフセットを保存するために１つの同期フィールドを収容する請求項８に記載の方法。
10. 前記最適なタイミングオフセットは、複数のサーボトラック内の前記複数のサーボセクタ上の前記複数の同期フィールド内に書き込まれる請求項９に記載の方法。
11. ディスク駆動装置における書込みを同期化するための方法であって、
    ビットパターン媒体を有するディスクと、それぞれ、前記ディスクからデータを読み取ると共に前記ディスクにデータを書き込むための読取りヘッド及び書込みヘッドを有するスライダと、を前記ディスク駆動装置に提供するステップと、
    前記書込みヘッドに対する読取り−書込みオフセットに前記読取りヘッドを位置決めするステップと、
    前記ビットパターン媒体の書込みトラック上のデータパターン上に前記書込みヘッドによってデータを書き込むステップと、
    前記書込みトラック上の前記データパターンと前記ビットパターン媒体のサーボトラック上のデータパターンとの間のタイミングオフセットを、前記サーボトラック上の前記データパターンを使用し、前記読取りヘッドにより、提供するステップと、
    前記タイミングオフセットを前記サーボトラック上の複数のサーボセクタ内の複数の同期フィールド内に保存するステップと、
    前記同期フィールド内に保存された前記タイミングオフセットを前記読取りヘッドによって読み取るステップと、
    前記同期フィールドから読み取った前記タイミングオフセットにより、前記書込みトラック上の前記データパターンの書込み信号を同期化するステップと、
    前記同期フィールド内に保存された前記タイミングオフセットにより、前記ディスク駆動装置のクロックを調節するステップと、
    を有する方法。
12. まず、前記ディスク駆動装置の前記クロックを調節して前記サーボトラック上の前記データパターンのタイミングに対して前記書込み信号を同期化するステップを更に有する請求項１０に記載の方法。
13. 前記タイミングオフセットは、周波数及び位相の差を有する請求項１０に記載の方法。
14. 前記スライダは、前記ビットパターン媒体に対して傾いている請求項１０に記載の方法。
15. 前記同期フィールドは、変化する読取り−書込みオフセットに対応するために、周方向において交互に変化するサーボセクタ内において、半径方向に１トラックの約半分のオフセットを有するように配置される請求項１０に記載の方法。
16. それぞれが前記サーボセクタ間の差だけ増分された異なるタイミングオフセットにおいて書き込むことにより、最適なタイミングオフセットを計測する請求項１０に記載の方法。
17. 前記最適なタイミングオフセットは、前記書き込まれたデータを読み取ると共にビット誤り率を計測することによって判定され、且つ、最小のビット誤り率に対応した前記タイミングオフセットが前記最適なタイミングオフセットである請求項１６に記載の方法。
18. それぞれのサーボセクタは、前記最適なタイミングオフセットを保存するために１つの同期フィールドを収容する請求項１７に記載の方法。
19. 前記最適なタイミングオフセットは、複数のサーボトラック内の前記複数のサーボセクタ上の前記複数の同期フィールド内に書き込まれる請求項１８に記載の方法。
20. ディスク駆動装置であって、
    ビットパターン媒体を有するディスクと、
    それぞれ、前記ディスクからデータを読み取ると共に前記ディスクにデータを書き込むための読取りヘッド及び書込みヘッドを有するスライダであって、前記読取りヘッドは、読取り−書込みオフセットにおいて前記書込みヘッドから離隔している、スライダと、
    前記ビットパターン媒体の書込みトラック上のデータパターンと、
    前記ビットパターン媒体のサーボトラック上のデータパターンと、
    前記書込みトラック上の前記データパターンと前記サーボトラック上の前記データパターンとの間のタイミングオフセットと、
    前記タイミングオフセットを保存するための前記サーボトラック上の複数のサーボセクタ内の複数の同期フィールドと、
    を有し、
    前記書込みトラック上の前記データパターンの書込み信号は、前記同期フィールドから読み取られた前記タイミングオフセットによって調節された、前記サーボトラック上の前記データパターンの前記タイミングにより、同期化される、ディスク駆動装置。

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