KR0160001B1 - 헤드의 판독 소자 및 기록 소자간 간격 결정 방법과 데이타 배치시의 조직적 에러 정정 방법 및 자기 서보 기록 방법 - Google Patents

헤드의 판독 소자 및 기록 소자간 간격 결정 방법과 데이타 배치시의 조직적 에러 정정 방법 및 자기 서보 기록 방법 Download PDF

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KR0160001B1
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죠세프 체이너 티모시
폴 프레이노 앤소니
디클맨 슐츠 마크
씨. 웨브 버크넬
죤 얌척 에드워드
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윌리암 티.엘리스
인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션
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  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
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Abstract

자기 서보 기록에 있어서 타이밍 패턴들의 배치에 대한 개선안은 기하학적 영향에 기인하는 랜덤 에러 및 조직적 에러들의 정정을 포함한다. 서로 분리된 판독 소자 및 기록 소자를 갖는 기록 헤드를 구비한 디스크 드라이브에 있어서, 상기 소자들간의 간격을 결정하는 방법과 상기 헤드 및 디스크간의 왜곡 각도의 함수로서 위와 같은 에러들을 정정하는 방법이 제공된다. 액츄에이터상의 헤드 오정렬에 의한 에러뿐 아니라 상기 소자들의 오정렬 및 비평행성에 기인하는 에러들도 검출되고 교정된다. 디스크의 회전 속도 변화에 기인하는 에러 및 인접한 타이밍 패턴들에 대한 타이밍 패턴들의 잘못된 배치에 기인하는 에러들이 검출되고 각 디스크상에 랜덤에러를 기록하고 검출하는데와 후속되는 트랙들상에서 정정될 수 있다.

Description

헤드의 판독 소자 및 기록 소자간 간격 결정 방법과 데이타 배치시의 조직적 에러 정정 방법 및 자기 서보 기록 방법
제1도는 디스크 및 전형적인 디스크 서보 패턴을 도시.
제2도는 패턴 전파의 독립된 인과적 경로들이 생성되는 방식과 디스크의 추가적 회전을 측정하고 사용함으로써 이들이 제거되는 방식을 도시.
제3도는 전자적 서보 패턴 기록기를 도시.
제4도는 이중 회전 프로세스에 의해 서보 패턴이 기록되는 방식을 도시.
제5도는 판독 소자 및 기록 소자의 물리적 분리가 시간 지연을 초래하는 방식을 도시.
제6도는 헤드가 트랙 중심을 벗어날때 비평행적인 판독/기록 헤드가 트리거 패턴을 패턴을 명백히 쉬프트시키는 결과를 야기하는 방식을 도시.
제7a도는 비평행적인 판독 소자 및 기록 소자가 초래하는 패턴의 회전을 도시.
제7b도는 잘못 정렬된 헤드 장착이 초래하는 패턴 회전을 도시.
제8도는 조직적인 에러가 패턴 전파에 미치는 영향을 도시.
제9도는 조직적 에러를 제거하고 패턴의 회전을 없애는 프로세스를 도시.
제10도는 스핀들 속도 지터의 영향을 제거하는 방법을 도시.
제11도는 감소된 구간 지터를 갖는 클럭 전파 방법을 도시.
제12도는 디스크의 추가적 회전이 없는 클럭 전파 방법을 도시.
제13도는 단일 회전의 클럭 전파 프로세스로 서보 패턴이 기록되는 방법을 도시.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
2 : 방사적 전파 제어부 4 : 타이밍 전파 제어부
6 : 패턴 발생기 8 : 디스크 기억 장치
10 : 판독/기록 트랜스듀서 12 : 액츄에이터
46 : 판독 소자 48 : 기록 소자
[발명의 배경]
[관련출원에 대한 상호 참조자료]
본 출원은 체이너(T. Chaniner)등에 의해 1993년 3월 8일에 출원되었고 발명의 명칭이 기억 매체에 서보 패턴을 기록하는 방법 및 시스템인 미국 특허출원 제 08/028,044호에 관련되며, 이 출원은 본 출원과 함께 양도되었으며 본 발명의 참고자료로 포함된다. 본 출원은 또한 얌척(E. Yarmchuk)등에 의해 1994년 12월에 미국 특허출원된 내용과도 관련되며 이 출원 또한 본 발명의 참고자료로 포함된다.
[발명의 분야]
본 발명은 컴퓨터를 위한 하드디스크 드라이브 메모리 기억 장치에 일반적으로 관련된다. 특히 본 발명의 디스크 드라이브 장치 및 디스크 드라이브 장치에 서보 트랙 정보를 기록하는 방법에 관련된다. 특히 본 발명은 기록 매체(recording media)의 기록 표면상에 서보 패턴을 형성하기 위한 복잡한 기계적 및/또는 광학적 위치 결정 시스템(positioning system)에 대한 필요성을 경감시키는 것에 또한 관련된다.
[관련 기술의 설명]
국제 특허 출원 제 WO 94/11864호에 설명된 바와같이, 프로피 디스크 및 하드 디스크 드라이브의 기억 용량 증가 수준은 예를들어 자기 저항 헤드(MR head) 기술을 사용함으로써 더 좁은 트랙에 판독하고 기록하는 능력뿐 아니라 음성 코일 및 기타 다른 유형의 서보 위치 결정기(servo positioner)를 사용하여 가능해진 더 높은 트랙 밀도(higher track density)의 직접적인 결과이다. 이전에는 저 트랙 밀도 디스크 드라이브가 리드스크류 및 스텝 모터 메카니즘(leadscrew and stepper motor mechanism)을 사용하여 만족할 만한 헤드 위치 결정을 할 수 있었다. 그러나 리드스크류-스텝 모터 조합의 기계적 에러가 트랜간 간격(track-to-track spacing)에 비교할때 중요해질 정도로 트랙 밀도가 큰 경우는 헤드의 위치가 헤드 자신이 판독하는 신호들로부터 결정될 수 있는 내장형 서보(embedded servo)가 필요하다
[종래의 하드 디스크 제조 기술은 헤드 디스크]
조립체(Head Disk Assembly)(HDA)의 매체 위에 특별한 서보 기록기 기구(servowriter instrument)를 가지고 서보 트랙들을 기록하는 과정을 포함한다. 서보 트랙을 기록하는데 사용되는 기록 헤드의 과정을 포함한다. 서보 트랙을 기록하는데 사용되는 기록 헤드의 실제 물리적 위치를 판독하기 위해서 상기 기구들에는 레이저 위치 결정 궤환(laser positioning feedback)이 사용된다. 그러나 불행하게도 이와같은 서보 기록기들이 서보 기록을 위해 HDA 의 내부 환경에 들어가는 것은 점점 더 어려워지는데, 그 이유는 HDA 자체가 매우 작은 뿐 아니라 서보 기록기가 잘 동작할 수 있는 장소에 있는가는 HDA 의 커버 및 주형에 의존하기 때문이다. 몇몇 HDA 는 플라스틱으로 된 신용 카드의 크기나 두께와 같다. 이와 같은 수준의 초소형 부품(microminiatruization)에서는, 전통적인 서보 기록 방법이 적합하지 않다.
통상적인 서보 패턴은 데이타 트랙의 중심선에서 양쪽으로 매우 정밀하게 떨어져서 위치된 일정 주파수 신호의 짧은 버스트들로 대개 구성된다. 상기 버스트는 섹터 헤더 영역(sector header area)에 기록되어 트랙의 중심선을 찾는데 사용된다. 헤드는 판독이나 기록 동안 동안 모두 트랙의 중심에 머무르는 것이 요구된다. 트랙마다 17 내지 60 개 또는 그 이상의 섹터들이 존재할 수 있으므로, 그와 동일한 수의 서보데이타 영역이 한 데이타 트랙 전반에 걸쳐 펴져 있어야 한다.
이 서보 데이타 영역은 심지어 트랙이 일그러진 원형이거나 혹은 스핀들의 동요시에 발생할 수 있는 디스크의 슬립(slip) 및/또는 열적 팽창이 있는 경우에도 헤드가 디스크의 트랙 중심을 따르게 한다. 더 작은 디스크 드라이브와 증가된 트랙 밀도를 제공하도록 기술이 발전함에 따라, 서보 데이타의 배치 또한 그에 알맞게 더욱 정확해져야 할 것이다.
통상적으로 서보 데이타는 전용 외부 서보기록 설비에 의해 기록되며, 디스크 드라이브를 지지하고 외부의 진동에 의한 영향을 누그러뜨리기 우해서 대개 큰 화강암 블럭의 사용을 수반한다. 보조 클럭 헤드(auxiliary clock head)가 기록 디스크의 표면위에 삽입되어 기준 타이밍 패턴(reference timing pattern)을 기록하는 데 사용된다. 위치 결정 궤환을 위해서 매우 정확한 리드 스크류 및 레이저 변위 측정 장치를 구비한 외부의 헤드/암 위치 결정 기구가 트랜스듀서(transducer)의 정확한 위치 결정에 사용되며, 이는 트랙 배치 및 트랙간 간격 설정의 기본이 된다. 서보 기록기는 청정실 환경을 요구하는데, 이는 외부 헤드 및 액츄에이터의 액세스를 허가하기 위해 디스크 및 헤드가 환경에 노출될 것이기 때문이다.
올리버(oliver)등에 의한 미국 특허 제 4,414,589호는 움직이는 판독/기록 헤드들중 하나를 상기 위치 결정 수단의 이동 범위내 첫번짹 제한 정지부(limit stop)에 위치시킴으로써 최적의 트랙 간격이 결정됨을 가르친다. 그러면 제1기준 트랙이 상기 이동하는 헤드에 의해 기록된다. 원하는 평균 트랙 밀도에 경험적으로 관련하여 소정의 감소 갯수 또는 크기 감소 백분율 X% 가 선택된다. 그후 상기 제1기준 트랙이 상기 이동 헤드에 의해 판독된다. 그러면 상기 이동 헤드는 상기 제1기준 트랙의 크기가 원래 크기의 X% 로 감소될 때까지 상기 제1제한 정지부로부터 이동한다. 그후 제2기준 트랙이 상기 이동 헤드에 의해 기록되며 그후 이동 헤드는 다시 제2기준 트랙의 크기가 원래 값이 X%로 감소될 때까지 위와 동일한 방향으로 옮겨진다. 연속되는 기준 트랙들을 기록하고 그 트랙의 크기를 원래 값의 X%로 감소시키기에 충분한 크기 만큼 상기 이동 헤드를 옮기는 상기 과정은 디스크가 기준 트랙들로 가득찰때 때까지 계속된다. 이와 같이 기록된 기준 트랙들의 갯수가 카운트되며, 상기 프로세스는 상기 위치 결정 수단의 이동 범위내 제2제한 정지부를 만나면 중지된다. 기록된 트랙의 갯수와 움직이는 헤드의 이동 길이를 알고 나면, 평균 트랙 밀도가 소정의 원하는 평균 트랙 밀도 범위에 있음을 확인하기 위해 검사된다. 평균 트랙 밀도가 상기 범위보다 높으면 디스크는 지워지며 X% 값이 낮춰지고 상기 프로세스가 반복된다. 평균 트랙 밀도가 상기 범위보다 낮으면, 디스크는 지워지며 상기 X% 값이 증가되고 상기 프로세스가 반복된다.
만약 평균 트랙 밀도가 원하는 평균 트랙 밀도의 소정 범위내에 있다면, 주어진 평균 트랙 밀도에 대해 원하는 감소율 X%가 결정된 것이며 그후 서보 기록기는 서보 기록 단계로 진행할 수 있다.
불행하게도 올리버등은 내부적 기록 데이타 헤드를 사용하여 클럭 트랙(clock track)을 발생시키는 방식을 보여주지 않았으나, 본 발명에서는 이를 외부 클럭 헤드에 의해 달성한다.
올리버등은 또한 전파되는 동안 트랙 간격을 결정하는 방식을 제시하지 않았다. 그 결과, 전체 디스크 표면에 대한 기록 작업과 기록된 트랙들의 갯수를 트랙 간격 결정을 위해 카운트하는 작업이 필요하게 된다. 또한 올리버등은 트랙 피치를 적절히 세트시킥 위한 디스크 드라이브내 다수 헤드들의 편차(variation)들을 확인하지 않았다. 마지막으로, 올리버등은 방사적 전파 증가(radial propagation growth)동안의 에러 증가를 제한하는 방법을 제시하지 않았다.
랜덤 에러는 단계 갯수(number of steps)의 제곱근에 비례하여 증가하므로, 디스크 드라이브 전파가 10,000 단계로 이루어 진다면 최종적인 에러는 단계간 에러의 100 배가 되는 결과를 낳는다.
국제 특허 출원 제 WO 94/11864호에 서술된 바와같이, 디스크 드라이브 자신의 트랜스듀서 쌍으로 서보 패턴을 기록하는 방법은 얀스(Janz)에게 1990년 3월 27일에 발행된 미국 특허 제 4,912,576호에 서술되어 있다. 속도에 직접적으로 비례하는 기울기를 가진 차동 신호를 제공하는 3 위상 신호(three-phase signal)를 발생하기 위해 3 가지 유형의 서보 패턴이 사용된다.
명목상의 트랙간 간격보다 방사적으로 훨씬 넓은 서보 패턴이 가능하다. 이는 판독 크기의 개선을 도와주며 결과적으로 서보 성능의 개선을 돕는다. 얀스는 변환기로부터 신호 수준이 곧 디스크상에 기록된 특정 패턴과의 정렬(alignment)에 대한 척도임을 발견했다. 만약 자속 갭(flux gap)이 한 패턴의 40%만 스위프(sweep)한다면 판독 전압은 트랜스듀서가 패턴의 정확한 중심(dead-center)에 있는 경우에 얻을 수 있는 최대 전압의 40%일 것이다. 얀스는 데이타 트랙들을 위해 의도된 중심선 경로를 따라 3개 오프셋중 2개와 스태거드 패턴(staggered pattern)들이 걸치도록(straddle)하는데 상기 현상을 사용한다.
바람직한 하나의 프로세스로서, 얀스는 디스크의 한 면을 서보를 위해 예약하고 다른쪽 면은 데이타를 위해 예약한다.
디스크 드라이브는 반대쪽 표면들에서 공통의 액츄에이터를 공유하는 두개의 트랜스듀서를 포함한다. 데이타 초기화를 위해 지워진 디스크를 포맷하기 위해서, 제1 위상 서보 트랙이 바깥쪽 에지의 서보 면에 기록된다. 트랜스듀서는 그후 제1 위상 서보트랙 크기에 의해 지시되는 대로 트랙의 절반을 방사적으로 움직이며 제1데이타 트랙이 데이타 면에 기록된다. 그 다음은 제1데이타 트랙 크기에 의해 지시되는 대로 트랜스듀서는 다시 트랙의 절반을 방사적으로 움직이며, 제2위상 서보 트랙이 서보면에 기록된다. 상기 트랜스듀서는 다시 제2위상 서보 트랙 크기에 의해 지시되는 바와같이 트랙의 절반을 방사적으로 움직이며, 제2데이타 트랙이 데이타 면에 기록된다. 상기 트랜스듀서는 또 한번 트랙의 절반을 방사적으로 움직이며, 상기 제2데이타 트랙 크기에 의해 지시되는 바와같이 제3위상 서보 트랙이 서보 면에 기록된다. 상기 트랜스듀서는 다시 제3위상 서보 트랙의 크기에 의해 지시되는 바와같이 트랙의 절반을 방사적으로 움직이며, 제3데이타 트랙이 데이타 면에 기록된다. 상기와 같이, 앞 뒤로 움직이는 과정(back-and-forth progress)은 두 표면 전체가 기록될 때까지 반복된다.
만약 너무 적거나 너무 많은 트랙들이 기록되었다면 디스크는 다시 한번 재포맷되지만 이때 트랙 폭의 절반 보다 약간 크거나 작은 정도로 적절히 안쪽으로 들어가도록 조금 조정을 하여 행한다. 적절히 간격이 있는 서보 트랙들의 전면적 보충에 의해 디스크 드라이브가 일단 포맷되고 나면, 데이타 트랙들은 자신들의 목적을 수행한 것이며 사용자 데이타 수신을 위한 준비를 하는 동안 삭제된다.
불행하게도, 얀스에 의해 제시된 방법은 서보 트랙을 위해 디스크 한면 전체를 소비하며 일렬로 동작하는 (working in tandem) 두 개의 헤드를 필요로 한다. 트랙간 비트 동기화도 또한 제어되지 않으며 트랙들 간에서 데이타를 찾는 시크타임(seek time)도 심각하게 나쁜 영향을 받는다. 단일 디스크 회전내에서 발생하는 트랜스듀서 비행 고도 변동(transducer flying height variations)과 스핀들 런아웃(spindle runout) 및 매체 불일치성(media inconsistencies)은 단순히 트랙을 벗어난(off-track) 판독 신호 크기의 판독에 의존하는 방사상 위치 결정을 망칠(corrupt)수 있으며 또 실제로 그렇게 한다.
따라서 종래의 방법은 고성능 디스크 드라이브를 위해서는 적합하지 않는다.
IBM 기술 공개 공보 Vol. 33, No. 5 (1990. 10)로서 제목이 서보 트랙 기록기를 위한 재생 클럭 기술인 내용은 제품 헤드에 의해 커버가 제자리에 놓인 후 외부적 위치 인코더 디스크의 사용없이 헤드/디스크 조립체에 대해 서보 기록 방법을 제안한다. 하나의 클럭 트랙이 바깥쪽 직경에서 기록되며 교대되는 A 및 B 위상들로 분할한다. 그후 헤드는 각 데이타 필드에 선행하는 서보 섹터내 서보 정보들로부터의 클럭 정보원으로서 각 위상을 교대로 사용하여 한번에 절반 트랙씩 안쪽으로 향하여, 추가적으로 교대되는 위상내의 클럭 신호가 기록될 수 있다. 상기 절반 트랙 스텝은 이전에 기록된 클럭 정보가 판독될 수 있음을 보장한다. 상기 기술은 전용 서보 기록기 클럭 헤드 및 관련 메카니즘 없이도 할 수 있다.
국제 특허 출원 제 WO 94/11864 호는 기록 표면을 가진 회전 디스크와, 상기 표면과 통신하는 트랜스듀서, 상기 펴면에 걸쳐 상기 트랜스듀서를 방사적으로 스위핑하는 서보-액츄에이터 수단, 상기 트랜스듀서에 연결된 가변 이득 판독 증폭기, 상기 가변 이득 증폭기에 부착된 아날로그 대 디지탈 컨버터(ADC), 상기 디스크 표면의 DC 삭제를 위해 상기 트랜스듀서에 결합된 삭제 주파수 발진기, 상기 ADC 에 나타나는 디지탈 출력을 저장하기 위한 메모리, 상기 서보 액츄에이터로 하여금 변환기 판독 크기가 디지탈 메모리에 나타난 종전 판독 크기의 일정 퍼센트가 되는 방사상 위치로 이동하도록 시그날링 하는 제어기를 포함하는 하드 디스크 드라이브를 제시한다.
트랙간의 비트 동기화는 초기 클럭 트랙을 완전히 기록함으로써 또한, 그후 상기 초기 클럭 트랙이 기록 클럭 버스트 사이에서 판독될 수 있고 다음 트랙의 클럭 버스트 기록을 위한 기준(reference)으로서 사용되는 발진기를 주파수 고정시키는데(frequency-lock) 상기 판독 신호가 이용될 수 있도록 트랙 절반 공간만큼 떨어져(half-track space offset) 클럭 버스트의 규치적 시퀀스를 포함하는 다음 클럭 트랙을 기록함으로써 유지된다. 그렇게 함으로써 클럭 버스트의 장기판 무늬(checkboard pattern)가 형성된다. 그 다음 후속되는 모든 트랙들이 형성되는데, 이는 클럭 버스트들을 포함하며 가장 마지막에 기록된 트랙으로부터 1/2 트랙 만큼 내려옴으로써 (stepping off), 또한 그전 트랙의 클럭 버스트들과 인터레이스할 새로운 다음의 클럭 버스트 열을 기록함으로써 이루어진다.
디스크 드라이브내의 서보 패턴 기록은, 트랙과 트랙간에 서보 패턴의 동기화를 생성하는 패턴 발생기를 게이트하기 위해 회전 디스크 기억 매체로부터 유도되는 정밀한 타이밍을 요구한다. 이 정밀한 타이밍은 대개 외부적 클럭 헤드나 축부호기(shaft encoder)에 의해 달성된다. 제1도에 보인 서보패턴은 섹터 헤더와 방사적 위치 정보를 제공하는 패턴을 섹터 헤더 뒤에 포함한다. 상기 섹터는 트랙간의 정밀한 정렬이 필요한 서보 ID 필드(4)와 그레이 코드 필드(6)를 포함한다.
상기 패턴내에 오정렬이 생기면 결과적으로 자기적 패턴(magentic pattern)의 손상적 손상적 간섭을 낳으며 신호의 크기를 감소시켜 에러를 일으킨다. 현대적인 디스크 드라이브내에서 상기 정렬에 대한 명세(specification)는 대략 11 밀레세컨드 또는 2.3 ppm 의 디스크 회전 주기에 대해 트랙간에 대략 25 나노세컨드 (3 시그마)이다. 그러므로 이러한 좁은 시간 창(narrow time window)은 디스크의 다수 회전에 걸쳐 디스크의 각 위치(disk angle position)에 대한 정밀한 측정을 필요로 한다.
디스크 드라이브 데이타 헤드마을 사용한 자기전파(self-propagation)에 의해서 패턴 발생기를 위한 클럭을 발생시키는데 사용되는 어떠한 프로세스도 상기 디스크 표면을 서보 기록하는 동안 수천번의 단계들을 요구한다. 단일 헤드는 판독과 기록을 동시에 할 수 없기 때문에, 상기 자기 전파는 제2도에 보인 바와같이 한 섹터의 타이밍 동기화가 다음 섹터를 기록하기 직전에 얻어지도록 디스크상의 트랙을 교대하는 섹터들로 분할하는 것을 필요로 한다. 상기 헤드를 초기의 시작 트랙 #0 로 이동시킨 후에, 트리거 패턴(TP)들이 짝수 섹터들상에 기록된다. 헤드는 한 트랙의 일부만큼 서보 트랙 #1 으로 옮겨지며, 짝수 섹터들 2, 4, 6, .... 60 은 후속되는 TP 들을 홀수 섹터들 1, 3, 5, .... 59 상에 기록하는데 있어 동기화를 위해 사용된다. 상기 헤드는 다시 트랙의 일부만큼 서보 트랙 #2 로 옮겨지며 이번에는 상기 역할이 바뀌어 후속되는 짝수 섹터들을 기록하는데 있어서의 동기화를 위해 홀수 섹터들이 사용된다. 상기 프로세스는 헤드가 전체 기록 표면에 걸쳐 옮겨질 때까지 계속된다. 매번 한 섹터가 기록될 때마다. 디스크 회전 속도 변화 및 동기화를 위해 사용하는 판독 신호내의 잡음에 기인하는 기본 에러(base error)라고 불리는 작지만 피할 수 없는 타이밍 에러가 발생한다. 상기 에러는 기록된 섹터들이 동기화 섹터들에 걸쳐 변화함에 따라 그 다음 단계에서도 반복된다. 게다가 새롭고 독립적인 랜덤 에러들의 집합도 부가된다. 그러므로 상기 자기 전파 과정은 각 단계마다 랜덤 에러의 반복 및 누적을 수반한다. 만약 이를 정정하지 않고 그대로 둔다면, 그와 같은 에러는 통계적으로 단계의 갯수에 대한 자승 평균 평방근에 따라 증가한다. 동기화 및 기록 프로세스는 인과적(causal)이기 때문에 즉 각 단계마다 기록하기 전에 동기화가 이루어지기 때문에, 주어진 섹터의 타이밍 패턴 위치를 결정짓는 랜덤 에러열은 경로 1, 경로 2 및 경로 3 으로 붙여진 화살표로 보여지는 나선형 경로(spiral path)로 추적될 수 있다. 상기 경로들은 평행하게 진행하며 각 섹터에서 인접한 방사적 위치에 대해 완전히 독립적이므로 트랙간의 오정렬은 두개의 독립적인 랜덤워크(random walk) 사이의 차이로 끝나게 되어, 제곱근 2 의 추가적인 인자를 부여한다. 그러므로 10,000 번의 단계들 후에, RMS 트랙간 에러는 기본 에러 보다 141 배 클 것이다. 상기 프로세스는 2 로 제한된 교대 패턴들 외의 것과도 함께 동작할 수 있어서 예를들면 클럭 전파에 3 개의 패턴이 사용될 수도 있지만, 현재는 2가 바람직한 실시예로서 고려된다.
서보 기록전의 단계에서, 타이밍 또는 트리거 패턴(TP)이 디스크상에 놓여진다. 에러 면에서 보면, 예를들어 4 단계 후에, 서보 트랙 #3 의 섹터 #5 에 있는 TP 위치인 TP 26 내 총 에러는 서보 트랙 #2 위 섹터 #4 의 TP 24 에서의 동기화 이탈에 기인한 에러(errors from synchronizing off)에 서보 트랙 #1 위 섹터 #3 내 TP 22 로부터의 동기화 이탈 에러와 서보 트랙 #0 위 섹터 #2 내 TP 20 으로부터의 동기화 에러를 더한 값과 같은 반면, 서보 트랙 #1 섹터 #5 에 있는 TP 42 위치내 에러는 서보 트랙 #0 섹터 #4 에 있는 TP 40 의 동기화 이탈에 의한 에러와 동일하다. 그러므로 비록 TP 26 과 TP 42가 인접한 트랙상에 있기는 하지만 이들의 에러들은 경로 2 및 경로 3 으로 표시되는 두개의 독립적인 경로들로부터 기인하여 트랙간 오정렬(track to track misalignment)을 야기할 것이다.
디스크 드라이브의 헤드만을 사용하는 자기 전파 클럭으로 클럭 헤드를 대체하도록 제안된 여러 기술들이 존재한다. 그러나 불행하게도 상기 제안된 프로세슬들은 트랙간 에러의 무제한적 증가 없이 전파를 달성하는 방법을 제시하지 않았다. 상기 에러들의 증가는 현대 디스크 드라이브의 정밀한 타이밍 정렬에 대한 요건 때문에 자기 클럭발생을 위한 상기 제안된 모든 방법들이 더욱 상업적으로 응용될 수 없게 했다.
국제 특허 출원 제 WO 94/1186호 및 IBM 기술 공개 공고 Vol. 33 No. 5 (1990년 10월)은 클럭 패턴을 에러 증가 없이 전파시키는 방법을 제시하지 않는다. 본 명세서의 참고 자료로 포함되며 본 출원인에게 양도된 1993년 3월 8일자 미국 특허 출원 제 08/028,044호는 트랙간의 정밀한 자기 패턴 정렬을 만들기 위해 상기 패턴 전파 과정내에서 에러들이 검출되고 정정되는 방법을 보여준다. 각 단계에서 기록된 에러들은 후속되는 디스크 회전 동안에 측정되고 해석되며 정정된다.
예를들어 제2도에서는 TP 26을 기록하기 전에, 디스크의 추가적 회전(extra revolution)동안 TP24 및 TP42 사이의 시구간이 측정되어 시구간 T45 로서 저장된다. 상기 시구간 T45 는 헤드가 서보 트랙 #3 상에 위치할때 사용되고 TP 42 에 정렬된 TP 26 을 기록하기 위해 TP 24 상에서 트리거한다.
상기 디스크의 추가적 회전은 경로 2 및 경로 3 으로 표시되는 인과적 고리(causl chain)를 끊어서, 보통 독립적인 랜덤 워크 경로들을 서로 고정(locking)시켜 트랙간 오정렬의 증가를 막는다. 상기 프로세스는 미국 특허 출원 제 08/028,044호에 서술된 바와같이 이하 이중 회전 클럭 전파 프로세스라 칭할 것이다.
트리거 패턴을 기록함에 있어서는 IBM 기술 공개 공보 Vol. 33, No. 5 (1990년 10월)에서 알려준 바와같이, 트리거한 후 특정 시간이 지나면 트리거 및 기록 회로내에 전자적 지연(electronic delay)의 존재 여부를 밝혀야만 한다.
판독/기록 지연은 한번만 측정되며 일정한 정정으로서 적용된다.
상기 판독/기록 지연은 헤드를 정지부(stop)에 위치시키고 짝수의 트리거 패턴 세트들을 기록함으로써, 전파를 시작하기 이전에 판별된다. 기록 헤드는 각 짝수 트리거 패턴들에서 트리거하며 각 짝수 트리거 패턴 이후 초기 지연 셋팅 D 에서 홀수 트리거 패턴을 기록한다. 디스크의 또다른 회전 동안에, 각 짝수 트리거 패턴과 그에 뒤따르는 홀수 트리거 패턴 사이의 시구간이 측정되고 기록된다. 상기 기록된 값들의 평균에서 초기 지연 셋팅 값 D 를 빼면, 상기 전자적 지연을 적당히 보상하기 위해 모든 계산된 지연 셋팅 값들로부터 감해져야 할 판독/기록 지연 정정값이 된다.
그러나 미국 특허 출원 제 08/028,044 및 IBM 기술 공개 공보 Vol. 33, No. 5 (1990년 10월)는 (모든 섹터에 대해서는 일정하지만) 전파 프로세스내에서 방사적 위치의 함수로서 변화하는 조직적 에러의 존재하에 최적의 트랙간 트리거 패턴 정렬을 달성하기 위한 방법을 알려주지 않는다. 특히 미국 특히 출원 제 08/028,044호는 다음 사항을 알려주지 않는다:
1) 자기 저항 헤드에서와 같이 기록 헤드가 공간적으로 분리되어 있는 판독 소자 및 기록 소자를 가진 경우 변화하는 조직적 에러를 제거하는 방법. 상기 에러는 방사상으로 서로 의존되는 판독 대 기록 시간 지연을 야기한다.
2) 상기 시구간의 측정에 있어서 에러를 야기할 비평행적인 판독 소자와 기록 소자 때문에 발생하는, 변화하는 조직적 에러를 제거하는 방법.
3) 모터 드라이브 전류 파형 또는 다른 센서로부터 유도되는 클럭 인덱스를 일 회전마다 한번씩 사용함으로써, 조직적 에러에 기인하는 서보 패턴 회전을 제거하는 방법.
또한 미국 특허 출원 제 08/028,044호는 다음을 알려주지 않는다;
1) 시구간 크기를 감소시키지 않고도 속도 지터의 영향을 최소화하는 방법.
2) 상기 목적으로 설계된 새로운 방법을 사용하여 상기 구간들의 제어를 개선하는 방법.
3) 디스크의 추가적인 회전이 일어나지 않고도 트랙간 정렬을 달성하는 방법.
[발명의 개요]
본 발명의 따라서, 회전 디스크를 가진 직접 액세스 기억 장치내에 있는 헤드의 판독 소자 및 기록 소자간 간격을 결정하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 헤드가 디스크의 제1반지름에 위치한 때 제1판독 대 기록 시간 지연을 결정하는 단계와, 헤드가 디스크이 제2반지름에 위치한 때 제2판독 대기록 시간 지연을 결정하는 단계와, 상기 제1지연 및 상기 제2지연과 상기 디스크의 회전 속도에 근거하여 상기 판독 소자 및 기록 소자간 간격을 계산하는 단계를 포함한다. 상기 판독 대 기록 시간을 결정하는 단계들중 최소한 하나는 제1트리거 패턴을 기록 소자로 기록하는 단계와, 상기 제1트리거 패턴상에서 트리거하고 나서 명목상 시간 T 후에 제2트리거 패턴을 기록하는 단계와, 상기 제1트리거 패턴 및 상기 제2트리거 패턴 사이의 시구간을 측정하는 단계와, 상기 시구간과 상기 명목상 시간 T 와이 차이를 계산하는 단계를 포함한다.
상기 지연은 헤드와 움직이는 디스크 사이의 왜곡 각도(skew angle)의 함수이며, 이 왜곡 각도는 상기 계산 단계에서도 사용된다. 상기 방법은 상기 디스크에 대한 헤드의 연속된 방사상 위치의 왜곡에 기인하는 지연 시간을 상기 간격, 상기 왜곡 각도 및 상기 디스크의 회전 속도의 함수로서 계산하는 단계와, 서보 패턴이 디스크상에 기록됨에 따라 트리거 패턴의 배치를 정정하기 위해 상기 지연 시간을 사용하는 단계를 더 포함한다.
본 발명은 또한 별도의 판독 소자 및 기록 소자를 갖는 헤드에 의해 회전 기억 매체상에 데이타를 배치함에 있어서 상기 판독 소자 및 상기 기록 소자의 기하학적 오정렬에 기인하는 조직적 에러를 위한 값을 결정하는 방법에도 주의를 기울인다.
상기 방법은 상기 디스크의 한 주어진 방사상 위치에 배치된 헤드로 기록된 트리거 패턴들 간의 제1시구간을 측정하는 단계와, 한쌍의 트리거 패턴 사이에서 제2시구간을 측정하는 단계를 포함하며, 상기 한 쌍중 제1트리거 패턴은 제1방사상 위치에 놓인 헤드로 기록되고, 제2트리거 패턴은 제2방사상 위치에 놓인 헤드로 기록되며, 상기 제1 및 제2방사상 위치는 제1및 제2트리거 패턴 모두가 하나의 방사적 위치에 놓인 헤드에 의해 판독될 수 있을 만큼 충분히 큰 간격만큼 분리되어 있다.
상기 방법은 디스크상에 서보 패턴을 제공하는 단계 및 상기 디스크상에 상기 서보 패턴을 기록하는데 사용되는 트리거패턴의 위치를 정정하기 위해 상기 조직적 에러의 측정을 사용하는 단계와 결합된다. 본 발명은 또한 디스크 드라이브내 헤드에 의해 회전 디스크상에 타이밍 패턴을 기록함에 있어서의 조직적 에러를 정정하는 방법에도 관련되는데, 상기 방법은 상기 디스크의 제1트랙상의 제1위치에서 상기 헤드로 제1트리거 패턴열을 기록하는 단계와, 상기 디스크의 회전 방향에 관련된 회전 인덱스와 상기 제1트랙상의 최소한 하나의 트리거 패턴 사이의 시구간을 기록하는 간계와, 기록된 상기 시구간이 소정의 원하는 시구간에서 벗어난 편이(deviation)로부터 인덱스 정정 값을 계산하는 단계와, 후속 트랙에 기록된 각 트리거 패턴의 위치를 옮기기 위해 상기 인덱스 정정 값을 사용하는 단계를 포함한다.
본 발명은 또한 디스크 드라이브내에 있는 헤드에 의해 회전 디스크상에 타이밍 패턴을 기록할 때 발생하는 조직적 에러를 정정하는 방법도 고려하며, 상기 방법은 상기 디스크의 제1트랙상에 있는 헤드로 제1트리거 패턴열을 기록하는 단계와, 상기 디스크의 회전 방향에 관련된 회전 인덱스와 상기 제1트랙위에 있는 최소한 하나의 트리거 패턴 사이의 제1시구간을 기록하는 단계와, 상기 디스크의 제2트랙상의 헤드로 제2트리거 패턴을 기록하는 단계와, 상기 디스크의 회전 방향에 관련한 회전 인덱스와 상기 제2트랙상에 있는 최소한 하나의 트리거 패턴 사이의 제2시구간을 기록하는 단계와, 상기 기록된 제1및 제2시구간의 차이로부터 인덱스 정정 값을 계산하는 단계와, 후속 트랙상에서 기록된 각 트리거 패턴의 위치를 옮기기 위해 상기 인덱스 정정 값을 사용하는 단계를 포함한다. 본 발명의 다른 면에 따라서, 디스크와 상호 작용하도록 배치된 헤드를 포함하는 디스크 드라이브내에서 회전 디스크에 자기 서보 기록(self servowriting)을 위한 방법은: 제1트랙상에 제1의 트리거 패턴 세트를 기록하는 단계와, 판독 대 기록 시간 지연을 결정하는 단계와, 인덱스 정정 값을 결정하는 단계와, 최소한 하나의 랜덤 에러 정정 값을 결정하는 단계와, 상기 판독 대 기록 지연과 상기 인덱스 정정 값과 상기 최소한 하나의 랜덤 에러 정정 값의 함수인 한 세트의 지연 값들을 계산하는 단계와, 상기 제1의 트리거 패턴 세트로부터 트리거하고 상기 지연 값들을 사용하여 후속 트랙상에 제2의 트리거 패턴 세트를 기록하는 단계를 포함한다. 본 발명의 다른 일면에 따르면, 디스크와 상호 작용하도록 배치된 헤드를 포함하는 디스크 드라이브내에 있는 회전 디스크상에 자기 서보 기록하는 방법은: 판독 대 기록 시간 지연을 결정하는 단계와, 상기 제1트랙상에 제1의 트리거 패턴 세트를 기록하는 단계와, 인덱스 정정 값을 결정하는 단계와, 상기 헤드를 트랙 폭의 일부만큼 이동시키는 단계와, 제2의 트리거 패턴 세트를 기록하는 단계와, 각 제1트리거 패턴과 그 뒤에 오는 제2트리거 패턴간의 제1시간을 측정하는 패턴간이 제2시간을 측정하는 단계와, 상기 제1시간에 기초하여 갱신된 판독 대 기록 시간 지연을 계산하는 단계와, 랜덤 에러 정정 지연 값들을 계산할 목저으로 명목상 시구간으로부터의 편이를 결정하기 위해 상기 제2시간을 이용하는 단계와, 상기 인덱스 정정 값을 갱신하는 단계와, 상기 트리거 패턴의 배치에 있어서 랜덤 에러 및 조직적 에러의 증가를 제거시키기 위해 상기 갱신된 판독 대 기록 시간 지연과 상기 인덱스 정정 값과 상기 랜덤 에러 정정 값의 함수로서 트리거 패턴들을 후속 트랙상에 기록하기 위한 지연 값들의 세트를 계산하는 단계를 포함한다.
본 발명은 어떤 주어진 시간에 다음 단계들에 의하여 디스크 속도를 측정하는데 사용될 수도 있다: 상기 주어진 시간 직전에 일련의 트리거 패턴들 사이의 시구간들을 측정하는 단계와, 상기 시구간에 기초하여 순시 디스크 속도를 계산하는 단계와, 상기 주어진 시간 이후 평균 디스크 속도로부터 상기 순시 디스크 속도의 편이(deviation)를 위해 정정된 지연 시간에 다음 트리거 패턴을 기록하는 단계.
본 발명의 또다른 일면에 따라, 연속적인 시구간들을 정의하는 일련의 트리거 패턴들내 제1트리거 패턴 및 제2트리거 패턴중 어떤 것이 잘못 배치되었는가를 결정하는 방법은: 상기 제1트리거 패턴 및 최소한 하나의 다른 트리거 패턴간의 제1시구간을 결정하는 단계와, 상기 제2트리거 패턴 및 최소한 하나의 다른 트리거 패턴간의 제2시구간을 결정하는 단계와, 상기 제1 및 제2트리거 패턴들중 어떤 것이 잘못 배치되었는 가를 결정하기 위해 상기 제1 및 제2시구간을 비교하는 단계를 포함한다.
본 발명의 장점이 두드러지는 면은 디스크 드라이브내 회전 디스크이 자기 서보 기록을 위한 타이밍 패턴을 발생하는 방법으로서 다음과 같은 단계들을 포함한다: 상기 디스크의 단일 회전 동안에, 상기 디스크의 제1트랙상에 타이밍 패턴들을 배치하고 상기 제1트랙상에 상기 타이밍 패턴들을 배치함에 있어 발생하는 랜덤 에러들을 결정하는 단계와, 상기 배치 에러를 보상하기 위한 정정 값들을 계산하는 단계와, 상기 제1트랙상의 에러가 후속 트랙으로 전파되지 않도록 상기 정정 값들에 의해 변경된 위치로 상기 디스크의 후속 트랙상에 타이밍 패턴들을 기록하는 단계. 본 발명은 또한 회전 디스크를 갖는 디스크 드라이브의 자기 서보 기록동안 방사적으로 변화하는 조직적 에러를 제거하기 위한 방법에서도 관련되며 이 방법은: 소정의 다수 방사상 위치에서 상기 조직적 에러를 측정하는 단계와, 상기 서보 패턴이 원하는 방식으로 상기 디스크에 대해 회전하도록, 조직적 에러를 없애기 위해 상기 방사상 위치에서 상기 단계 a 로부터 결정된 양만큼 서보 트랙이 기록됨에 따라 상기 조직적 에러를 정정하는 단계를 포함한다. 본 발명은 또한 회전 디스크, 액츄에이터에 의해 방사적으로 배치되는 헤드, 상기 디스크상에 기록된 자기 서보 기록 타이밍 패턴을 구비하는 디스크 들아이브를 포함하며, 상기 패턴은 상기 조직적 에러가 제거될 수 있도록 기록되며 상기 서보 패턴 회전은 헤드의 상기 디스크상에 걸친 움직임에서 헤드에 의해 추적된 궤도와 정합된다. 상기 서보 패턴은 자신의 트랙간 정렬에 있어서의 랜덤 에러가 상기 디스크 표면의 최소한 하나의 원하는 부분에 걸친 자승 평균 평방근(root mean square)에 있어서 통계적으로 일정하도록 기록될 수도 있다.
본 발명의 또다른 일면에서는 서로 분리된 판독 및 기록 소자들을 가지면 헤드를 구비한 디스크 드라이브에 있어서 상기 디스크에 대한 상기 헤드의 방사상 위치를 결정하기 위한 방법에 주의를 기울이며, 이 방법은: 상기 헤드 및 상기 헤드에 대한 상기 디스크의 이동 방향간의 왜곡 각도와 상기 디스크의 방사상 위치 사이의 관계를 확인(ascertain)하는 단계와, 상기 판독 소자와 상기 기록 소자간의 간격을 확인하는 단계와, 제1반지름에서 상기 헤드의 제1판독 대 기록 지연을 결정하는 단계와, 미지의 반지름에서 상기 헤드의 제2판독 대 기록 지연을 결정하는 단계와, 상기 제1판독 대 기록 지연과 상기 제2판독 대 기록 지연과 상기 관계 및 상기 소자들간의 상기 간격으로부터 상기 미지의 반지름을 계산하는 단계를 포함한다.
[자기-소보 기록기의 개관]
자기 서보 기록 장치의 시스템 개관이 제3도에 보여진다. 이 시스템은 방사상 전파 제어기(2), 타이밍 전파 제어기(4), 패턴 발생기(6)를 포함하는 전자적 블럭들로 구성된다. 상기 시스템은 판독/기록 트랜스듀서(10) 및 이 판독/기록 트랜스듀서의 위치를 제어하는 액츄에이터(12)를 통해 디스크 기억 장치(8)에 인터페이스한다. 전자적 인터페이스를 사용해야만 자기-서보 기록 장치는 서보 정보로 디스크를 패턴화할 수 있다.
내장형 서보(embedded servo)로 알려져 있으며 서보 패턴 정보가 모든 디스크 표면에 존재하는 일반적으로 사용되는 서보 구조가 디스크 드라이브에 보통 이용된다. 본 명세서 및 미국 특허출원 제 08/028,044호에 서술된 이중 회전 클럭 전파 프로세스(dual revolution clock propagation process)는 모든 표면위에 서보 패턴을 기록하기 위해 서보 패턴 발생기(6)를 게이트시키는데 사용된다. 최소 회전으로 이를 달성하는 능력은 본 발명의 바람직한 상업적 구현으로 고려되는 경우인 서보 기록기가 디스크 드라이브 외부에 있는 경우에 중요하다.
제4도에서는 제1기록 헤드를 이용하여 제1표면에 서보 패턴을 기록하는데 트리거 패턴이 사용되고 다른 기록 표면상의 다른 기록 헤드로 스위칭함으로써 다른 표면에 서보 패턴을 기록하는데 트리거 패턴이 사용되는 프로세스를 보인다.
상기 기록 헤드는 판독 모드로 세트되고, 서보 패턴 SP#0 를 기록하기 위해 패턴 발생기의 게이팅을 시작하는 TP#1 에 트리거하며, 그후 다중 플래터 디스크 드라이브의 스택내에 있는 그 다음 기록 헤드가 선택되며 제2서보 패턴 SP#1 이 표면 #1 에 기록되며 N 개 표면에 대해 반복된다. 상기 숫자 N 은 각 표면에 기록하고 헤드를 스위치하는데 요구되는 시간내에 위해 제한된다. N 번째 표면이 끝에서는 헤드가 다음 섹터 TP#2 를 판독하는 시간내에 제1표면 #0 로 스위치되어야만 한다.
이 프로세서는 트리거 패턴들의 장점을 명백히 보여주는데, 이는 그들의 짧은 시간이 다른 표면들로 하여금 디스크의 단일 회전내에 서보 패턴들로 기록될 수 있게 하여, 결국 서보 기록 시간을 감소시키기 때문이다.
[조직적 에러를 야기하는 기하학적 영향]
모든 클럭 전파 프로세스는 그 전파 프로세스 동안에 조직적 에러(systematic error)(서보 트랙의 각 섹터마다 동일한 에러를 낳는)가 제거될 것을 요구한다. 이러한 에러는 트랙의 오정렬(trck misalignment) 및/또는 고정 프레임에 관한 패턴의 회전(rotaion of pattern)에 기여한다. IBM 기술 공개 공보 Vol. 33, No. 5 (1990년 10월)에 기술된 바와 같이 가장 명백한 조직적 에러는 판독 회로에서 기록 회로로의 전자적 지연(electronic delay)이다. 그러나 종래 기술에서는 헤드 및 액츄에이터 설계에 특정되어 존재하는 기하학적 영향에 기인하는, 변화하는 조직적 에러(방사상 위치에 따라 변화하는)를 가르쳐 주지 않았다. 만약 이 에러들이 보상되지 않는다면, 이들은 상기 전파 프로세스의 트랙간 정확도(track-to-track accuracy) 감소시킬 것이며 한 고정된 기준점(fixed reference)에 관련하여 패턴의 회전를 초래하도록 누적될 수 있다. 상기 회전(rotation)가 제8도에 그래피컬하게 보여지는데, 여기서 연속되는 서보 트랙상의 각 TP 는 패턴 회전 및 고정된 트랙각 오정렬 에러 모두를 야기하는 조직적 에러 때문에 앞서의 서보 트랙으로부터 떨어져 있다. 시크(scck)동안 상기 패턴 회전이 액츄에이터의 궤도(trajectory)와 정합되는 경우에는, 디스크 회전 방향에 관련된 인덱스에 관한 타이밍에 있어 천이(shift)가 존재하지 않을 것이다. 이는 긴 시크(long seek)동안의 디스크 화일 허보를 간단하게 하므로 바람직한 패터 회전이 된다. 그러므로 디스크의 회전 방향에 관련된 인덱스에 대한 타이밍 천이가 없는 방식으로 기록된 패턴들이 바람직한 유형의 패턴일 것이다.
몇몇 조직적 에러들이 예가 아래에 서술되지만, 특정 헤드 및 디스크 드라이브 설계에 따라 다른 비슷한 영향들도 야기될 수 있음이 이해되어야 한다. 일반적으로는, 주어진 한 조직적 에러에 대해서 이들을 제거하는데 사용될 수 있는 3 가지 방법이 존재한다.
1) 하나 또는 그 이상의 반지름에서 각 전파 단계마다 정정 항목(correction term)을 계산하는데 사용되는 에러를 측정.
2) 상기 전파 프로세스동안의 내부적 측정에 의한 에러의 프로세스내 정정(in-process correction).
3) 비슷한 설계로된 모든 디스크 드라이브들의 정정에 사용되는, 디스크 화일내 에러를 외부적 수단에 의해 측정.
[독립적인 판독/기록 센서에 대해 방사상으로 의존하는 시간 지연]
제5도에 보인것과 같이 기록 트랜스듀서가 서로 분리되어 있는 기록 및 판독 소자들을 가진 경우라면, 미국 특허 출원 제 08/028,044호에 서술된 이중 회전 타이밍패턴 프로세스는 수정되어야만 한다. 이런 경우, 판독 트리거 패턴 뒤 특정 물리적 거리에 제2트리거 패턴을 기록하기 위해서는 시간의 지연 또는 선행(기록 및 판독 소자들이 분리되어 있지 않은 경우에 대하여 상대적으로)이 요구된다.
W 를 판독 소자(46)와 기록 소자(48)사이의 간격이라 하고 V 를 디스크의 선형 속도라 할때, 상기 시간 지연은 W/V 로 주어지는 디스크 선형 속도의 함수이다. 또한 예를들어 회전 액츄에이터상에 발생할 수 있는 경우로 트랙에 대해서 헤드가 비뚤어진(skewed) 경우에는, 상기 판독 트랜스듀서 및 기록 트랜스듀서 간의 명백한 간격 W 는 상기 기록된 트랙을 따라 투영됨(projected)에 따라서 상기 기록 헤드의 왜곡 각도(skew angle)에 대한 코사인 값 만큼 수정되며 또한 반지름에 대한 함수로서 변화할 것이다. θ 를 기록 헤드의 왜곡 각도, Ω 을 디스크 회전 속도, R 을 트랙 반지름이라 할때 상기 분리 효과에 기인한 시간 지연은
로 주어진다. TP 50 을 기록하고, 차후 회전시 상기 트리거 패턴에 트리거하고, 제2트리거 패턴 TP 52 를 시간 T54 후에 기록함으로써, 상기 판독 및 기록 간격 W 는 단지 제품 데이타 헤드(product data head)를 사용하여 측정될 수 있다. 두개 트리거 패턴간의 실제 시간에 대해 후속되는 측정값은 시간 T54 에다 전자 회로내의 임의의 지연(이는 고정된 것이다)과 물리적 판독 대 기록 간격 W 에 기인하는 지연을 더한 것과 같다. 알려진 두개의 반지름, 예를들어 가장 안쪽의 액세스 가능 데이타 트랙 또는 내부 반지름(Inner Radius)(ID) 과 가장 바깥쪽의 액세스 가능 데이타 트랙 또는 외부 반지름(Outer radius)(OD)과 같이 두개의 알려진 반지름상에서, 알려진 왜곡 각도를 가지고 상기 측정을 반적하는 방법이 판독 소자 및 기록 소자간의 간격을 계산하는데 사용될 수 있다. 상기 측정된 총지연은 다음과 같이 주어지며:
여기서 판독 대 기록 지연(read to write delay)이라 불리는 상기 총 지연은 판독 대 기록 분리에 기인한 지연을 포함하며, 또한 기록 헤드(recording head)의 판독 및 기록 사슬 모두 혹은 그중 하나안에 있는 전자적 경로에 기인한 추가적인 지연을 포함한다. 상기 관게는 W 에 대해
로 풀릴 수 있다. 각 전파 단계에 대한 지연은 상기 타이밍 패턴이 디스크 표면을 따라 전파됨에 따라서 계산되며 갱신될 수 있다.
방법 #2 로 표시되는 대안적인 방법에서는 전파 프로세스 동안 상기 판독 대 기록 지연이 측정될 수 있으며 이는 상기 가변 지연을 정정하는데 사용될 수 있다. 이중 회전 타이밍 패턴 프로세스의 경우에 대해서는, 상기 지연 및 정정 값의 측정이 아래의 조직적 에러 제거를 가진 프로세스절에서 상세하게 설명될 각판독 측정 회전(readback measurement revolution)마다 이용 가능하다.
어떤 경우에는 헤드의 절대적 방사상 위치를 찾기 위해 전술한 방법을 사용하는 것이 바람직할 수도 있다. 주어진 하나의 디스크 화일에 대해, 헤드의 방사상 위치 및 왜곡 각도 사이의 관계식이 확인될 수 있다. 일단 판독 소자의 기록 소자의 간격이 알려지면, 주어진 한 반지름에서 상기 판독 대기록 지연을 위한 상기 방정식을 풀어냄으로써, 지연에 대한 전자 회로 구성 성분이 결정될 수 있다. 다른 임의의 위치에서 상기 헤드로 측정된 판독 대 기록 지연을 사용함으로써 절대적인 방사상 위치를 결정하기 위해 위와 동일한 방정식이 이제 풀릴 수 있다.
[판독 대 기록 소자의 비평행성]
기록 헤드의 판독 소자가 쓰기 소자에 평행하지 않은 경우, 부가적인 조직적 에러가 발생한다. 기록된 TP 64, TP 66, 및 TP 68 이 판독 소자(62)에 대해 평행하지 않은 것이 제6도에 보여진다. TP 68 은 TP 64 및 TP 66 으로부터 대략 트랙의 절반 가량 벗어서나서(off-track) 보여진다. 트랙 중심(70)상의 판독 소자(62)가 트리거 패턴을 판독하면, TP 64 및 TP 68 간에 측정되는 시구간이 D1 으로 주어진다. TP 66 및 TP 68 간에 측정된 시구간은 D2 이다. TP 68 은 트랙을 벗어났으며 그 각이 트리거 패턴의 명백한 중심으로부터 천이(shift)를 야기한다는 사실 때문에 시구간 D2 는 시구간 D1 보다 더 길 것이다. 이 영향을 더욱 분명히 하기 위해, TP 72, TP 74 및 TP 76 으로 보여진 바와같이 판독 소자 및 기록 소자가 평행한 경우에는 전술한 설명마다에 대한 측정된 두 개 시구간 D1' 과 D2' 가 동일한 결과가 나온다.
상기 에러는 상기 양쪽 모두 트랙상에 있는 (on-track) 트리거 패턴으로 구성된 시구간 대(versus) 하나는 트랙상에 있고 하나는 트랙을 벗어난 시구간을 포함하는 시구간이 조직적 에러를 측정하고 이 값을 저장함으로써 상기 전파 프로세스 동안 제거될 수 있다. 상기 측정이 이미 알고 있는 반지름(대부분 경우 ID 또는 OD)에서 수행된다면, 그 천이 S 는 다음과 같이 보여질 수 있다.
S = Delay x Ω x R
S 에 대해 측정된 값을 가지면, 상기 지연은 임의의 방사상 단계에서도 측정될 수 있다.
방법 #2 로 표시도는 대안적 방법에서, 상기 에러는 상기 전파 과정 동안에 별도의 주기적 측정 단계로서 측정될 수 있다. 특히 판독 소자 및 쓰기 소자가 단순히 비평행적인 오정렬된 것이 아니라 기하학적으로 더욱 복잡한 오정렬을 가진 경우는 상기 지연이 방사상 위치에 대해 비선형적으로 의존할 수 있다. 이런 영향에 대한 정정은 전파 과정동안 주기적인 측정을 요구할 것이다.
상기 기하학적 영향이 미치는 추가적인 결과 제7a도에 보인 패턴 나선(pattern spiral)이 생성되는 바, 여기서 TP 82, TP 84 및 TP 86 은 패턴의 트랙간 오정렬을 최소화시키도록 정렬되지만 결과적으로는 상기 시간 도메인내에서 인덱스(index)(80)로부터 패턴이 회전한다. 전술한 바와같이, 이는 원하는 패턴 모양이 아니다. 판독 소자 및 기록된 천이 간의 임의의 비평행성도 상기 효과를 야기할 것이며 이는 판독 및 기록 소자들 간의 일정한 각도로 한정될 필요가 없다. 특히 기록 프로세스 동안 에지 효과(edge effect)가 야기하는, 기록된 변화들의 휨 또는 뒤틀림은 상기 영향을 일으킬 것이다. 원하는 패턴 모양은, 후술하는 조직적 에러 제거를 가지는 프로세스에 서술된 바와같이 회전당 1 번의 인덱스(once per revolution index)를 사용함으로써 복구될 수 있다. 상기한 판독 대 기록의 비평행성 영향을 독톡한 특징은 이것이 결과적으로 트랙간 타이밍 에러 및 패턴 나선 에러를 낳는다는 점이다.
[오정렬된 헤드 장착]
기록 헤드가 액츄에이터의 이동 방향에 평행하지 않다면 부가적인 기하학적 영향이 일어날 수 있다. 트랙간 에러를 최소화하기 위해 트리거 패턴이 정렬되면, 패턴 회전이 일어난다. 헤드가 선형 액츄에이터의 움직임에 평행하지 않은 간단한 예가 제7b도에 보여진다. 트리거 패턴 TP 90, TP 92, TP94 가 정렬되면 패턴 회전이 일어난다. PT 90, TP 96, TP 98 에 의해 보여진 패턴 회전을 제거하면 트랙간 오정렬이 일어난다. 헤드가 회전식 액츄에이터 상에 오정렬되어도 비슷한 영향이 발생한다. 그러나 판독 대 기록 비평행성의 영향과는 달리, 오정렬된 헤드장착은 패턴 나선 에러만을 만든다. 이 영향으로부터 발생하는 트랙간 타이밍 에러는 존재하지 않는다.
[조직적 에러 제거를 갖는 프로세스]
제2도에 보인 전파 과정에서 홀수 섹터들은 후속되는 짝수 섹터들을 기록하는데 있어 동기화를 위해 사용되며, 그 다음 단계에서(헤드를 짧은 거리만큼 방사상으로 이동한 후) 각 역할이 반전되어, 후속되는 홀수 섹터들을 기록하는데 있어 짝수 섹터들이 동기화를 위해 사용된다. 비록 랜덤 에러의 증가는 측정 궤환 프로세스에 의해 제거되지만, 임의의 조직적 에러는 고정된 트랙간 에러와 고정된 기준 프레임에 대한 전체 서보 패턴을 회전시키는 결과를 낳는다. 이는 제8도에 보여지는데, 여기서 후속적으로 기록되는 TP 들은 조직적 에러 때문에 그전의 서보 트랙으로부터 고정 거리만큼 떨어져 있다. 패턴 전파 과정에서 랜덤 에러뿐 아니라 조직적 에러가 제거되는 흐름도가 제9도에 보여진다. 이 프로세스에 대한 상세한 설명은 아래에 주어진다.
단계 100) 이 프로세스는 일련의 TP 들을 기록하고 판독 및 기록간 지연을 전술한 바와같이 측정하고 이 지연을 변수 DRWO로 저장함으로써 개시된다. 판독/기록 비평행성에 기인한 TP 천이는 DSO로서 검사되고 측정되며 저장된다.
단계 102) 단계 100 에서 결정된 판독 대 기록 지연이 디스크상에 짝수 TP 들을 기록하는데 사용된다. 인덱스에 대한 제 1 TP 의 위치가 기록되며 인데스 정정은 0 으로 설정된다.
단계 103) 헤드가 트랙폭의 일부만큼 이동한다.
단게 104) 교대로 번호가 붙은 TP 들이 기록된다. 이는 처음에는 홀수 TP 들이나 연속되는 전파 단계들에서는 짝수와 홀수간에 교대될 것이다.
단계 105) TP 간의 간격에 대응하는 모든 시구간이 측정된다.
단계 105A 에서, 상기 구간은 ITH및 IHF의 두그룹으로 나누어진다. IFH는 완전한 트랙상의 TP(full on-track TP)로 시작하여 트랙을 벗어난 TP 로 끝나는 시구간에 대응한다. IHF는 트랙을 벗어난 TP 에서 시작하여 트랙상의 TP 로 끝나는 시각에 대응한다. 이들을 조합하면 디스크상의 모든 시구간을 설명할 수 있다.
단계 105B 에서, 기록된 그룹내 제 1 TP 의 위치는 위와 동일한 디스트 회전 동안 기록된다.
단계 106) 상기 측정된 구간들은 시간 지연 정정 값을 계산하기 위해 사용된다.
단계 106A 에서, 상기 IHF는 그 다음 TP 기록에서 사용될 판독 대 기록 지연을 결정하는데 사용된다.
단계 106B 에서, IFH는 그다음 TP 기록에서의 랜덤 에러의 증가를 제거하기 위한 정정 값을 계산하는 클럭 알고림즘에 입력된다.
단계 106C 에서, 상기 인덱스에서 대한 제 1 TP 의 위치는 상기 인덱스에 관련한 패턴 회전을 목적으로 새로운 인덱스 정정을 계산하는데 사용된다. 그러나 상기 특성은 예를들어 제7도와 같이 패턴의 회전을 허락함으로써 트랙간 에러를 최소화하도록 디스에이블될 수 있다. 상기 인덱스는 대개 디스크 드라이브내에서 사용되는 DC 브러쉬 없는 모터의 전류 파형으로부터 또는 다른 이용 가능한 회전당 한번의 신호(once-per-revolution signal)로부터 얻을 수 있다.
단계 107) 전술한 단계 106A, 106B 및 106C 내 프로세스들의 각 출력들은 그 다음 방사상 위치에서 교대되는 TP 들을 기록하기 위한 원하는 지연을 계산하는데 사용된다.
단계 108) 프로세스의 종료 여부 결정을 위해 트랙 카운트가 검사된다.
그후 상기 프로세스는 단계 103 으로 회귀한다.
상기 프로스세스에 있어서 실제로는 각 구간을 위해 계산된 지연 값들에 정정을 행하기 전에 둘 또는 그 이상의 연속된 단계들에 대한 조직적 에러의 측정값들을 평균할 수도 있다.
[속도 에러 정정]
디스크 회전 속도의 변화는 전술한 전파 프로세스내에 에러를 일으킨다. 미국 특허 출원 제 08/028,044호에서는 상기 에러의 크기가 상기 구간의 간격(interval spacing)에 비례함을 가르치고 있다. 그러므로 임의의 두 연속된 홀수(또는 임의의 두 연속된 짝수) 트리거 패턴간의 시간에 대응하는 구간 크기를 상기 에러가 무시될 수 있을 만큼이 될때까지 감소시킴으로써 에러가 최소화될 수 있다. 하지만 어떤 경우에는 상기 에러를 무시할만한 수준으로 줄이기 위한 구간 감소가 실용적이 아닐 수도 있다.
상기 구간들이 감소될 수 없는 경우에 대해, 디스크의 속도가 진행중(on the fly)에 측정되는 새로운 방법을 공개한다. 기록된 TP 위치에서의 에러는 미국 특허 출원 제 08/028,044호의 이중 회전 타이밍 패턴 전파에서와 같이 디스크의 회전 속도가 판독 및 기록 단계 동안 서로 다른 경우에 발생한다. 상기 프로세스에서는 1 번의 완전한 회전을 위한 평균 구간 시간(판독 구간 시간 또는 기록 구간 시간중 하나 또는 양자 모두)에 대응하는 명목상 구간 길이(nominal interval length)가 디스크 평균 속도 또는 명목상 속도를 추정하는데 사용된다. 제10도에 보인 바와같이, 상기 기록 프로세스 동안 TP 들간의 시구간을 측정함으로써 명목상 속도에서의 명목상 구간과 상기 구간을 비교하여 국부적 디스크 속도의 추정량을 얻을 수 있다. 속도 변화율은 디스크의 관성에 의해 제한되기 때문에, TP 가 기록되기 직전에 한 세트의 구간 측정값들이 현재 디스크 속도의 추정을 위해 평균화될 수 있다. 예를 들어 헤드가 서보 트랙 #1 의 중심상에 위치하면, TP 118 을 기록하기 전에 국부적 디스크 속도를 추정하기 위해 구간 T 114 및 T 116 이 측정될 수 있다.
[개선된 구간 제어를 위한 방법]
전술한 특허 출원 제 08/028,044호에서 보여진 방법은 트리거 패턴이 전파되는 동안의 구간 측정을 이용한다. 어떤 구간에서 에러가 발생하면 그 구간을 정의하는 두개 TP 들중 어떤 것이 잘못 위치되었는가를 알지 못한다. 그 결과 상기 방법이 1 보다 작은 정정값 F (F 는 뒤에서 정의할 것이다)를 전파시키면, 상기 TP 위치 에러는 인접 위치들로 전파한다(퇴화하는 방식으로). 이에 대한 본보기가 제11도의 절반 윗부분에 도시된다. 서보 트랙 #1 에서 TP 150 은 TP 132 에 대해 잘못 쉬트프되어 결과적으로 구간 측정값 T145 가 명목상 값보다 작게 된다. 상기 프로세스의 그 다음 단계에서, 상기 헤드는 서보 트랙 #2 에 위치하며 TP 134 는 짧은 구간 T145 를 수정하기 위해 에러와 함께 기록된다.
뒤따르는 서로 트랙 #3 및 #4 의 기록은 에러가 퇴화하는 방식(decaying fash ion)으로 전파됨을 보여준다.
상기 방법에서는 특정 TP 의 위치에 대한 개선된 구간 제어 정보가 추출된다. 이전 TP 로부터 특정 구간을 바라는 명목상 위치로서 지정하기 보다는 주변 TP 들로부터의 구간 데이타가 위치 정보 제공에 사용된다. 현재 평가되고 있는 TP 들과 특정 천이 횟수내 각 TP 사이의 구간이 계산된다.
가장 가까운 이웃과의 비교를 이용한 예로서 TP 150 의 위치가 구간 T 135 및 T 157 을 측정함으로써 계산된다. 이와 유사하게 TP 132 는 T 124 및 T 146 을 측정함으로써 계산된다.
T 124 및 T 146 이 동일하지 않고 T 135 및 T 157 이 동일한 경우에는, TP 150 의 위치가 잘못된 것이며 TP 132 의 위치가 틀린 것이 아니다. 실제에 있어서 상기 프로세스는 가장 가까운 이웃을 넘어 확장될 수 있으며, TP 배치에 대한 정보를 제공하기 위해 적정한 수의 이웃 구간들 동안 평균을 낼 수 있다.
[단일 회전 타이밍 패턴]
디스크 표면의 한 방사상 위치에 동일한 간격의 트리거 패턴(하나 또는 그 이상의 기록된 자기 천이(magnetic transition)들로 이루어진)의 형태로 존재하는 타이밍 정보는, 상기 타이밍 정보의 트랙간 정렬을 증가시키지 않고도 전체 디스크 반경에 절쳐 전파될 수 있다. 더 나아가 이 프로세스는 서보 트랙당 한번의 회전내에 이루어질 수 있으므로 디스크 드라이브에 서보 기록하는 프로세스에 추가적인 시간을 더하지 않는다. 디스크 드라이브 외부에서 자기 생성 과정(self-generation process)이 발생하는 경우나 기억 매체의 추가적 저장이 서보 기록시 시스템의 요구되는 갯수에 직접적으로 영향을 미치는 경우에 상기 장점이 매우 중요해진다.
예를 들어 회전 저장 매체의 2 번의 회전과 기록 헤드를 다음 서보 트랙 위치를 이동시키기 위한 한번의 추가 회전을 요구하는 타이밍 패턴은 전술한 방법보다 50% 많은 서보 기록기를 요구할 것이다. 이는 상기 서보 기록기가 저장 장치의 외부에 있는 경우 소요될 많은 비용을 나타낸다.
타이밍 패턴의 자기 전파(self-propagation) 과정은 후술하는 단계들로 설명되며 제12도에 보여진다. 이 예에서 A는 구간 T의 절반과 같지만, 일반적으로 A는 T의 임의의 일부(ay fractio of T)일 수 있다.
1. 기록 헤드가 서보 트랙 위치 #0 상에 위치되며 디스크 표면의 명목상 구간 크기 T 를 가진 하나 걸러 하나씩의 섹터(every other sector)에 대응하는 일련의 짝수 트리거 패턴을 기록한다.
2. 기록 헤드는 서보 트랙 위치 #1 에 서보 배치된다(servo-positioned).
3. 상기 기록 헤드는 N 개의 각 짝수 트리거 패턴에서 트리거하며 각 짝수 트리거 패턴 다음의 시간 A 후에 홀수 트리거 패턴을 기록한다. 이 기록 과정 동안에, 매 두번째 인접한 짝수 트리거 패턴 사이의 시구간이 측정되고 이는 값 T(n) (여기서 n은 1 에서 N 사이)으로서 컴퓨터 메모리에 기록된다.
4. 상기 저장된 시구간들과 구간 A 로부터 다음식 B(n)=F * {T(n)-A}+{1-F}*A 에 의해 구간 B(n)들이 계산된다.
5. 기록 헤드가 다음 서보 트랙 위치로 서보 배치된다.
6. 기록 헤드가 N 개의 각 홀수 트리거 패턴에서 트리거하며 각 홀수 트리거 패턴후 시간 B(n)에 짝수 트리거 패턴을 기록한다. 이 기록 과정 동안 모든 인접한 두개의 트리거 패턴간의 시구간이 측정되고 값 S(n) 으로서 컴퓨터 메모리에 기록된다.
7. 상기 저장된 시구간들 및 구간 B(n) 으로부터 다음식 C(n)=F*{S(n)-B(n-1)}+{1-F}*A 에 의해 구간 C(n) 이 계산된다.
8. 기록 헤드가 다음 서보 트랙 위치로 서보 배치된다.
9. 기록 헤드는 N 개의 짝수 트리거 패턴을 트리거하고 각 짝수 트리거 패턴후 시간 C(n)에 홀수 트리거 패턴을 기록한다. 이 기록 시퀀스동안 모든 인접한 두개의 짝수 트리거 패턴간의 시구간이 측정되고 값 T(n) 으로서 컴퓨터 메모리에 기록된다.
10. 상기 저장된 시구간들 및 구간 C(n) 들로부터 다음식 B(n)=F*{T(n)-C(n)}+{1-F}*A 에 의해 구간 B(n) 이 계산된다.
11. 단계 #5 로 진행하여 디스크 전체가 클럭 정보로 채워질 때까지 단계 #5 내지 단계 #10 을 반복한다.
F 는 트랙간 오정렬을 정정하는데 사용되는 가중 인자(weighting factor)를 나타내며 0 내지 1 사이의 숫자이다.
예를 들어 F =1 이면 트랙간 오정렬 에러가 최소화되지만 절대 구간은 명목상 값으로부터 벗어날 것이다. F = 0 이라면 명목상 구간 크기는 유지되지망 트랙간 에러는 제한없이 증가할 것이다.
랜덤 에러의 증가를 제거하기 위한 상기 프로세스에 부가하여, 전술한 바와 같은 전자적 영향 및 기하학적 영향에 기인한 모든 조직적 지연을 측정하고 정정해야만 한다. 또한 앞서 구간 제어를 위한 개선된 알고리즘에 서술된 방법이 상기 프로세서에 비슷하게 적용될 수 있다.
상기 클럭 전파 과정을 사용한 서보 패턴의 전파가 제13도에 보여진다. 기록 헤드가 판독 모드로 세트되며 TP 0 에서 트리거하여 패턴 발생기로 하여금 서보 패턴 #0 을 기록하게 게이팅하기 시작하며, 그 후 스택내 다음 기록 헤드가 선택되고 제2서보 패턴 #1이 표면 #1에 기록되고 N 개 표면들에 대해 반복된다. 상기 숫자 N 은 각 표면을 기록하는데 필요한 시간과 헤드 전환 시간에 의해 제한된다. N 번째 표면의 끝부분에서 상기 헤드는 다음 섹터 TP 1 을 기록하기 위한 시간내에 제 1 표면 #0 으로 전환되어져야만 한다.

Claims (26)

  1. 회전 디스크를 구비한 직접 액세스 기억 장치내에 존재하며 상기 디스크와의 상호 작용을 위해 위치된 헤드의 판독 소자 및 기록 소자간 간격을 결정하기 위한 방법으로서, 상기 헤드가 상기 디스크의 제1반지름상에 위치한 경우 제1판독 대 기록 시간 지연(first read to write time delay)을 결정하는 단계와, 상기 헤드가 상기 디스크의 제2반지름상에 위치한 경우 제2판독 대 기록 시간 지연을 결정하는 단계와, 상기 제1지연 및 상기 제2지연간의 차이와 디스크의 회전 속도에 근거하여 상기 판독 소자 및 상기 기록 소자간의 간격을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드의 판독 소자 및 기록 소자간 간격 결정 방법.
  2. 제1항에 있어서, 판독 대 기록 시간 지연을 결정하는 상기 단계들중 최소한 하나는 기록 소자로 제1트리거 패턴에서 기록하는 단계와, 상기 제1트리거 패턴을 트리거하고 명목상 시간 T 이후에 제2트리거 패턴을 기록하는 단계와, 상기 제1및 제2트리거 패턴들 사이에서 시구간을 측정하는 단계와, 상기 시구간과 상기 명목상 시간 T 와의 차이를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드의 판독 소자 및 기록 소자간 간격 결정 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 지연은 상기 헤드와 상기 움직이는 디스크간 왜곡 각도(skew angle)의 함수이며 상기 왜곡 각도는 상기 계산 단계에서도 사용되는 것을 특징으로 하는 헤드의 판독 소자 및 기록 소자간 간격 결정 방법.
  4. 제3항에 있어서, W = 상기 간격, Ω = 상기 디스크의 회전 속도, R1= 제1반지름, R2= 제2반지름, θ1= 상기 제1반지름의 왜곡 각도, θ2= 상기 제2반지름의 왜곡 각도라 할때 상기 간격은 다음 관계식
    에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 헤드의 판독 소자 및 기록 소자간 간격 결정 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 디스크에 대한 상기 헤드의 연속된 방사상 위치들의 왜곡 때문에 생기는 지연 시간(delay times)을 상기 간격, 상기 왜곡 각도 및 상기 디스크의 회전 속도의 함수로서 계산하는 단계와, 서보 패턴이 상기 디스크상에 기록됨에 따라서 트리거 패턴들의 위치를 정정하기 위해 상기 지연 시간을 사용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드의 판독 소자 및 기록 소자간 간격 결정 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1반지름은 상기 디스크 가장 안쪽의 액세스 가능한 트랙이며 상기 제2반지름은 상기 디스크 가장 바깥쪽의 액세스 가능한 트랙인 것을 특징으로 하는 헤드의 판독 소자 및 기록 소자간 간격 결정 방법.
  7. 분리된 판독 소자 및 기록 소자를 갖는 헤드에 의해 회전 기억 매체상에 데이타를 배치함에 있어 상기 판독 소자 및 상기 기록 소자의 기하학적 오정렬에 기인하는 조직적 에러를 위한 값을 결정하는 방법(a method for determining a value for system atic errors)에 있어서, 상기 디스크상의 주어진 한 방사상 위치에 위치한 상기 헤드에 의해 기록되는 트리거 패턴들간의 제1시구간을 측정하는 단계와, 제1방사상 위치에 배치된 상기 헤드로 기록되는 제1트리거 패턴과 제2방사상 위치에 배치된 상기 헤드로 기록되는 제2트리거 패턴의 트리거 패턴쌍 사이에서 제2시구간을 측정하는 단계로서, 상기 제1 및 제2방사상 위치들은 상기 제1 및 제2트리거 패턴들이 단일 방사상 위치에 배치된 상기 헤드에 의해 모두 판독될 수 있을 만큼 충분히 작은 거리로 분리되어야 하며 또한 상기 조직적 에러를 관찰할 수 있을 만큼 충분히 큰 거리로 분리되는, 상기 제2시구간 측정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조직적 에러를 위한 값의 결정 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 측정 단계는 상기 디스크에 관해 알려진 하나의 반지름에서 상기 헤드에 의해 수행되며 상기 디스크 표면의 상대적인 속도는 상기 디스크의 회전 속도와 상기 반지름의 곱(product)인 것을 특징으로 하는 조직적 에러를 위한 값의 결정 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 에러는 상기 판독 소자 및 상기 기록 소자의 비평행성(mon-parallelism)에 기인하는 것을 특징으로 하는 조직적 에러를 위한 값의 결정 방법.
  10. 제7항에 있어서, 상기 디스크상에 서보 패턴을 제공하는 단계와, 상기 디스크상에 상기 서보 패턴을 기록하는데 사용되는 트리거 패턴의 위치를 정정하기 위해 상기 조직적 에러의 측정을 사용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조직적 에러를 위한 값의 결정 방법.
  11. 제10항에 있어서, 갱시된 조직적 에러 값을 반지름의 함수로서 결정하기 위해 상기 디스크에 관하여 상기 헤드의 부가적 방사상 위치에서 상기 조직적 에러를 결정하는 단계와, 상기 디스크상에 상기 서보 패턴을 기록하는데 사용되는 트리거 패턴의 위치를 정정하기 위해 상기 조직적 에러의 상기 갱신된 측정을 사용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조직적 에러를 위한 값의 결정 방법.
  12. 드라이브내 헤드에 의해서 회전 디스크상에 타이밍 패턴을 기록함에 있어서 조직적 에러를 정정하는 방법으로서, 상기 디스크의 제1트랙위 제1위치에서 상기 헤드로 제1트리거 패턴 열을 기록(write)하는 단계와, 상기 디스크의 상기 회전 방향에 관련된회전 인덱스(rotational index) 및 상기 제1트랙상의 최소한 한 트리거 패턴의 시구간을 기록(rocord)하는 단계와, 소정의 원하는 시구간에 대한 상기 기록된 상기 시구간의 편이(deviation)로부터 인덱스 정정 값을 계산하는 단계와, 후속되는 트랙상에 기록된 각 트리거 패턴의 위치를 쉬프트하기 위해 상기 인덱스 정정 값을 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조직적 에러 정정 방법.
  13. 디스크 드라이브내 헤드에 의해서 회전하는 디스크상에 타이밍 패턴을 기록함에 있어 조직적 에러를 정정하는 방법(method for correcting systematic errors)으로서, 상기 디스크의 제1트랙상에 상기 헤드로 제1트리거 패턴열을 기록(write)하는 단계와, 상기 디스크의 회전 방향에 관련된 회전 인덱스와 상기 제1트랙상의 최소한 한 트리거 패턴 사이의 제1시구간을 기록(record)하는 단계와, 상기 디스크의 제2트랙상에 상기 헤드로 제2트리거 패턴 열을 기록하는 단계와, 상기 디스크의 회전 방향에 관련된 회전 인덱스와 상기 제2트랙상의 최소한 한 트리거 패턴간의 제2시구간을 기록하는 단계와, 상기 제1 및 제2의 기록된 시구간 사이의 차이로부터 인덱스 정정 값을 계산하는 단계와, 후속되는 트랙상에 기록된 각 트리거 패턴의 위치를 쉬프트하기 위해 상기 인덱스 정정 값을 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인덱스 정정 값을 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조직적 에러 정정 방법.
  14. 디스크와 상호 작용하도록 배치된 헤드를 포함하는 디스크 드라이브내의 회전 디스크에 자기 서보 기록하는 방법(a process for self servowriting)으로서, 제1트랙상에 제1세트의 트리거 패턴들을 제1세트를 기록하는 단계와, 판독 대 기록 시간 지연을 결정하는 단계와, 인덱스 정정 값을 결정하는 단계와, 최소한 하나의 램던 에러 정정 값을 결정하는 단계와, 상기 판독 대 기록 지연, 상기 인덱스 정정값 및 상기 최소한 하나의 랜덤 에러 정정값의 함수인 한 세트의 지연 값들을 계산하는 단계와, 상기 제1트리거 패턴 세트로부터 트리거하고 상기 지연 값들을 사용하여 후속되는 트랙상에 제2세트의 트리거 패턴들을 기록하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 서보 기록 방법.
  15. 디스크와 상호 작용하도록 배치된 헤드를 포함하는 디스크 드라이브내의 회전 디스크상에 자기 서보 기록하는 방법으로서, 판독 대 기록 시간 지연을 결정하는 단계와, 상기 제1트랙상에 제1세트의 트리거 패턴을 기록하는 단계와, 인덱스 정정 값을 결정하는 단계와, 상기 헤드를 트랙 폭의 일부만큼(a fraction of track width)이동시키는 단계와, 제2세트의 트리거 패턴을 기록하는 단계와, 각 제1트리거 패턴과 뒤따르는 제2트리거 패턴 사이에서 제1시간을 측정하고 각 제2트리거 패턴과 뒤따르는 제1트리거 패턴 사이에서 제2시간을 측정하는 단계와, 상기 제1시간에 기초하여 갱신된 판독 대 기록 시간 지연을 계산하는 단계와, 랜덤 에러 정정 지연 값을 계산하기 위한 명목상 시구간으로부터의 편이(deviation)를 결정하기 위해 상기 제2시간을 이용하는 단계와, 상기 인덱스 정정 값을 갱신하는 단계와, 상기 트리거 패턴들의 배치내에서 랜덤 에러 및 조직적 에러들의 증가가 제거되도록, 상기 갱신된 판독 대 기록 시간 지연, 상기 인덱스 정정 값 상기 랜덤 에러 정정 값의 함수로서 후속 트랙상에 트리거 패턴을 기록하기 위한 한 세트의 지연 값들의 세트를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 서보 기록 방법.
  16. 제15항에 있어서, 판독 대 기록 시간 지연을 결정하는 상기 단계는 기록 소자로 제1트리거 패턴을 기록하는 단계와, 상기 제1트리거 패턴에서 트리고하고 명목상 시간 T 이후에 제2트리거 패턴을 기록하는 단계와, 상기 제1 및 제2트리거 패턴들 사이의 시구간을 측정하는 단계와, 상기 구간과 상기 명목상 시간 T 와의 차이를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 서보 기록 방법.
  17. 주어진 시간에 디스크 속도를 측정하는 방법(method of measuring the disk velocity)으로서, 연속되는 트리거 패턴들 사이의 시구간을 상기 주어진 시간 직전에 측정하는 단계와, 상기 시구간들에 기초하여 순시 디스크 속도를 계산하는 단계와, 상기 주어진 시간 이후에 평균 디스크 속도로부터의 상기 순시 디스크 속도가 갖는 편이를 위해 정정된 지연 시간에 그 다음 트리거 패턴을 기록하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 속도 측정 방법.
  18. 연속적 시구간들을 정의하는 일련의 트리거 패턴들내에 있는 제1트리거 패턴과 제2트리거 패턴중 잘못 위치된 것을 결정하는 방법으로서, 상기 제1트리거 패턴 및 최소한 하나의 다른 트리거 패턴 사이의 제1시구간을 결정하는 단계와, 상기 제2트리거 패턴 및 최소한 하나의 다른 트리거 패턴 사이의 제2시구간을 결정하는 단계와, 상기 제1 및 제2트리거 패턴중 어떤 것이 잘못 배치되었는가를 결정하기 위해 상기 제1 및 제2시구간들을 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 잘못 위치된 트리거 패턴의 결정 방법.
  19. 디스크 드라이브내 회전하는 디스크의 자기 서보 기록을 위한 타이밍 패턴을 발생하는 방법으로서, 상기 디스크의 제1트랙상에 제1세트의 트리거 패턴들을 기록하는 단계와, 상기 디스크의 단일 회전 동안에, 상기 디스크의 제2트랙에 제2세트의 트리거 패턴들을 배치하고, 상기 제1세트의 트리거 패턴들에 관련된 상기 제2트리거 패턴의 위치내에 있는 랜덤 에러를 결정하는 단계와, 상기 위치 에러를 보상하기 위한 정정 값들을 계산하는 단계와, 상기 제1트랙상의 배치에 존재하는 에러들이 후속 트랙에 전파되지 않도록 상기 정정 값들에 의해 변경되는 위치로 상기 디스크의 후속 트랙상에 트리거 패턴을 기록하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 서보 기록을 위한 타이밍 팬턴 발생 방법.
  20. 디스크와 상호 작용하도록 배치된 헤드를 구비하는 회전 디스크상에 자기 서보 기록을 위한 타이밍 패턴을 발생하는 방법으로서, a. 상기 트랙 주변에 배치된 N 개 제1트리거 패턴들을 포함하는 제1트랙을 기록하는 단계와 b. 상기 헤드 폭의 일부분에 대응하는 거리만큼 상기 헤드를 제1서보 트랙쪽으로 이동시키는 단계와, c. 상기 각 제1트리거 패턴을 검출하고, 매 인접한 두개의 제1트리거 패턴들간의 제1시구간 T(n) 을측정하면서 상기 각 제1트리거 패턴들의 발견하고 시구간 A 후 대응하는 제2트리거 패턴을 제2서보 트랙상에 기록하는 단계와 d. 상기 제1시구간 T(n) 및 A의 함수인 제1시간들의 세트인 B(n)을 계산하는 단계와, e. 상기 헤드 폭의 일부분에 대응하는 거리만큼 상기 헤드를 제2서보 트랙쪽으로 이동시키는 단계와, f. 상기 제2트리거 패턴을 검출하고 B(n) 시간 후 대응되는 제3트리거 패턴들을 기록하고, 매 인접한 두개의 제2트리거 패턴들마다 시구간 S(n)들을 측정하는 단계와, g. 상기 시구간 S(n)과 상기 제1시간 B(n) 및 A 의 함수인 시간들 C(n)을 계산하는 단계와, h. 상기 헤드를 그 폭의 일부만큼 제3서보 트랙쪽으로 이동시키는 단계와, i. 상기 제3트리거 패턴을 검출하고 C(n) 시간후에 대응되는 제4세트의 트리거 패턴을 기록하고, 매 두개의 인접한 제3트리거 패턴들마다 제2의 시구간 T(n)들을 측정하는 단계와, j. 상기 시구간 T(n)들, 상기 시간 C(n)들 및 A 의 함수인 제2시간 세트 B(n)을 계산하는 단계와, k. 상기 디스크상에 후속되는 서보 트랙들을 기록하기 위해 상기 디스크의 원하는 부분이 서보 트랙들로 덮힐때가지 상기 단계 e 내지 j 를 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 서보 기록을 위한 타이밍 패턴 발생 방법.
  21. 회전 디스크를 갖는 디스크 드라이브에서 자기 서보 기록을 하는 동안에 방사적으로 변환하는 조직적 에러를 제거하기 위한 방법으로서, a. 소정의 다수 방사적 위치에서 상기 조직적 에러를 측정하는 단계와, b. 상기 서보 패턴이 상기 디스크에 대해 원하는 방식으로 회전하도록, 상기 조직적 에러를 제거하기 우해서 상기 단계 a에서 결정된 양만큼 서보 트랙들이 상기 방사상 위치에 기록됨에 따라 상기 조직적 에러를 정정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조직적 에러 제거 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 서보 패턴들의 배치에 존재하는 랜덤 에러들도 정정되는 것을 특징으로 하는 조직적 에러 제거 방법.
  23. 회전하는 디스크와, 액츄에이터에 의해 방사적으로 위치된 헤드와, 상기 디스크상에 기록된 서보 기록 타이밍 패턴을 포함하는 디스크 드라이브로서, 상기 패턴은 조직적 에러가 제거되도록 기록되며, 그에 의해 상기 서보 패턴의 회전은 디스크에 걸쳐 방사상으로 움직이는 헤드에 의해 추적되는 궤도와 일치하는 것을 특징으로 하는 디스크드라이브.
  24. 제23항에 있어서, 상기 서보 패턴은 또한 서보 패턴들의 트랙간 정렬에 있어 발생하는 랜덤 에러들이 그 자승 평균 평방근에 있어서는 최소한 상기 디스크 표면의 원하는 디스크 표면이 원하는 부분에 걸쳐 통계적으로 일정하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 하는 디스크 드라이브.
  25. 제23항에 있어서, 상기 서보 패턴의 트랙간 정렬에 존재하는 랜덤 에러들로 하여금 에러의 증가가 랜덤 워크 프로세스(random walk process)의 전형적인 트랙 갯구의 제곱근 미만이 되도록 하는 방식으로 상기 서보 패턴이 또한 정정되도록 기록되는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
  26. 회전 디스크와 상호 작용하며 서로 분리된 판독 소자 및 기록 소자를 갖는 헤드를 구비한 디스크 드라이브에 있어서 상기 디스크에 대하여 상기 헤드의 방사상 위치를 결정하는 방법으로서, 상기 헤드와 상기 헤드에 대한 상기 디스크 운동 방향간의 왜곡 각도(skew angle)와 상기 디스크의 방사상 위치 사이의 관계를 확인(ascertain)하는 단계와, 상기 판독 소자 및 상기 기록 소자간의 간격을 확인하는 단계와, 제1반지름에서 상기 헤드의 제1판독 대 기록 지연을 결정하는 단계와, 미지의 반지름에서 상기 헤드의 제2판독 대 기록 지연을 결정하는 단계와, 상기 제1판독 대 기록 지연, 상기 제2판독 대 기록 지연, 상기 관계, 상기 소자들간의 상기 간격으로부터 상기 미지의 반지름을 계산하는 것을 특징으로 하는 헤드의 방사상 위치 결정 방법.
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