CN101097723A - 在盘驱动器中用于在盘上写入螺旋伺服图案的方法和装置 - Google Patents

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谷津正英
岩代雅文
佐渡秀夫
植田克树
水越圣二
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Abstract

一种在盘驱动器内使用的自伺服写入方法，具有第一处理和第二处理。在第一处理中，以一个轨道间距为单位在盘介质上记录包含地址码和伺服脉冲图案(300)的基本伺服图案(200)。在第二处理中，通过使用基本伺服图案(200)和盘驱动器的自伺服写入功能，在盘介质上记录螺旋伺服图案的驱动伺服图案。

Description

在盘驱动器中用于在盘上写入螺旋伺服图案的方法和装置
技术领域
本发明涉及在盘驱动器内用于在盘上写入螺旋伺服图案的方法和装置。
背景技术
在盘驱动器中，一个代表性的例子是硬盘驱动器，根据记录在盘形介质(盘介质)——即数据记录介质——上的伺服数据(伺服图案)，控制头的定位。也就是说，根据头所读取的伺服数据，将头移动到目标位置(即，目标轨道或目标柱面)。
伺服数据(伺服图案)已经在盘驱动器制造过程中执行的伺服写入步骤中被记录在盘介质上。在通常的伺服写入步骤中，在将盘结合到盘驱动器内之前或之后，一种被称为伺服轨道写入器(STW)的装置将伺服数据写在盘介质上。
近来开发的盘驱动器具有增加的存储容量。换言之，以比以前更高的密度在盘介质上形成轨道。因此，要花费更长的时间将伺服数据写到盘介质上。伺服数据写入时间的增加不可避免地降低了盘驱动器制造的效率。
鉴于这个问题，已经提出了旨在提高伺服数据的写入效率的各种方法。在一种方法中，由STW将一部分伺服脉冲图案(脉冲信号)——其为一部分伺服数据——写到盘介质上，并且然后使用伺服脉冲图案的所述部分，由自伺服写入(SSW)方法将伺服数据的其余部分记录到盘介质上(例如，见日本专利No.3334628)。在SSW方法中，由盘驱动器来记录伺服数据而不使用STW。
为了增加伺服写入步骤的效率，提出在SSW方法中使用STW，以便缩短写入伺服数据——尤其是包含在伺服数据内的伺服脉冲图案——所需的时间。然而，如果仅由SSW方法写入一部分伺服脉冲图案，则不能充分地缩短伺服数据写入时间。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种通过自伺服写入方法将伺服数据写到盘介质上的方法，由此缩短伺服数据写入时间，并且最终提高伺服写入步骤的效率。
根据本发明的一个方面，写入伺服数据的方法被配置为将伺服数据记录在结合在盘驱动器内的盘介质上，该盘驱动器具有将伺服数据记录在盘介质上的伺服写入功能。该方法包括：第一处理，其将包含地址码和伺服脉冲图案的基础伺服图案，以一个轨道间距记录在盘介质上；以及第二处理，其通过使用该盘驱动器内的基础伺服图案来控制头的定位，并且使得头在盘介质上记录该基础伺服图案之外的驱动伺服图案，所述驱动伺服图案构成螺旋伺服图案轨道。
附图说明
结合在本说明书中并且构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与上面给出的一般性描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本发明的原理。
图1是示出了根据本发明实施例的盘驱动器的配置的方框图；
图2是解释根据本发明实施例的同心伺服图案的图；
图3是解释根据该实施例的螺旋伺服图案的图；
图4是解释根据该实施例的记录同心基础伺服图案的处理的图；
图5是解释根据该实施例的记录螺旋伺服图案的处理的图；
图6是解释根据该实施例可以通过使用同心伺服图案寻轨的区域的图；
图7是解释根据该实施例可以使用螺旋伺服图案寻轨的区域的图；
图8是解释根据该实施例可以通过使用同心驱动伺服图案寻轨的其它区域的图；
图9是解释根据该实施例可以通过使用螺旋伺服图案寻轨的其它区域的图；
图10A和10B是解释在该实施例中执行的第二处理的原理的图；和
图11A到11F是解释在该实施例中执行的第二处理的顺序的图。
具体实施方式
将参考附图描述本发明的实施例。
(盘驱动器的配置)
图1是示出了根据该实施例的盘驱动器的配置的方框图。
在本实施例中使用的写入伺服数据的方法利用自伺服写入(SSW)功能。即，盘驱动器10的微处理器(CPU)19将伺服数据(伺服图案)写到结合在盘驱动器10内的盘形介质11上。
盘驱动器10具有头12和轴电机(SPM)13。SPM13以高速率旋转盘介质11(即，磁记录介质)。头12包括读头12R和写头12W。读头12R从盘介质11读出数据。写头12W向盘介质11写入数据。如稍后描述的，所述数据包含基本伺服图案、驱动伺服图案和用户数据。
头12被安装在由音圈电机(VCM)15驱动的传动器14上。从VCM驱动器21给VCM15提供驱动电流，从而驱动和控制VCM15。如稍后描述的，传动器14由CPU19驱动和控制。由托架机构将头12移动到并且定位在盘介质11上的目标位置(目标轨道)。
除了上面所述的头-盘组装件之外，盘驱动器10具有前置放大器电路16、信号处理单元17、盘控制器(HDC)18、CPU19和存储器20。
前置放大器电路16具有读放大器和写放大器。读放大器放大从头12的读头12R输出的读数据信号。写放大器放大将提供给写头12W的写数据信号。更准确地，写放大器将从信号处理单元17输出的写数据信号转换为提供给写头12W的写电流信号。
处理读信号和写信号的信号处理单元17还被称为“读/写通道”。读信号和写信号不仅包含相应于用户数据的信号，而且包含相应于伺服数据的伺服信号。信号处理单元17包括从伺服信号再现伺服数据的伺服解码器。
HDC18可以起到在盘驱动器10和主机***22(例如，个人计算机或各种数字装置中的任意一种)之间的接口的作用。HDC18执行在盘介质11和主机***22之间的读数据和写数据的传递。
CPU19是盘驱动器10内的主控制器。在本实施例内它执行伺服数据的写入。为了写入伺服数据，CPU19控制VCM驱动器21，VCM驱动器21又控制传动器14。从而执行头12的定位。CPU19使用记录在盘介质11上的伺服数据(稍后描述的驱动伺服图案)来控制头12的定位。除了闪速存储器(EEPROM，即一种非易失性存储器)之外，存储器20包括RAM和ROM。它存储控制CPU19的各种数据项和程序。
(伺服图案)
有两种类型的伺服图案，其中的一种记录在被设置在盘驱动器内的任意盘介质上。它们是同心伺服图案和螺旋伺服图案。如图2中所示，同心伺服图案构成同心伺服轨道110。在同心伺服图案中，伺服数据项100被记录在径向线上，并且同心伺服轨道110在扇区的边界处连接伺服数据项100。单词“扇区”的含意是其中记录了伺服数据项100的伺服区域。
如图3中所示，螺旋伺服图案构成螺旋伺服轨道120。在螺旋伺服图案中，如同同心伺服图案那样，伺服数据项100被记录在径向线上，并且螺旋伺服轨道120在扇区的边界处连接伺服数据项100。
伺服数据(伺服图案)，不论是同心的还是螺旋的，都包括地址码和伺服脉冲图案(脉冲信号A、B、C和D)。地址码分别标识轨道和扇区。伺服脉冲图案用于检测在每个轨道内的头定位误差。
(伺服写入处理)
将参考图4到9、图10A和10B以及图11A到11F，来解释根据本实施例的伺服写入处理。
根据本实施例的伺服写入方法包括两个处理。在第一处理中，将基本伺服图案200记录在盘介质11上。在第二处理中，通过使用基本伺服图案200，将驱动伺服图案300记录在盘介质11上。驱动伺服图案300是用于在盘驱动器10作为产品发货之后控制头12的位置的伺服图案(伺服数据)。
图4和5是解释将基本伺服图案200记录在盘介质11上的第一处理的图。
在第一处理中，通过使用专用于伺服写入的伺服轨道写入设备(STW)，将基本伺服图案200写到盘介质11上，其中盘介质11在盘驱动器10的制造过程中被结合在盘驱动器10内。在该处理中可以不使用STW。如果是这种情况，那么盘驱动器10的CPU19执行自伺服写入(SSW)，从而将基本伺服图案200写到盘介质11上。
在第一处理中，将基本伺服图案200——即同心伺服图案，写到例如图4中所示的4个伺服轨道(TR1到TR4)上。这样写入的基本伺服图案200每一个都包括地址码210和伺服脉冲图案220(脉冲信号A和B)。
地址码210包含柱面码(轨道地址)和扇区码。柱面码标识一个轨道。扇区码标识一个扇区。伺服脉冲图案200(脉冲信号A和B)是用于检测轨道内的头定位误差(即，相对于轨道的中心线定位头的误差)的信号。
在第一处理中，STW以一个轨道间距为单位(1/1轨道间距)移动头12，使得写头12W写入基本伺服图案200。即，STW如图4中所示移动和停止头12四次，由此写头12W给4个伺服轨道(TR1到TR4)写入基本伺服图案200，并且同时写入地址码210和伺服脉冲图案220(脉冲信号A和B)。
在写入同心伺服图案的普通方法中，以二分之一轨道间距(1/2轨道间距)为单位移动头，使得头写入伺服图案。因此，必须反复移动和停止头8次，以便给4个伺服轨道写入伺服图案。因此，在本实施例的第一处理中执行的伺服写入方法可以在普通伺服写入方法所需时间的大约一半时间内写入伺服图案。
图5解释如何将基本伺服图案200——即螺旋伺服图案，写到例如盘介质11上的4个伺服轨道(TR1到TR4)上。这样写入的基本伺服图案200每一个都包括地址码210和伺服脉冲图案220(脉冲信号A和B)。
在该情况下，在第一处理中，STW以恒定角速度以一个轨道间距(1/1轨道间距)为单位移动头12，使得头12写入基本伺服图案200。即，在盘介质11旋转4次的同时，STW以恒定角速度移动头12，由此写头12W为4个伺服轨道(TR1到TR4)写入基本伺服图案200。
在写入螺旋伺服图案的普通方法中，在将盘介质旋转8次的同时，以恒定角速度移动头，以便为4个伺服轨道写入螺旋伺服图案。因此，必须反复移动和停止头8次，以便为4个伺服轨道写入伺服图案。因此，在本实施例中的第一处理中执行的伺服写入方法可以在普通伺服写方法所需时间的大约一半时间内写入螺旋伺服图案。
如上所述，在本实施例中，第一处理在盘介质11上记录同心伺服图案或螺旋伺服图案的基本伺服图案200。
图6和7示出了区域TA1到TA4，其可以通过使用在本实施例的第一处理中记录在盘介质11上的基本伺服图案200而被寻轨。可以寻轨的区域TA1到TA4是这样的轨道区域，其中可以根据包含在基本伺服图案200内的伺服脉冲图案220，将头12定位在所述轨道区域内。
更具体地，图6示出了记录在盘介质11上的基本伺服图案200或同心伺服图案，并且图7示出了记录在盘介质11上并且构成螺旋伺服图案的基本伺服图案200。
在两种情况的任意一个内，在可以被寻轨的区域TA1到TA4之间，存在不能被寻轨的区域NT。任何区域NT是这样的区域，从该区域不能检测到伺服脉冲信号。换言之，头12不能被定位在区域NT内。因此，在盘驱动器10已经作为产品发货之后，基本伺服图案200不能被用作伺服图案。
将参考图8和9、图10A和10B以及图11A到11F描述第二处理，即，通过利用基本伺服图案200写入驱动伺服图案300的伺服数据写入处理。
根据该实施例的第二处理是当盘驱动器10的CPU19执行自伺服写入(SSW)时写入驱动伺服图案300的方法。
图10A和10B是解释第二处理的原理的图。
在本实施例中，在下面的条件下，通过使用SSW功能来写入伺服数据。即，读头12R的读取宽度MRW(即，在轨道的径向方向上测量的宽度)大于基本伺服图案200的伺服轨道间距的一半(1/2)。
如图10A所示，在柱面码Ca和Cb之间存在可以被寻轨的两个轨道区域TA，其具有以适当的角度延伸至脉冲信号A和B的边界(虚线)，其中所述柱面码被包含在基本伺服图案200的地址码210内。
CPU19执行SSW，使得读头12R读取基本伺服图案200。基于基本伺服图案200，CPU19控制写头12W的定位。然后，CPU19使得写头12W在盘介质11上的指定位置内写入驱动伺服图案300，作为产品伺服图案。
更具体地，如图10A中所示，CPU19将写头12W在轨道区域TA内向着柱面码Ca移动了1/4伺服轨道宽度(偏移OF1)，并且然后使得写头12W写入柱面码C1和伺服脉冲信号A。柱面码C1被包含在驱动伺服图案300的地址码310内。伺服脉冲信号A被包含在驱动伺服图案300的伺服脉冲图案320内。
类似地，如图10B中所示，CPU19将写头12W在轨道区域TA内向着柱面码Cb移动了1/4伺服轨道宽度(偏移OF2)，并且然后使得写头12W写入柱面码C2和伺服脉冲信号B。柱面码C2被包含在驱动伺服图案300的地址码310内。伺服脉冲信号B被包含在驱动伺服图案300的伺服脉冲图案320内。
因此，在第二处理中，盘驱动器10的CPU19在轨道上分别向着柱面码Ca和Cb以相抵消的距离OF1和OF2移动写头12W。在这样移动的同时，写头12W在盘介质11上的指定位置处写入驱动伺服图案300。在该情况下，可以将包含不同柱面码和不同脉冲信号的驱动伺服图案300写到基于基本伺服图案200设置的同一个寻轨区域TA内。
将参考图11A到11F，详细描述如上所述利用盘驱动器10的SSW功能写入驱动伺服图案300的第二处理的顺序。
首先，如图11A中所示，CPU19以1/4伺服轨道宽度向着基本伺服图案200的柱面码Ca移动写头12W，使得写头12W写入柱面码C1和伺服脉冲图案320(脉冲信号A)。这样写入的柱面码C1是包含在驱动伺服图案300的地址码310内的柱面码。
伺服脉冲图案320是包含在驱动伺服图案300的伺服脉冲图案320内的脉冲信号A。此后，通过与柱面码C1和脉冲信号A相同的方式，来写入被包含在驱动伺服图案300的地址码310内的柱面码(C2到C4)和伺服脉冲图案320(脉冲信号B到D)。
更准确地，如图11B中所示，CPU19以1/4伺服轨道宽度向着柱面码Cb移动写头12W，使得写头12W写入柱面码C2和伺服脉冲图案320(脉冲信号B)。
然后，如图11C中所示，CPU19以1/4伺服轨道宽度向着柱面码Cc移动写头12W，使得写头12W写入柱面码C3和伺服脉冲图案320(脉冲信号A)。
接着，写入伺服脉冲图案320的脉冲信号C和D。即，如图11D所示，CPU19以1/4伺服轨道宽度向着柱面码Cb移动写头12W，使得写头12W写入柱面码C2和伺服脉冲图案320(脉冲信号C)。
进一步地，如图11E中所示，CPU19以1/4伺服轨道宽度向着柱面码Cc移动写头12W，使得写头12W写入柱面码C3和伺服脉冲图案320(脉冲信号D)。
进一步地，如图11F中所示，CPU19以1/4伺服轨道宽度向着柱面码Cd移动写头12W，使得写头12W写入柱面码C4和伺服脉冲图案320(脉冲信号C)。
当第二处理以上述顺序进行时，通过利用被结合在盘驱动器10内的SSW功能，驱动伺服图案300被写到设置在盘形介质11上的伺服扇区100内。即，可以通过使用在第一处理中已经被记录在盘形介质11上的1/1伺服轨道间距的基本伺服图案200，来控制写头12的定位(寻轨)。在这样控制了定位，写头12W可以例如以1/2伺服轨道间距写入用于驱动头12的驱动伺服图案300。
如图8和9所示，驱动伺服图案300没有不能从中检测到伺服脉冲信号的区域(即，区域NT)。因此，头12可以对盘介质的整个表面进行寻轨。一旦盘驱动器10已经作为产品发货，CPU19可以使用驱动伺服图案300控制头12的位置，由此使得头12从盘介质11上读取用户数据或在盘介质11上写入用户数据。
在已发货的盘介质10中不再需要基本伺服图案200。因此，可以从盘介质1中将其擦除。为了擦除基本伺服图案200，在盘驱动器10的制造过程中执行擦除图案200的处理(即，第三处理)。可以在盘驱动器10的制造过程中将标识图案200的数据项记录在盘介质11上，从而将基本伺服图案200与驱动伺服图案300区分开。在该情况下，通过重写来擦除基本伺服图案200。
如上所述，本实施例是一种伺服写入方法，其中在第一和第二处理中分别写入基本伺服图案200和驱动伺服图案300。
在第一处理中，以一个轨道间距(1/1伺服轨道间距)记录同心或螺旋伺服图案的基本伺服图案200。因此，如上面指出的，在第一处理中执行的伺服写入方法可以在以二分之一轨道间距(1/2轨道间距)写入伺服图案的普通伺服写方法所需时间的大约一半时间内写入同心或螺旋伺服图案。
另外，在第二处理中以1/2轨道间距写入驱动伺服图案300。如果驱动伺服图案300是螺旋伺服图案，则可以缩短伺服数据写入时间。即，可以例如从最内侧轨道向最外侧轨道连续地写入螺旋伺服图案，而不用在图案写入处理期间停止头12。因为在该处理中从不停止头12，所以可以在相对短的时间内在盘介质11的整个表面上写入伺服图案。
在根据本实施例的盘驱动器10中，记录在盘介质11上的螺旋伺服图案的驱动伺服图案300可以用作螺旋数据轨道，其中可以记录用户数据。或者，在根据本实施例的盘驱动器10中，记录在盘介质11上的螺旋伺服图案的驱动伺服图案300可以用作同心数据轨道，其中可以记录用户数据。
本领域的技术人员易于发现其他优点和修改。因此，本发明在其较宽的方面，不限于此处示出和描述的特定细节和代表性实施例。因此，在不脱离由所附权利要求和其等同物定义的一般创造性概念的精神和范围的情况下，可以做出各种修改。

Claims (10)

1.一种在盘驱动器内写入伺服数据的方法，所述盘驱动器具有盘介质和在所述盘介质上记录伺服数据的伺服写入功能，所述方法的特征在于包括：
第一处理，其以一个轨道间距在所述盘介质上记录包含地址码和伺服脉冲图案的基本伺服图案；和
第二处理，其通过使用所述盘驱动器中的所述基本伺服图案来控制头的定位，并且使得所述头在所述盘介质上记录除所述基本伺服图案之外的驱动伺服图案，所述驱动伺服图案构成螺旋伺服图案轨道。
2.如权利要求1的方法，其特征在于，在所述第二处理中，以1/2轨道间距为单位控制所述头的定位，从而记录所述驱动伺服图案。
3.  如权利要求1的方法，其特征在于，在所述第一处理中，通过使用所述盘驱动器的伺服写入功能，在并入所述盘驱动器内的所述盘介质上记录所述基本伺服图案。
4.如权利要求1的方法，其特征在于，在所述第一处理中，通过使用专用的伺服写入装置，在所述盘介质上记录所述基本伺服图案。
5.如权利要求1的方法，其特征在于，所述基本伺服图案是构成同心伺服轨道的伺服图案。
6.如权利要求1的方法，其特征在于，所述基本伺服图案是构成螺旋伺服轨道的伺服图案。
7.如权利要求1的方法，其特征在于进一步包括第三处理，其在将所述驱动伺服图案在第二处理中记录在所述盘介质上之后，从所述盘介质擦除所述基本伺服图案。
8.如权利要求1的方法，其特征在于，除了所述地址码之外，将由伺服脉冲信号A和B构成的两相脉冲信号记录为基本伺服图案。
9.一种盘驱动器，其特征在于包括：
盘介质，其上已经记录了基本伺服图案；
头，其被配置为在所述盘介质上写入伺服数据或用户数据，以及从所述盘介质读取所述伺服数据或用户数据；
控制单元，其被配置为通过使用所述基本伺服图案来控制所述头的定位，并且所述控制单元执行自伺服写入，以便使得所述头在所述盘介质上记录除了所述基本伺服图案之外的驱动伺服图案，所述驱动伺服图案构成螺旋伺服轨道；和
传动器机构，其握持所述头，并且被配置为当由所述控制单元控制时，将所述头移动到所述盘介质上的指定位置。
10.一种盘驱动器，其特征在于包括：
盘介质，其上已经记录了基本伺服图案；
头，其被配置为在所述盘形介质上写入伺服数据或用户数据，以及从所述盘介质读取所述伺服数据或用户数据；
传动器机构，其握持所述头，并且被配置为将所述头移动到所述盘介质上的指定位置；和
控制单元，其被配置为控制所述传动器，并且其通过使用所述基本伺服图案来执行自伺服写入，由此在所述盘介质上记录用于构成螺旋伺服轨道的驱动伺服图案，并且然后使用所述驱动伺服图案，从而构成用于在所述盘介质上记录用户数据的螺旋伺服轨道。
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