JP3532382B2 - 自己サーボ書き込みシステム - Google Patents

自己サーボ書き込みシステム

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JP3532382B2 JP17741097A JP17741097A JP3532382B2 JP 3532382 B2 JP3532382 B2 JP 3532382B2 JP 17741097 A JP17741097 A JP 17741097A JP 17741097 A JP17741097 A JP 17741097A JP 3532382 B2 JP3532382 B2 JP 3532382B2
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  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
  • Digital Magnetic Recording (AREA)
  • Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、全般的には、記憶
媒体に対して相対的に変換器を位置決めすることによっ
てデータ・アクセスが達成され、位置決めが、位置情報
に応答するサーボ・システムによって制御されるデータ
記憶装置に関する。具体的にいうと、本発明は、媒体に
位置情報を書き込むための改良されたディスク駆動装置
および方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ハード・ディスク駆動装置(たとえば光
ディスクや磁気ディスク)や取外し可能記憶媒体(たと
えば取外し可能ディスクや取外し可能テープ駆動装置)
などの記憶装置の記憶容量の増大は、ボイス・コイルお
よび他のタイプのサーボ位置決め機構ならびに、たとえ
ば磁気抵抗(MR)ヘッド技術などの使用によるより狭
いトラックを読み書きする能力によって可能になった高
いトラック密度の直接の結果である。
【0003】たとえばディスク駆動装置において埋込み
サーボの様な従来のサーボ・パターンには、通常は、デ
ータ・トラックの中心線の片側に非常に正確にオフセッ
トした、一定周波数信号の短いバーストが含まれる。バ
ーストは、トラックのデータ領域の前にあり、トラック
中心に関するヘッドの位置合せに使用される。トラック
中心にあることは、正確なデータの記憶と取出のため
に、読み取り中と書き込み中の両方で必要である。たと
えば、1トラックあたり60個以上のデータ領域が存在
する可能性があるので、それと同数のサーボ・データ区
域をトラック全体に分配して、たとえばスピンドル・ウ
ォッブル、ディスク・スリップまたは熱膨張の結果とし
てトラックが円形でなくなる時であっても、ディスクが
回転する際にヘッドがトラックの中心線をたどるための
手段を提供することが好ましい。技術が進歩して、より
小型のディスク駆動装置とトラック密度の向上がもたら
されるにつれて、サーボ・データの配置もそれに比例し
てより正確にならなければならない。
【0004】サーボ・データは、従来は、駆動装置を安
定して支持し、外部振動の影響を抑えるために巨大な花
こう岩ブロックを備える、ディスク駆動装置の外部にあ
るコストの高い専用のサーボ書き込み装置によって書き
込まれる。補助クロック・ヘッドを記録ディスクの表面
上に挿入して、基準タイミング・パターンを書き込み、
外部のヘッド・アーム・アセンブリを使用して、変換器
を正確に位置決めする。位置決め機構には、超精密親ね
じと、位置フィードバック用のレーザ変位測定装置が含
まれる。サーボトラックは、特化されたサーボ書き込み
器を用いてヘッド・ディスク・アセンブリ(HDA)の
媒体に書き込まれる。レーザ位置決めフィードバック
は、サーボトラックの書き込みに使用される記録ヘッド
の実際の物理的位置を読み取るために、このような機器
で使用される。
【0005】上で述べたものなどのサーボ書き込み機構
の短所は、外部のヘッドおよびアクチュエータによるア
クセスを可能にするためにディスクおよびヘッドが露出
されるので、クリーン・ルームが必要になることであ
る。さらに、そのようなサーボ書き込み機構がサーボ書
き込みのためにHDAの内部環境に進入することがます
ます困難になっている。というのは、HDA自体が非常
に小さくなり、且つ、その覆い及び成形が、正しい動作
に適しているかに依存するからである。たとえば、一部
のHDAは、プラスチックのクレジット・カードと同一
の寸法と厚さを有する。
【0006】これらの課題に鑑みて、自己サーボ書き込
みを実行できるディスク駆動装置は、非常に有利になる
はずである。しかし、この手法では、新たな課題が提示
される。具体的に言うと、自己サーボ書き込みシステム
は、機械的な外乱を受ける可能性が高い。さらに、自己
サーボ書き込みの際の伝搬トラックの相互依存性のため
に、機械的外乱および他の要因によって導入されるトラ
ック形状誤差が、伝搬トラック書き込み時にトラックか
らトラックへと増幅される可能性がある。したがって、
自己サーボ書き込みシステムは、高密度ディスク駆動装
置の厳格な要件を満たすために、高い精度を有するサー
ボ・パターンを書き込むことができなければならない。
【0007】サーボ・パターンは、ディスク表面にある
間隔で置かれた遷移のバーストからなる。自己伝搬で
は、アクチュエータのサーボ制御に使用される半径方向
位置信号が、サーボ書き込み処理の前のステップの間に
書き込まれたパターンのリードバック振幅の測定値から
導出される。すなわち、書き込まれたトラックのバース
トは、サーボ・コントローラが次のトラックを書き込む
時になぞるトラック形状を規定する点の組を構成する。
したがって、バースト書き込み中の変換器位置の誤差
は、所望の円形トラック形状からのひずみとして現れ
る。サーボ・コントローラは、次のバースト書き込みス
テップでアクチュエータにその結果の非円形軌道を追従
させ、その結果、新しいバーストは、前のステップなら
びに現在のステップに存在する誤差を(サーボ・ループ
の閉ループ応答を介して)反映した位置に書き込まれ
る。その結果、この処理の各ステップに、前のトラック
形状誤差のすべての「記憶」が含まれる。この「記憶」
は、サーボ・ループの特定の閉ループ応答に依存する。
【0008】トラック形状誤差をもたらす影響には、記
録媒体の特性の変動や変換器の浮上高さの変動などから
生じる、書き込まれたトラックの幅の変調とランダムな
機械的運動が含まれる。このような誤差の制御されない
増大は、過度に円形から逸脱したトラックにつながる可
能性があり、場合によっては、誤差の増大が誤差マージ
ンのすべてを超える誤差の指数関数的な増加につなが
り、自己伝搬処理を失敗させる可能性がある。その結
果、自己サーボ書き込みシステムは、サーボ・パターン
を正確に書き込みつつ、トラック形状誤差の伝搬を制御
するための手段を備える必要がある。
【0009】自己サーボ書き込み方法の1つが、オリバ
ー(Oliver)他に対する米国特許第4414589号明
細書に開示されており、同明細書では、トラック間隔の
最適化が教示されている。ヘッドの位置決めは、下記の
形で達成される。まず、可動読み取り及び書き込みヘッ
ドのうちの1つが、位置決め手段の移動範囲の第1の停
止限界に位置決めされる。このヘッドは、第1基準トラ
ックの書き込みに使用される。所望の平均トラック密度
に経験的に対応する、所定の比率X%の振幅減少を選択
する。可動ヘッドは、第1基準トラックを読み取り、第
1基準トラックからの信号の振幅が元の振幅のX%に減
少するまで第1停止限界から離れるように変位される。
その後、第2基準トラックを新しい位置にそのヘッドに
よって書き込み、読み取り、第2基準トラックからの信
号の振幅が元の値のX%に減少するまで、前と同じ方向
にヘッドを変位させる。ディスク全体に基準トラックを
書き終えるまで、この処理を継続する。平均トラック密
度を検査して、所望の平均トラック密度の所定の許容範
囲内であることを確認する。平均トラック密度が高すぎ
るか低すぎる場合、ディスクを消去し、X%の値を適当
に増減し、この処理を繰り返す。平均トラック密度が所
定の許容範囲内にある場合、所与の平均トラック密度の
所望の減少率X%が決定され、サーボ書き込み機構は、
サーボ書き込みステップに進むことができる。したがっ
て、オリバーは、ヘッドを位置決めする手段を提供する
が、半径方向の伝搬中の誤差の増大を制限する方法は教
示していない。
【0010】ヤンツ(Janz)に対する米国特許第491
2576号明細書およびクリッブス(Cribbs)他に対す
る米国特許第5448429号明細書には、ディスク駆
動装置自体の変換器対を用いてサーボ・パターンを書き
込む方法が記載されている。3種類のサーボ・パターン
を使用して、3相信号を生成し、これによって、速度に
正比例する傾斜を有する差信号がもたらされる。ヤンツ
は、変換器からの信号レベルが、ディスクに記録された
特定のパターンに対する変換器の位置合せの尺度である
ことを観察した。たとえば、磁束ギャップがパターンの
40%だけを掃引する場合、読み取り電圧は、変換器が
そのパターンの中央に位置合せされている時に得られる
最大電圧の40%になる。ヤンツは、この現象を使用し
て、データ・トラックとして意図された中心線経路に沿
った3つのオフセットした千鳥パターンのうちの2つを
またぐことによって、ヘッドを位置決めする。好ましい
処理で、ヤンツは、ディスクの1面がサーボ用に予約さ
れ、他面がデータに予約された専用サーボ・アーキテク
チャを説明している。このディスク駆動装置には、共通
のアクチュエータを共用する、反対の面上にある2つの
変換器が含まれる。データ初期設定のために消去済みデ
ィスクをフォーマットするためには、第1相のサーボ
を、サーボ面の外周の縁に書き込む。その後、変換器
を、第1相サーボトラック振幅によって示されるトラッ
クの半分だけ半径方向の内側に移動し、第1データ・ト
ラックをデータ面に記録する。次に、今回は第1データ
・トラック振幅によって示されるトラックの半分だけ半
径方向の内側に変換器を移動し、第2相サーボトラック
をサーボ面に記録する。両面が完全に書き込まれるま
で、このシーケンスを繰り返す。書き込まれるトラック
数が多すぎるか少なすぎる場合には、ディスクを再フォ
ーマットし、トラック数によって決定される量だけ、ス
テップ幅をわずかに調節する。正しい間隔のサーボトラ
ックに完全に従ってディスク駆動装置がフォーマットさ
れたならば、ユーザ・データの受け取りに備えてデータ
・トラックを消去する。残念ながら、ヤンツが記載した
方法では、サーボトラック専用のディスク面と、連繋し
て動作する2つのヘッドが必要である。さらに、変換器
浮上高さの変動、スピンドルの振れ、および媒体の不完
全性によって、オフトラック読み取り信号振幅の単純な
読みに依存する半径位置の決定が崩れる可能性がある。
従来技術の方法は、これらの問題に対処しておらず、し
たがって、高性能ディスク駆動装置への応用には不適切
である。
【0011】クリッブス他は、回転式記録ディスクと、
ディスク表面と情報をやり取りする変換器と、表面上で
変換器を半径方向に掃引するためのサーボ・アクチュエ
ータ手段と、変換器に結合された可変利得読み取り増幅
器(VGA)と、VGAに結合されたアナログ・ディジ
タル変換器(ADC)と、ディスク表面の直流消去のた
め変換器に結合された消去周波数発振器と、ADCに現
れるディジタル出力を格納するためのメモリと、ディジ
タル・メモリ内の前の読み取り振幅の表現のある比率で
ある変換器読み取り振幅をもたらす半径位置へ移動する
ようにサーボ・アクチュエータに信号を送るためのコン
トローラとを含む、自己サーボ書き込み能力を有するハ
ード・ディスク駆動システムを教示している。
【0012】やはり、誤差の増大の問題は、クリッブス
他によって具体的に対処されていない。クリッブス他
は、浮上高さ変動から生じるトラック幅変調が、自己伝
搬処理に影響するトラック形状誤差の源であることを注
記している。ディスクの余分の3回転を使用して、サー
ボ誤差制御信号を平滑化し、伝搬バーストを書き込むス
テップのそれぞれの前に、サーボ・アクチュエータの
「ハンチング」および「ディザリング」を減らす手順の
概要が示されている。過度な「ハンチング」をもたらす
のに十分な大きさのトラック幅変調が、1ステップのバ
ースト書き込みの間に発生する可能性は低い。というの
は、特に、幅変調が、オントラック・リードバック変調
と比較して二次的な効果であり、また、クリッブスによ
る処理の予備ステップが、過度なオントラック変調を有
するディスク・ファイルのすべてを拒絶することである
からである。本発明人の経験と詳細な分析によれば、固
有トラック幅変調は、通常はトラック幅の数パーセント
程度のレベルで発生するに過ぎないが、誤差増大を介し
てトラックの非円形性がはるかに高いレベルまで増加す
る可能性が高い。また、高利得サーボ・ループの位置誤
差信号で識別できる信号は、誤差信号自体よりもはるか
に大きい、基礎となるトラック形状誤差を示すことが明
白である。これは、位置誤差信号が、サーボ・ループが
追従できなかった基礎となるトラック形状誤差の残留部
分にすぎないという事実の結果である。したがって、前
に述べたように、位置誤差信号を平滑化するためにトラ
ック追従中に目標振幅を調節するためのクリッブスの手
順は、基礎となるトラック形状誤差が単に隠されるだけ
で除去されない手順である。
【0013】平滑化方法がすべてのタイプのサーボ・ル
ープで機能する(その可能性は低い)と仮定しても、ク
リッブス他の提案する解決策は、処理の各ステップでデ
ィスクの余分な3回転が必要なので魅力的ではない。そ
の結果、この手法では、サーボ書き込み時間が2倍にな
り、実施コストが高くなる。
【0014】米国特許出願番号第08/349028号
明細書および米国特許出願番号第08/405261号
明細書に、前に説明した問題を克服する自己サーボ書き
込みシステムが記載されている。ヘッド位置決めは、ま
ず、たとえば複数の伝搬バーストを用いて、基準トラッ
クを書き込み、次に、リードバック信号の振幅が所定の
量だけ減少したと判定されるまで、基準トラックを読み
取りながら次の位置へヘッドを移動することによって達
成される。この判定は、2ステップの処理でセクタごと
に行われることが好ましい。まず、各バーストの信号振
幅を、最後に書き込まれたトラックの同一の円周位置で
測定された対応する正規化値と比較して、伝搬バースト
分数振幅を得る。次に、この現在値を、そのセクタの基
準値と比較し、その差を、位置誤差信号(PES)とし
て使用して、ヘッド位置に対する補正を行う。PES
は、後に使用するために記憶される。正規化値は、正規
化回転で新たに書き込まれるトラックごとに更新され
る。全トラックの更新は、その前に実行されている。と
いうのは、正規化値を提供するトラックからトラックへ
の伝搬バースト振幅が、たとえば浮上高さの変動や、デ
ィスクの磁気特性の変調または他の原因に起因して変動
する傾向を有するからである。新しい基準値も、正規化
回転中にトラックごとに計算され、この新しい基準値に
は、記憶されたPES値が組み込まれ、トラック形状誤
差の増大を減らす効果を有する。新しい基準値のそれぞ
れは、公称基準値と、前にセクタごとに記憶されたPE
Sから計算された調整値とが含まれる。さらに、サーボ
・ループは、あるトラックから次のトラックにかけて、
トラック形状誤差を増大させるのではなく減少させる閉
ループ応答を有するように設計される。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】提案される方式の短所
は、正規化値と基準値のトラックごとの更新のために、
サーボ書き込み処理にかかる時間が増加することであ
る。したがって、自己サーボ書き込みに関連する前述の
精度の問題を克服すると同時に、許容可能なサーボ書き
込み性能を提供する自己サーボ書き込み式ディスク・フ
ァイルが必要である。
【0016】本発明の主目的は、自己サーボ書き込みの
ための正確で時間効率の良い方法およびシステムを提供
することである。
【課題を解決するための手段】本発明の自己サーボ書き
込みは、変換器の位置決めに使用される少なくとも1つ
の基準値が、書き込まれるトラックのすべてではなく一
部について更新されることを特徴とする。
【0017】この基準値は、たとえば、正規化値、
「f」基準値または「f」基準値の決定に使用される成
分、すなわち、公称平均基準値または公称平均基準値に
対する調整値である。基準値は、変換器がトラック上に
位置決めされた時に書き込み済みトラックから得られる
正規化リードバック信号の振幅など、変換器位置の少な
くとも1つの定義済みの標徴に依存する。第1の実施例
では、基準値の更新が、N個のトラックを書き込むごと
に実行され、Nは、標徴(indicium)のトラック間変動
の期待値によって決定される固定された数または数の範
囲である。サーボ書き込みシステムは、標徴の実際の変
動に応答してサーボ書き込み中にNを動的に増減するよ
うに設計することができる。第2の実施例によれば、更
新は、必要な時だけ、たとえば、2つの書き込まれるト
ラック(隣接したトラックである必要はない)の間で測
定された標徴の変動が定義済みの閾値を超える時に、実
行される。二重要素ヘッドを使用するシステムの場合、
サーボ書き込み精度は、基準値の更新の前に読み取りヘ
ッド調節を実行することによって高められる。
【0018】
【発明の実施の形態】まず、本発明によって提案される
発明の基礎となる技術を説明する。
【0019】I.自己サーボ書き込み式ディスク駆動装
置 図1に、本発明を実施するのに好ましい自己伝搬式ディ
スク駆動装置サーボ書き込みシステムの主要構成要素を
示す。ディスク駆動装置20には、記録用変換器22、
ボイス・コイル式のアクチュエータ24、記録媒体2
6、サーボ・パターン復調器27および読み取り及び書
き込み制御電子系統28が含まれる。ディスク駆動装置
20は、パターン・ジェネレータ30と直列の時間遅れ
ユニット31に接続され、パターン・ジェネレータ30
は、タイミング・コントローラ32によって刻時され
る。タイミング・コントローラ32は、マイクロプロセ
ッサ・シーケンス・コントローラ33の指示の下で、正
確に制御された時刻に磁気遷移のバーストを記録できる
ようにする。半径方向の自己伝搬バーストの書き込みお
よび検出のために、タイミング・コントローラには、1
回転ごとに1つのインデックス・タイミング・マークに
単純に同期化される、たとえば米国カリフォルニア州サ
ニーベール(Sunnyvale)のAdvanced Micro Devices Co
rporation社が製造するAM9513Aなどのシステム
・タイミング・コントローラが含まれる。しかし、実際
の製品サーボ・パターンの書き込みには、特にサーボ識
別フィールドを書き込む時に、また、位相符号化サーボ
・パターンを書き込む時には必ず、はるかに厳しいタイ
ミング制御が必要であることを理解されたい。自己伝搬
と矛盾しない形で内部ディスク・ファイル記録用変換器
を使用してこのような正確なタイミング制御を達成する
方法は、米国特許第5485322号明細書に記載され
ている。
【0020】読み取り及び書き込み制御電子系統28か
らのリードバック信号は、振幅復調器回路34に供給さ
れ、その振幅は、マイクロプロセッサ・シーケンス・コ
ントローラ33と協同して動作するタイミング・コント
ローラ32によって決定される時刻(たとえば、ヘッド
がディスク上のバースト・パターン上を通過する時)
に、アナログ・ディジタル変換器(ADC)36によっ
てディジタル値に変換される。ADC36のディジタル
化出力は、除算器40に供給される。除算器40は、メ
モリ38に記憶されたディジタル化された正規化値で信
号を割る。除算器40の出力は、減算器42に供給さ
れ、減算器42は、メモリ38から取り出された基準値
からディジタル入力値を減算して、位置誤差信号(PE
S)を作る。これらの機能は、後で詳細に説明する。
【0021】PESは、ディジタル・サーボ・コントロ
ーラ44に供給され、ディジタル・サーボ・コントロー
ラ44は、この信号を適当な調整制御信号に変換する。
その後、この調整信号は、ディジタル・アナログ変換器
(DAC)46によってアナログ形式に変換され、さら
に、ボイス・コイル・モータ(VCM)ドライバ48に
よって増幅され、電流に変換される。ドライバ電流は、
ディスク・ファイル内のボイス・コイル式のアクチュエ
ータ24に印加され、記録媒体26に関しておおむね半
径方向に記録用変換器22を移動させる。
【0022】マイクロプロセッサ・シーケンス・コント
ローラ33は、記憶された基準テーブル値に対する修正
を決定するのに一般的に使用される計算能力、時間遅れ
ユニット31に適用される近時遅延設定を決定するため
の計算能力およびパターン・ジェネレータ30用の制御
信号を作るための計算能力を提供する。除算器40、減
算器42およびディジタル・サーボ・コントローラ44
の機能は、すべてがマイクロプロセッサ・シーケンス・
コントローラ33の適当なプログラミングを介して達成
されることが好ましい。
【0023】図2は、破線によって表された複数の伝搬
トラック111、112、113などを含む、記録媒体
26の一部を示す図である。各トラックには、複数のセ
クタが含まれ、第1セクタ101は、通常は、たとえば
ディスク・スピンドル・モータ・ドライバまたはタイミ
ング・コントローラからのインデックス・パルスによっ
て決定される、ディスク回転インデックスの直後にあ
る。各セクタは、さらに、たとえば認識可能な一連の磁
気遷移などを含むバーストを含む第1の領域である伝搬
バースト領域103と、第2の領域104という2つの
領域に分割される。伝搬バーストによって、製品サーボ
・パターンを書き込むためにヘッドを正確に位置決めす
る際に使用される伝搬トラックが画定される。領域10
4は、精密タイミング伝搬システムによる使用のため、
および、たとえばセクタIDフィールドと、振幅バース
トや位相符号化パターンなどのパターンとを含む、実際
の製品サーボ・パターンのために予約されている。伝搬
バースト領域103は、サーボ書き込みの後にユーザ・
データによって上書きされることが好ましい。製品サー
ボ・パターンを含む部分以外の領域104のすべても、
ユーザ・データによって上書きされる。
【0024】伝搬バースト領域103のそれぞれは、さ
らに、複数のスロット105ないし110に分割され、
これらのスロットには、伝搬バースト(A、B、C、
D、EおよびF)が書き込まれる。図2の伝搬トラック
・ピッチは、割り当てられたデータ・トラック・ピッチ
の1/4であることが好ましい。すなわち、最初のユー
ザ・トラックが、伝搬トラック112に中心を合わせら
れる場合、次のデータ・トラックは、伝搬トラック11
6に中心を合わせられて、伝搬トラック113と伝搬ト
ラック114の間に1/4トラックの間隔が設けられ、
ディスク全体にわたってこうなる。図2からわかるよう
に、伝搬バースト・パターンは、6バーストの反復シー
ケンスからなることが好ましい。これは、半径方向に重
なり合わないバーストを用いると、記録用変換器を半径
方向に後退させ、前に書き込んだバーストを検査できる
ようになるので、有用である。
【0025】通常のセクタ数は120であり、通常のデ
ィスク回転数は5400rpmであるから、1セクタあ
たりの時間は約92マイクロ秒になる。通常のスロット
時間すなわち、スロットが円周方向の固定された基準点
を通過する際の持続時間は、7マイクロ秒である。バー
ストが長いと、復調中のフィルタリング時間が長くなる
ので、スロット時間は製品サーボ・パターン・バースト
の持続時間より長いことが好ましい。フィルタリング時
間が長いと、高い信号対雑音比がもたらされ、これによ
って、ディジタル・サーボ・ループ計算の一部、特に導
関数や速度に関連するサーボ項の決定に関する部分が単
純化される。さらに、伝搬バーストは後に上書きされる
ので、伝搬バーストを延長してもユーザ・データ空間の
損失はない。しかし、領域104へのタイミング・マー
クと製品サーボ・パターンの書き込みにより多くの時間
が必要な場合には、短いバースト時間を使用できること
を理解されたい。
【0026】図3を参照すると、反復式の自己伝搬処理
が示されている。第1ステップ130では、記録用変換
器が、ディスク・ファイルのアクセス可能最外周トラッ
ク(OD)またはアクセス可能最内周トラック(ID)
のいずれかに位置決めされ、アクチュエータが、機械的
な外乱に対してこれをロックするために物理的な止めに
押し付けられる。次のステップ132では、第1の伝搬
トラック111(図2)の、各伝搬バースト領域の最初
のスロットにAバーストが書き込まれる。また、製品サ
ーボ・パターンの最初の部分が、精密タイミング・マー
クと共に各セクタの領域104に書き込まれる。これら
は、伝搬バースト・パターンと同一面の領域104の先
頭の小さい部分だけを占め、ディスクの同一回転の間に
書き込まれることが好ましい。ディスクのスタック内の
他の記録面に書き込む場合、これらの面には、その次
に、書き込み電子系統を切り替えて各記録用変換器をそ
れぞれ選択することによって、連続するディスク回転中
に製品サーボ・パターンと共に(タイミング・マークは
除く)書き込まれることが好ましい。最初の回転または
複数ディスクの最初の一連の回転を、書き込み回転と称
する。
【0027】本発明の理解に重要な、ディスクの次の回
転を、正規化回転と称する。これを図3のステップ13
4に示す。このステップでは、ヘッドは読み取りモード
であり、マイクロプロセッサ・シーケンス・コントロー
ラ33は、各セクタの最初のスロットの間すなわち「A
バースト」の復調されたリードバック信号をサンプリン
グし、ディジタル化するようにADC36に信号を送
る。これらのディジタル・サンプル値は、メモリ38内
の伝搬バースト振幅正規化テーブルに格納される(図4
の正規化テーブル360を参照されたい)。
【0028】正規化回転ですべてのセクタを読み取った
後、次の最初の回転の伝搬バースト領域103を読み取
る前に、サーボ制御電圧計算に使用されるパラメータ
が、高速の移動と整定をもたらす所定の値(「ステップ
・パラメータ」)と等しい値に設定される。これを、図
3のステップ136として図示する。1例として、ディ
スク・ファイルの動作に使用されるパラメータに類似の
サーボ・パラメータは、ステップ・パラメータとして良
好に機能するはずである。
【0029】ディスクの次の回転は、「ステップ回転」
と称し、ステップ138として図示されている。このス
テップの実行に用いられる主要なサーボ書き込み要素の
一部を、図4に示す。図3および図4の両方を参照する
と、ステップ回転のステップ138の開始時に、メモリ
38には、正規化テーブル360だけではなく、セクタ
0ないしnのそれぞれの「f」基準値f0ないしfnの
リストを保持する事前にロードされた基準値テーブル3
62も含まれる。当初は、「f」基準値のすべてに、次
の伝搬トラック112から感知された場合の正規化リー
ドバック信号振幅の予想される振幅減少を表す同一の値
が割り当てられている。その後に書き込まれるトラック
について、「f」基準値は、公称平均基準値と現在のト
ラックに適した調整値の和から計算される。これらの計
算は、後で詳細に説明する。ステップ回転のステップ1
38の間に、マイクロプロセッサ・シーケンス・コント
ローラ33は、セクタごとに正規化テーブル360およ
び「f」基準値テーブル362をステップし、適当な正
規化値valn374を除算器40に経路指定し、対応
する減少係数Fn376を減算器42に経路指定する。
サーボ書き込みシーケンスの最初の繰り返しの間は、A
バーストから得られる正規化値の組aval0ないしa
valnが使用される。その結果、ADC36は、マイ
クロプロセッサ・シーケンス・コントローラ33の指示
の下でAバーストからのリードバック信号364のディ
ジタル化を継続し、ある大きさの振幅を有するリードバ
ック信号Acurr366を作る。除算器40は、Ac
urr366を受け取り、正規化値valn374でこ
れを割り、その結果である伝搬バースト分数振幅X36
8を減算器42に供給する。減算器42は、X368を
受け取り、「f」基準値Fn376からこれを引く。そ
の結果が、位置誤差信号PES370であり、これは、
記録用変換器22が各伝搬バースト領域103の末尾に
達する時に減算器42の出力から得られる。この時点
で、マイクロプロセッサ・シーケンス・コントローラ3
3は、ディジタル・サーボ・コントローラ44に信号を
送って、PES370を読み取らせ、新しい制御電圧設
定を計算させる。制御電圧372は、各セクタの後で調
節され、これによって、アクチュエータ24が、PES
370を減らす方向すなわち、伝搬トラック112に向
かう方向に駆動される。
【0030】アクチュエータ24は、通常は、ディスク
1回転の約1/4のうちに次の伝搬トラック112上で
整定する。その時すなわち図3のステップ140で、サ
ーボ制御電圧計算のパラメータに、異なるパラメータの
組すなわち「伝搬パラメータ」が代入される。伝搬パラ
メータは、トラック形状誤差を増幅せずに機械的外乱の
除去をもたらすように調整される。伝搬パラメータを決
定する方法は、後で説明する。次の伝搬トラックへのス
テップでは完全に1回転する必要がないが、これによっ
て、次のバーストの組を書き込む前に回転を完了させる
という問題が簡単になる。
【0031】この時点で、単一の伝搬トラックだけが書
き込まれており、したがって、書き込まれたデータ・ト
ラック数と書き込まなければならないトラックの総数を
比較する判断ステップ142の結果は、必然的に否定に
なり、この処理は書き込み回転ステップ132に戻る。
この第2の書き込み回転では、マイクロプロセッサ・シ
ーケンス・コントローラ33が、パターン・ジェネレー
タ30に信号を送って、各セクタの第2スロットに遷移
のバーストBを書き込ませる。前と同じく、精密タイミ
ング・マークと製品サーボ・パターンが、同一の記録面
の領域104に書き込まれ、製品サーボ・パターンだけ
が残りの記録面に書き込まれる。この書き込み回転の間
を通じて、ADC36は、Aバーストのディジタル化を
継続し、ディジタル・サーボ・コントローラ44は、記
録用変換器22が伝搬トラック112の所望の位置の近
くにとどまる位置にアクチュエータ24を維持する。こ
の書き込み回転中に得られるPES値は、後程新しい
「f」基準値を計算するための補正値を与える際に使用
するためにメモリ38内のテーブルに記録される。
【0032】次の回転は、やはりステップ134の正規
化回転である。この繰り返しでは、ADC36は、Aバ
ースト振幅とBバースト振幅の両方をディジタル化し、
Bバースト振幅を正規化テーブル360に格納する。そ
の一方で、サーボ・ループは、Aバースト振幅、記憶さ
れたAバースト正規化値および記憶された基準値から計
算されるPES値を使用するトラック追従を継続する。
新しい基準値も、この回転の間に計算されることが好ま
しい。新しいテーブルのそれぞれには、ディスクのこの
領域の所望の平均トラック間隔に適すると前に判定され
た公称平均基準値に現在のトラックに適し、格納された
PES値から得られる補正値を加えた値が設定される。
補正値には、たとえば、前の書き込み動作中に得られ
た、対応するセクタのために前に記憶されたPES値の
所定の分数を含めることができる。その代わりに、サー
ボ・ループの閉ループ伝達関数に依存するディジタル・
フィルタリング・アルゴリズムを使用して補正値を計算
することができる。このアルゴリズムは、前の書き込み
回転中に記憶されたPES値の組全体に適用される。調
整値計算は、書き込み回転ステップ132中に開始さ
れ、ステップ回転のステップ138中にセクタごとに完
了し、制御電圧の計算の直前に基準値テーブルが更新さ
れることが好ましい。
【0033】PES計算のためのBバーストに話を切り
替えると、この処理が繰り返される、すなわち、もう1
つのステップ回転(ステップ138)を実行し、ここで
記録用変換器22が次の伝搬トラックにステップ移動
し、その後、書き込み回転(ステップ132)で、Cバ
ースト、タイミング・マークおよび製品サーボ・パター
ンが書き込まれる。所望の数のデータ・トラックが書き
込まれるまでこれを継続する(Fバーストの次にはAバ
ーストに戻る)と、判断ステップ142で肯定の回答が
もたらされ、ステップ144で処理を終了する。
【0034】ここまでの議論では、一般に使用されてい
る通常の誘導読み取り及び書き込み要素と同様に、記録
読み取り変換器と書き込み変換器が1つの同一の変換器
であると仮定してきた。しかし、比較的最近に、磁気抵
抗(MR)変換器などの別々の読み取り要素と書き込み
要素を有する「二重要素(デュアル・エレメント)」変
換器が使用されるようになり、公称平均基準値設定によ
る伝搬トラック間隔の決定と制御に関して特別な注意が
必要になった。図6は、読み取り要素420と書き込み
要素422が、それぞれ異なる幅WrおよびWwを有
し、それぞれの中心軸aおよびbの間の相対オフセット
Woを有するMR変換器を表す図である。図7は、読み
取り要素420からの正規化リードバック振幅の変動
と、ヘッド・オフセットの影響を表すグラフである。リ
ードバック振幅は、y軸402に沿って示され、アクチ
ュエータの位置の変化は、x軸404によって示され
る。アクチュエータ位置Xo=0.0は、書き込み動作
中のアクチュエータ位置に対応する。曲線406の平坦
部分は、最適リードバック信号を生じるように半径方向
で書き込みパターンの内側に読み取り要素が位置合せさ
れるアクチュエータ移動の範囲を表し、図示のようにW
w−Wrに等しい。
【0035】図6および図7からわかるように、特定の
レベルの振幅減少に達するのに必要なアクチュエータ移
動量は、読み取り要素の幅、書き込み要素の幅、相対オ
フセットおよび移動方向に依存する。しかし、回転式ア
クチュエータ・ディスク駆動装置のヘッドの見掛けのオ
フセットは、アクチュエータがディスク・ファイルの最
外周トラックから最内周トラックへ掃引するにつれて変
化するので、伝搬トラック間隔は、ヘッド・オフセット
ではなく、読み取り要素と書き込み要素の幅だけによっ
て決定されることが望ましい。すなわち、アクチュエー
タ・アーム方向での読み取り要素と書き込み要素の空間
的な間隔は、アクチュエータ・アームの運動によって画
定される円弧に沿った、読み取り要素と書き込み要素の
異なる予定位置につながる。読み取り要素と書き込み要
素のオフセットへの依存は、ヘッドの正確な幾何形状の
予備知識を必要としない形で除去でき、具体的には、リ
ードバック振幅の測定を介して達成できる。しかし、完
全を期して、図8を参照してこの手法を次に説明する。
【0036】図8は、6つのバースト伝搬バースト領域
を使用して、自己サーボ書き込み中にデータ・トラック
を書き込む様子を示す図である。各伝搬バースト(Aな
いしF)は、所望のデータ・トラック・ピッチの1/4
を含むステップだけ隣接バーストから半径方向に変位し
ている。トラック・ピッチ520には、書き込み要素の
幅(データ・トラックの幅を決定する)と、隣接するデ
ータ・トラック502および504の間の所望の半径方
向の距離または間隔516の和が含まれる。半径方向ト
ラック間隔516は、前に述べたように、トラック書き
込み動作中に誤って隣接トラックを上書きすることがな
くなるのに十分な広さでなければならない。バースト
は、所望のトラック・ピッチの1/4だけ半径方向に離
隔されるので、書き込みヘッドは、データ・トラック5
04を書き込む時に、まずバーストAに位置合せされ
る。次に、書き込みヘッドは、次のデータ・トラック5
06を書き込む時に、4ステップまたは4伝搬トラック
だけ離れたバースト、この例ではバーストEに位置合せ
される。
【0037】互いに3/4トラック・ステップだけ半径
方向に離されたバースト・パターン対は、一直線上にな
らぶ共通の辺を有する。たとえば、伝搬バーストAおよ
びDは、破線512に沿った共通の辺を共有する。バー
スト・パターン508および510は、この関係を保つ
ように相対的に位置決めされる。たとえば、バースト・
パターン508のバーストDとバースト・パターン51
0のバーストAは、共通の辺に沿って半径方向に位置合
せされる。
【0038】読み取り要素514が、バースト・パター
ン510に関して位置決めされ、その結果、バーストA
からの正規化リードバック振幅が、バーストDからの正
規化リードバック振幅と等しくなる場合(A=D位
置)、相対正規化信号は、辺が一直線上にならぶ場合に
は0.5であり、辺が重なりあう場合には0.5を超
え、辺の間に間隔がある場合には0.5未満である。し
たがって、A=D位置での相対正規化信号は、伝搬トラ
ック・ピッチが小さすぎるか大きすぎるかの表示として
使用することができ、トラック・ピッチは、この相対正
規化信号を使用して、伝搬中に基準値を計算するのに使
用される公称平均基準値を調節することによって補正で
きる。正規化リードバック振幅が、位置に対して線形に
変化する(図7に示される、かなり良い近似)場合に
は、公称平均基準値の調節は、A=D位置で測定される
相対正規化信号から計算できる。
【0039】この関係は、次の点に留意することによっ
てよりよく理解できる。公称平均基準値を量rだけ変更
すると、A=D位置での相対正規化信号の3r/2の変
化がもたらされる。これは、3つのステップ、A−B、
B−CおよびC−Dのそれぞれが、rに等しい間隔変化
に寄与し、これらの変化が、AおよびDによって等しく
共有されるからである。したがって、公称平均基準レベ
ルは、A=D位置での相対正規化信号の所望のレベルか
らの逸脱の2/3に等しい量だけ調節しなければならな
い。
【0040】上で述べた自己伝搬サーボ・システムが外
乱を受けると、アクチュエータが理想的な伝搬トラック
から逸脱する可能性がある。これを、トラック位置ずれ
(TMR)と称し、これによって位置のずれた書き込み
バーストがもたらされる。次の伝搬サイクルでの位置の
ずれたバーストの後続のリードバックは、オフセットま
たは「変調された」位置信号をもたらす。
【0041】図9は、正しく位置決めされたバースト8
02と、TMRから生じる位置のずれたバースト622
を示す図である。前の伝搬トラックからXの距離にある
所望の伝搬トラックに中心を合わされた時に、変換器8
08は、正しく位置決めされたバースト802について
正規化リードバック振幅Rを読み取る。これは所望の位
置であるから、この正規化リードバック振幅は、基準ト
ラック値と等しく、0のPESがもたらされる。しか
し、位置のずれたバースト622は、その縁が変換器8
08の幅に対して相対的に量Eだけ所望の伝搬トラック
806の位置からシフトしており、R+Eの相対リード
バック信号をもたらす。
【0042】図10を参照すると、本発明の改良された
自己サーボ書き込みシステムの実施に適したサーボ制御
ループのブロック図が示されている。制御システムは、
オガタ(K. Ogata)著「Modern Control Engineerin
g」、Prentiss-Hall corporation(米国ニュージャージ
ー州Englewood Cliffs)刊に全般的に記載されている。
ループ・コントローラ850には、ディジタル・サーボ
・コントローラ44、DAC46およびVCMドライバ
48が含まれる。「プラント」852には、アクチュエ
ータ24と記録用変換器22が含まれる。プラントの出
力Xは、相対ヘッド幅単位での記録用変換器の絶対位置
を表す。自己伝搬中に観察可能な唯一の信号は、記録媒
体26に対する記録用変換器22の相対位置であるが、
サーボ・ループ性能の分析のためには、絶対位置Xを検
討することが有用である。ループ加算点856は、観察
された位置信号の相対的な性質を考慮に入れるために明
示的に含められている。したがって、観察される位置信
号は、絶対位置Xとバースト位置誤差Eの和に等しい。
この信号X+Eを、標準ループ基準加算点854で基準
トラック値Rと組み合わせて、位置誤差信号(PES)
を形成する。通常の形で、加算点に入る矢印の脇に示さ
れた符号は、加算の前に各信号に適用される符号要素を
表し、したがって、PESはR−(X+E)に等しい。
【0043】II.拡張された正規化シーケンス 上で述べた自己伝搬処理に対する改良の提案は、図3の
正規化のステップ134に対する変更である。図3で
は、サーボ・バーストを書き込むための変換器の正確な
配置を保証するために、サーボ書き込み処理の繰り返し
のすべてで正規化が実行される。正規化は、書き込み回
転の後、書き込まれたトラックから変換器を移動する前
に行われ、正規化値の更新に使用される。正規化値は、
書き込まれたばかりのトラックから得られるリードバッ
ク信号の振幅など、変換器位置の何らかの標徴に依存す
る。提案される自己サーボ書き込みシステムでは、変換
器位置の標徴がトラック間でゆっくり変化すると判定さ
れる場合には、すべてのトラックについて正規化回転が
必要になるわけではない。そうではなくて、正規化は、
たとえばサーボ書き込み処理のN回目の繰り返しごとな
どの固定間隔または必要に応じてスケジューリングされ
る。さらに、すぐに説明するように、これには、伝搬の
割込みと、ヘッドの方向反転が含まれる。
【0044】本発明による、ゆっくり変化するシステム
の正規化シーケンスの制御フローを図5に示す。ループ
328によって示されるように、この正規化ステップに
は、判断ステップ330が含まれ、その結果、正規化
は、書き込まれるトラックのすべてではなく一部で実行
されるようになる。この形で、サーボ書き込み時間が、
精度に対する影響を最小に抑えながら大幅に削減され
る。
【0045】第1の実施例は、標徴のトラック間変動が
既知であるか、簡単に決定され、ディスク全体にわたっ
てゆっくり変化する場合のディスク駆動装置に最もよく
適用される。標徴測定は、許容可能な精度を維持するた
めに、N個の伝搬トラックごとに行われるようにスケジ
ューリングされる。Nは、所定の固定された数または数
の範囲であり、サーボ書き込み精度とサーボ書き込み時
間短縮のバランスをとることによって決定される。実験
中に、本発明人は、ディスク駆動装置の特定の系列につ
いて、N=40という固定値が満足であることを発見し
た。Nは、トラック間の標徴の実際の変動に基づいて適
応式に増減することができる。たとえば、Nを、当初は
40などの省略時値に設定し、その後、2つのトラック
(隣接トラックである必要はない)間で測定された実際
の変動に基づいて増減する。この測定は、たとえば、各
「Aバースト」トラックで行うことができる。観察され
た変動が所定の閾値未満になる場合にはNを増やし、観
察された変動がそれと同一または別の所定の閾値を超え
る場合にはNを減らす。
【0046】正規化変動が未知または不規則な状況で
は、第2の実施例を使用することが適切である。第2の
実施例では、更新の頻度が、前に書き込まれたトラック
から測定された標徴値と、現在のトラックで測定された
標徴とを判断ステップ330で比較し、測定された標徴
の差が閾値を超える場合に限って正規化シーケンスに進
入することによって決定される。やはり、これらの予備
測定が行われるトラックは、隣接トラックである必要は
ない。
【0047】正規化処理は、任意選択として、図5のス
テップ336に示されるように、ある正規化回転から次
の正規化回転までに得られる同様のセクタの正規化値の
平均をとることによって、さらに拡張される。セクタ正
規化値の平均値は、その後、信号対雑音比を改善するた
めに実際の正規化値の代わりに使用される。
【0048】同様の形で、「f」基準値は、トラック間
でゆっくり変化することが判明した場合には、Nステッ
プごとに再計算するだけで十分である。その代わりにま
たはこれに追加して、新しい「f」基準値の計算に使用
される公称平均基準値または調整値もしくはこの両者
は、ゆっくり変化すると判定された場合には、Nステッ
プごとに更新することができる。この議論から、変換器
位置の他の標徴は、トラック間でゆっくり変化すること
が判明した場合に、感知できる影響をサーボ書き込み精
度に及ぼすことなくサーボ書き込み性能を拡張するため
に、より低い頻度で更新することができるということに
なる。
【0049】正規化回転の減少の場合に関して、二重要
素ヘッドを使用する自己サーボ書き込みシステムについ
て、もう1つの改良を提案する。図5のステップ332
によって示されるように、ヘッド・オフセットに対する
補正調整を、正規化シーケンスに追加する。
【0050】図11は、二重要素ヘッドを使用する時に
正規化ステップに導入される問題を示し、読み取り要素
調節を組み込んだ正規化シーケンスの提案を理解しやす
くするための図である。二重要素ヘッドには、書き込み
要素720と読み取り要素725が含まれ、この二重要
素ヘッドは、符号702、704、706、708およ
び712によって示されるさまざまな半径方向位置で図
示されている。まず、ヘッドは、OD(またはID)す
なわち位置702に移動され、ここで、書き込み要素7
20が、複数の伝搬バーストであるAバースト700
と、対応する製品サーボ・パターン750を書き込む。
正規化回転がこのトラックで実行される場合、Aバース
ト正規化値は、現在のヘッド位置で各Aバースト700
を読み取ることと、正規化テーブル360にそれを格納
することによって、簡単に得られる。単一要素ヘッドの
場合、読み取り及び書き込みは、この時点でAバースト
700を用いて位置合せされ、リードバック信号は、最
大のリードバック信号振幅を有する。しかし、図11か
ら、書き込み要素720の位置では、読み取り要素72
5が書き込み要素720からオフセットしているので、
読み取り要素725はAバースト700に位置合せされ
ないことが簡単にわかる。その結果、Aバーストの理想
的なオントラック正規化読みより低い読みが得られる。
【0051】提案される方式の下では、正規化は、少な
くとも最初の2つの伝搬トラックの書き込み中には禁止
される。Aバースト700の書き込みの完了時に、読み
取り要素725がAバースト700を読み取っている間
に、ヘッドは、リードバック振幅が所定の量だけ減少す
る位置(位置704)に達するまで、ODから離れる方
向に移動する。現在のヘッドの位置704が維持されて
いる間に、書き込み要素720は、複数のBバースト7
05と、対応する製品サーボ・パターン751を書き込
む。その後、ヘッドは、読み取り要素がAバースト70
0およびBバースト705上でサーボ動作する際に、位
置706に達するまでもう一度ODから離れる方向に移
動する。この位置706で、書き込み要素720は、C
バースト710とサーボ・パターン752のトラックを
書き込む。
【0052】この時点で、正規化回転の実行がスケジュ
ーリングされている場合には、まず、ヘッドを再位置決
めして、読み取り要素725がBバースト705と整列
するようにする(位置708)。再位置決めは、複数の
方法のうちの1つで達成される。たとえば、読み取り要
素から書き込み要素までのオフセット(Wo)が、特定
のディスク駆動装置またはディスク駆動装置の系列につ
いて既知の場合、公称平均基準レベルの所定のシフトを
使用して、正規化測定のステップ334の前に読み取り
要素725を正しく位置決めする。その代わりに、読み
取り要素725を、単一のバーストではなくバーストの
間の位置、たとえば、Bを中心とするA=C位置(Aバ
ースト振幅がCバースと振幅と等しい位置)にサーボ駆
動する。これによって、読み取り要素725は、読み取
り要素から書き込み要素までのオフセットに無関係に、
中間のBバースト705(位置708)に中心を合わせ
られる。読み取り要素725がBバースト705に位置
合せされた状態では、リードバック振幅が極大値にな
り、Bバースト振幅基準値が正確に測定される。偶数ス
テップだけ離れたバーストの対へのサーボ駆動によっ
て、あるバーストが必ず読み取り要素725の中心の下
にくることが保証されることに留意されたい。たとえ
ば、A=E点では、Cが中心にくる。もう1つの代替案
は、たとえばBバースト705から、最大リードバック
信号振幅が検出されるまで読み取り要素725を後退さ
せることである。リードバック信号が最大振幅に達した
時に、読み取りヘッドは問題のバーストに位置合せされ
ている。
【0053】オフセット調節のために正規化シーケンス
の時間は長くなるが、総合的なサーボ書き込み時間は、
必要な時だけ正規化が実行されるので短くなる。
【0054】VI.結論 要約すると、サーボ・ヘッドの正確な位置決めは、自己
サーボ書き込みを実行するためにこれを備えるディスク
・ファイルにおいてクリティカルである。前に開示した
自己サーボ書き込みシステムでは、変換器位置の標徴の
トラック間変動を補償するために、変換器の位置決めに
使用される基準値をトラックごとに更新することによっ
て精度が達成された。このような精度は、サーボ書き込
み時間の増加という犠牲のもとに得られた。しかし、ゆ
っくり変化するシステムでは、基準値に対する更新の回
数を制限することによって自己サーボ書き込み時間を短
縮できることがわかった。二重要素ヘッドを使用する時
には、更新の前にヘッド・オフセット分を調整すること
によって、さらに精度が拡張される。
【0055】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
【0056】(1)変換器を用いて第1トラックを書き
込むステップと、変換器位置の標徴が、基準値に対して
相対的に定義済みの形で変化するまで、第1トラックか
ら離れるように変換器を移動するステップと、次のトラ
ックを書き込むステップとを含み、基準値が、複数の書
き込まれたトラックのうちの一部では更新され、それ以
外のトラックでは更新されないことを特徴とする自己サ
ーボ書き込みシステムで複数のトラックを書き込む方
法。 (2)標徴が、移動する変換器からのリードバック信号
の振幅を含むことを特徴とする、上記(1)の方法。 (3)基準値が、正規化振幅値を含むことを特徴とす
る、上記(2)の方法。 (4)標徴が変化したことを判定するステップが、さら
に、リードバック信号振幅が、正規化振幅に対して相対
的に所望の量だけ減少したかどうかを判定するステップ
を含むことを特徴とする、上記(3)の方法。 (5)標徴が変化したことを判定するステップが、さら
に、リードバック信号振幅と正規化振幅値との間の差を
判定するステップと、その差を振幅減少基準値と比較す
るステップとを含むことを特徴とする、上記(2)の方
法。 (6)基準値が、変換器がトラック上で位置決めされて
いる間に標徴を測定することと、測定された標徴値によ
って基準値を置換することとによって更新されることを
特徴とする、上記(1)の方法。 (7)正規化振幅値が、変換器がトラックを読み取って
いる間に、リードバック信号の振幅を測定することと、
測定されたリードバック振幅によって正規化振幅値を置
換することとによって更新されることを特徴とする、上
記(3)の方法。 (8)さらに、更新の前に、変換器が第1トラック上に
位置決めされている時に標徴値を測定するステップと、
変換器が第2トラック上に位置決めされている時に標徴
値を測定するステップと、第1の測定された標徴値と第
2の測定された標徴値との間の変動を判定するステップ
とを含むことを特徴とする、上記(1)の方法。 (9)更新が、判定された変動が閾値を超える場合にの
み実行されることを特徴とする、上記(8)の方法。 (10)標徴が、トラック読み取り中に変換器アセンブ
リから得られたリードバック信号の振幅であることを特
徴とする、上記(9)の方法。 (11)基準値が、N個の書き込まれたトラックごとに
更新され、Nが固定間隔であることを特徴とする、上記
(1)の方法。 (12)基準値が、N個の書き込まれたトラックごとに
更新され、Nが可変間隔であることを特徴とする、上記
(1)の方法。 (13)基準振幅が、N個のトラックごとに更新され、
Nが、当初は事前に選択された値であり、その後、標徴
の連続する測定の間の変動の量に基づいて増減されるこ
とを特徴とする、上記(1)の方法。 (14)変動の量が閾値未満の場合に、Nが増やされる
ことを特徴とする、上記(13)の方法。 (15)変動の量が閾値を超える場合に、Nが減らされ
ることを特徴とする、上記(13)の方法。 (16)変換器が、別々の読み取り要素および書き込み
要素を含むことを特徴とする、上記(6)の方法。 (17)更新が、標徴を測定する前に、読み取り要素を
トラックに位置合せするステップをさらに含む、上記
(16)の方法。 (18)読み取り要素が、定義済みのオフセットだけト
ラックの方向にそれを移動することによって位置合せさ
れることを特徴とする、上記(17)の方法。 (19)読み取り要素の位置合せが、さらに、リードバ
ック信号振幅が最大振幅を有するように読み取り要素が
位置決めされるまで、トラックを読み取りながらトラッ
クの方法に読み取り要素を移動するステップを含むこと
を特徴とする、上記(17)の方法。 (20)読み取り要素の位置合せが、さらに少なくとも
第1、第2および第3のトラックを書き込むステップ
と、少なくとも第1および第3のトラックに読み取り要
素をサーボ駆動することによって、第1トラックと第3
トラックとの間の位置に読み取り要素を移動するステッ
プとを含むことを特徴とする、上記(17)の方法。 (21)各トラックが、複数の伝搬バーストを含むこと
を特徴とする、上記(1)の方法。 (22)各伝搬バーストが、基準値に関連することを特
徴とする、上記(21)の方法。 (23)さらに、測定される標徴値が、関連する基準値
に対して相対的に定義済みの形で変化するまで、各伝搬
バーストで標徴を測定しながら変換器をトラックから離
れるように移動するステップを含む、上記(22)の方
法。 (24)各基準値が、変換器がトラックおよびそれに関
連する伝搬バーストに位置決めされている間に標徴を測
定することと、測定された標徴によって基準値を置換す
ることとによって更新されることを特徴とする、上記
(22)の方法。 (25)少なくとも第1および第2のトラックのそれぞ
れが、関連基準値を有することを特徴とし、第2トラッ
クに関連する基準値が、変換器が第1トラック上に位置
決めされている間に標徴を測定することと、変換器が第
2トラック上に位置決めされている間に標徴を測定する
ことと、測定された標徴値の平均をとることと、平均標
徴値によって第2トラックに関連する基準値を置換する
こととによって更新されることを特徴とする、上記
(1)の方法。 (26)第1トラックの複数の伝搬バーストが、少なく
とも第2のトラックの複数の伝搬バーストとの1対1対
応を有することを特徴とし、少なくとも第2のトラック
での更新が、第1トラックの伝搬バーストのそれぞれで
標徴を測定することと、少なくとも第2のトラックの伝
搬バーストのそれぞれで標徴を測定することと、対応す
るバーストのグループのそれぞれについて測定された標
徴値の平均をとることと、少なくとも第2のトラックの
基準値のそれぞれを、対応する平均値によって置換する
こととによって実行されることを特徴とする、上記(2
2)の方法。 (27)変換器を用いて少なくとも第1、第2および第
3のトラックを書き込むステップと、各トラックの書き
込みの後、次トラックの書き込みの前に、正規化値に対
して相対的に所定の量だけリードバック信号振幅が減少
するまで、変換器のリードバック信号を監視しながら変
換器をトラックから離れるように移動するステップと、
第3トラックの書き込みの後に、少なくとも第1および
第3のトラックにサーボ駆動することによって、変換器
を第1トラックと第3トラックとの間の位置に移動する
ステップと、変換器位置を維持しながら、第2トラック
からのリードバック信号の振幅を測定することによっ
て、正規化振幅を更新するステップとを含む、自己サー
ボ書き込みシステムで複数のトラックを書き込む方法。 (28)記憶媒体と、記憶媒体上の、位置情報を含む複
数のトラックを読み取り、書き込むための、位置決め可
能な変換器アセンブリと、変換器位置の標徴を測定する
ための測定回路と、基準値を記憶するための記憶装置
と、変換器がトラックの向きに対して横の向きに移動し
ている間に、測定される標徴が基準値に対して相対的に
定義済みの形で変化したかどうかを判定し、そうである
場合には標識を生成するための、判定回路と、標識に応
答して記憶媒体に対する相対的な変換器の横移動を停止
する、記憶媒体に対して相対的に変換器を位置決めする
ためのサーボ・システムと、変換器が記憶媒体に書き込
まれたトラックのうちの一部に位置決めされた時に基準
振幅を更新し、変換器が他のトラックに位置決めされた
時には基準振幅を更新しない、コントローラとを含む、
自己サーボ書き込みシステム。 (29)標徴が、変換器からのリードバック信号の振幅
を含むことを特徴とする、上記(28)のシステム。 (30)基準値が、正規化振幅値を含むことを特徴とす
る、上記(29)のシステム。 (31)判定回路が、リードバック信号振幅が正規化振
幅値に対して相対的に所望の値だけ減少したかどうかを
判定することを特徴とする、上記(30)のシステム。 (32)判定回路が、リードバック信号振幅と正規化振
幅値との間の差を判定し、差が振幅減少基準値に等しい
かどうかを判定することを特徴とする、上記(29)の
システム。 (33)基準値が、変換器がトラック上に位置決めされ
ている間に標徴を測定することと、測定された標徴値に
よって基準値を置換することとによって更新されること
を特徴とする、上記(28)のシステム。 (34)正規化振幅値が、変換器がトラックを読み取っ
ている間に、リードバック信号の振幅を測定すること
と、測定されたリードバック振幅によって正規化振幅値
を置換することとによって更新されることを特徴とす
る、上記(30)のシステム。 (35)更新の前に、測定回路が、変換器が第1トラッ
ク上に位置決めされている時に標徴を測定し、変換器が
第2トラック上に位置決めされている時に再び標徴を測
定し、判定回路が、第1および第2の測定された標徴値
の間の変動を判定することを特徴とする、上記(28)
のシステム。 (36)判定された変動が閾値を超える場合に限って、
更新が実行されることを特徴とする、上記(35)のシ
ステム。 (37)標徴が、トラック読み取り中に変換器アセンブ
リから得られるリードバック信号の振幅であることを特
徴とする、上記(35)のシステム。 (38)コントローラが、N個の書き込まれたトラック
ごとに基準値を更新し、Nが、固定間隔であることを特
徴とする、上記(28)のシステム。 (39)基準値が、N個のトラックごとに更新され、N
が、可変間隔であることを特徴とする、上記(28)の
システム。 (40)基準振幅が、N個のトラックごとに更新される
ことを特徴とし、Nが、当初は事前に選択された値であ
り、その後、標徴の連続する測定の間の変動の量に基づ
いて増減されることを特徴とする、上記(28)のシス
テム。 (41)変動の量が閾値未満の場合に、Nが増やされる
ことを特徴とする、上記(40)のシステム。 (42)変動の量が閾値を超える場合に、Nが減らされ
ることを特徴とする、上記(40)のシステム。 (43)変換器が、別々の読み取り要素および書き込み
要素を含むことを特徴とする、上記(33)のシステ
ム。 (44)サーボ・システムが、標徴の測定の前に、トラ
ックに対して読み取り要素を位置合せすることを特徴と
する、上記(43)のシステム。 (45)サーボ・システムが、定義済みのオフセットだ
けトラックの向きに読み取り要素を移動することによっ
て、読み取り要素を位置合せすることを特徴とする、上
記(44)のシステム。 (46)さらに、変換器からのリードバック信号の振幅
を測定するためのリードバック信号振幅測定回路を含
み、この回路が、変換器がトラックに向かって横に移動
する際のリードバック信号振幅を測定し、リードバック
信号振幅が最大レベルに達したと判定される時に、サー
ボ・システムが横移動を停止することを特徴とする、上
記(44)のシステム。 (47)記憶媒体が、少なくとも第1、第2および第3
のトラックを含むことを特徴とし、サーボ・システム
が、第1トラックと第3トラックとの間の位置へ読み取
り要素を移動することと、変換器位置を維持するために
少なくとも第1および第3のトラック上の位置情報に対
してサーボ動作することとによって、読み取りヘッドを
位置合せすることを特徴とする、上記(44)のシステ
ム。 (48)各トラックが、複数の伝搬バーストを含むこと
を特徴とする、上記(28)のシステム。 (49)各伝搬バーストが、基準値に関連することを特
徴とする、上記(48)のシステム。 (50)測定された標徴のそれぞれが、関連する基準値
に対して相対的に定義済みの形で変化したことを判定回
路が示すまで、測定回路がトラックの伝搬バーストのそ
れぞれでの標徴を測定している間に、サーボ・システム
が、トラックから離れるように変換器を横に移動するこ
とを特徴とする、上記(49)のシステム。 (51)コントローラが、変換器を通る伝搬バーストの
それぞれで標徴を測定することと、測定された標徴によ
ってバーストの基準値を置換することとによって、トラ
ックの基準値のそれぞれを更新することを特徴とする、
上記(49)のシステム。 (52)少なくとも第1および第2の書き込まれたトラ
ックのそれぞれが、関連する基準値を有することを特徴
とし、第2トラックの基準値が、変換器が第1トラック
上に位置決めされている間に標徴を測定することと、変
換器が第2トラック上に位置決めされている間に標徴を
測定することと、測定された標徴値の平均をとること
と、平均標徴値によって第2トラックに関連する基準値
を置換することとによって更新されることを特徴とす
る、上記(28)のシステム。 (53)第1トラックの複数の伝搬バーストが、少なく
とも第2のトラックの複数の伝搬バーストとの1対1対
応を有することを特徴とし、少なくとも第2のトラック
での更新が、第1トラックの伝搬バーストのそれぞれで
標徴を測定することと、少なくとも第2のトラックの伝
搬バーストのそれぞれで標徴を測定することと、対応す
るバーストの対のそれぞれについて測定された標徴値の
平均をとることと、第2トラックの伝搬バーストのそれ
ぞれの基準値を、対応する平均値によって更新すること
とによって実行されることを特徴とする、上記(49)
のシステム。
【0057】
【発明の効果】本発明の正規化ステップには、書き込ま
れるトラックのすべてではなく一部で実行されるように
なる。この結果、サーボ書き込み時間が、精度に対する
影響を最小に抑えながら大幅に削減される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施するのに適した自己サーボ書き込
みシステムのブロック図である。
【図2】本発明を実施するのに適した自己サーボ書き込
みシステムでの、伝搬トラック、ディスク・セクタおよ
び伝搬バーストの間の関係を示す図である。
【図3】本発明を実施するのに適した自己サーボ書き込
みシステムのための基本処理ステップの流れ図である。
【図4】ステップ伝搬中の位置誤差信号の生成に用いら
れる自己サーボ書き込みシステムの要素を示すブロック
図である。
【図5】本発明の改良を組み込んだ自己サーボ書き込み
システムの流れ図である。
【図6】本発明の実施に適した二重要素ヘッド内の読み
取り要素と書き込み要素の相対オフセットを示す図であ
る。
【図7】本発明の実施に適した自己サーボ書き込みシス
テム内のディスク上でアクチュエータが位置を変更する
際のリードバック信号振幅の変動を示すグラフである。
【図8】本発明の実施に適した6バースト伝搬パターン
でのバーストの相対位置を示す図である。
【図9】正しく位置決めされた製品サーボ・パターン・
バーストと半径方向にオフセットしたバーストを示す図
である。
【図10】図9のバーストからのリードバック信号を位
置誤差と組み合わせて、本発明の実施に適した位置誤差
信号を形成するさまを示す、サーボ・ループの制御シス
テム図である。
【図11】本発明による、正規化回転中の二重要素ヘッ
ドの相対的なヘッド位置を示す図である。
【符号の説明】
20 ディスク駆動装置、22 記録用変換器、24 ア
クチュエータ、26 記録媒体、27 サーボ・パターン
復調器、28 読み取り及び書き込み制御電子系統、3
0 パターン・ジェネレータ、31 時間遅れユニット、
32 タイミング・コントローラ、33 マイクロプロセ
ッサ・シーケンス・コントローラ、34 振幅復調器回
路、36 アナログ・ディジタル変換器(ADC)、3
8 メモリ、40 除算器、42 減算器、44 ディジタ
ル・サーボ・コントローラ、46 ディジタル・アナロ
グ変換器(DAC)、48 ボイス・コイル・モータ
(VCM)ドライバ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バックネル・チャプマン・ウェブ アメリカ合衆国10562 ニューヨーク州 オシニングシスカ・ロード 811 (72)発明者 エドワード・ジョン・ヤームチャック アメリカ合衆国10541 ニューヨーク州 マホパックフランクリン・ドライブ 19 (56)参考文献 特開 平8−329633(JP,A) 特開 平7−287951(JP,A) 特開 平5−314692(JP,A) 特開 平4−302876(JP,A) 特開 平1−130370(JP,A) 特開 昭62−121905(JP,A) 特開 昭61−294670(JP,A) 特開 昭61−218814(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 21/10 G11B 5/09

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】記録媒体と、 この記録媒体上の、位置合せ用のバーストを含むサーボ
    ・パターンを読み取り及び書き込む位置決め可能な変換
    器と、 この変換器位置を測定する位置測定回路と、 前記変換器の前記記録媒体上における所望の円形トラッ
    ク形状に対する振幅値を記憶する記憶装置と、 前記変換器が前記記録媒体のトラックの向きに対して横
    に移動している間に、前記バーストのリードバック信号
    の振幅を測定するリードバック信号振幅測定回路と、 前記リードバック信号が所定の大きさだけ減少したかど
    うかを判定し、その判定結果を表す信号を出力する判定
    回路と、 前記記録媒体に対して前記変換器を位置決めし、前記判
    定結果を表す信号に応答して前記変換器の移動を停止す
    るサーボ・システムと、 前記変換器が前記トラック上にバーストを書き込むため
    に位置決めされている間に、前記リードバック信号を正
    規化し位置誤差信号を生成して、この位置誤差信号を前
    記判定回路に渡し、並びに、前記基準値を前記記憶され
    ている値から更新することを、前記記憶媒体の複数トラ
    ックにおいて一部トラックについてのみ行うコントロー
    ラとを備えた自己サーボ書き込みシステム。
  2. 【請求項2】前記コントローラは前記基準値をNトラッ
    クごとに更新し、このNが固定された数である請求項1
    記載の自己サーボ書き込みシステム。
  3. 【請求項3】前記コントローラがは前記基準値をNトラ
    ックごとに更新し、このNが固定された数の範囲である
    請求項1記載の自己サーボ書き込みシステム。
  4. 【請求項4】前記コントローラは、当初は事前に選ばれ
    た値であるNを用いてNトラックごとに正規化を行い、
    このNを前記リードバック信号の振幅の差に基づいて増
    減する請求項1記載の自己サーボ書き込みシステム。
  5. 【請求項5】前記トラック中で2トラックの前記リード
    バック信号の振幅の差が閾値未満の場合に、前記Nが事
    前に選択された値よりも増やされる請求項4記載の自己
    サーボ書き込みシステム。
  6. 【請求項6】前記トラック中で2トラックの前記リード
    バック信号の振幅の差が閾値以上の場合に、前記Nが事
    前に選択された値よりも減らされる請求項4記載の自己
    サーボ書き込みシステム。
  7. 【請求項7】前記変換器が、読み取り要素と書き込み要
    素とをそれぞれ備えた請求項1記載の自己サーボ書き込
    みシステム。
  8. 【請求項8】前記読み取り要素の位置決めは、前記書き
    込み要素から既知のオフセット分だけ前記読み取り要素
    を移動させることで行う請求項7記載の自己サーボ書き
    込みシステム。
  9. 【請求項9】前記記憶媒体が少なくとも第1、第2およ
    び第3の順に並んだトラックを含み、前記リードバック
    信号振幅測定回路が測定した前記第2トラック上を中心
    に有するバーストからのリードバック信号が最大振幅に
    達した時をもって前記読み取り要素の位置合せを行う請
    求項7記載の自己サーボ書き込みシステム。
  10. 【請求項10】前記記憶媒体が少なくとも第1、第2お
    よび第3の順に並んだトラックを含み、前記リードバッ
    ク信号振幅測定回路が測定した前記第1トラック上に中
    心を有するバーストからのリードバック信号と、前記第
    3トラック上に中心を有するバーストからのリードバッ
    ク信号とが等しくなる位置に移動させることによって前
    記読み取り要素の位置合わせを行う請求項7記載の自己
    サーボ書き込みシステム。
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