【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヘッドを磁気ディスク上の所定の位置に位置決めするための、磁気ディスク装置のサーボ信号書込み方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
サーボ信号書込み方式の１つに、磁気ディスク装置におけるサーボトラック情報を、外部の書込み装置を用いずに、製品自体の磁気ヘッド（単に、ヘッドともいう）及びアクチュエータを制御して記録するセルフサーボライト方式があり、その具体的手法が特許文献１、特許文献２に開示されている。これによると前者では予備のサーボパターンが記録された磁気ディスクを装置に組み込み、予備サーボパターンに記録された情報を基にヘッド位置決めを行いサーボライトする方式である。また、後者では予備パターンを記録する方法として磁気ディスクを装置に組み込んだ後に外部記録装置（サーボライタ）を用いている。これらの手法では、予備パターンを記録するために外部の装置を用いており、セルフサーボライト方式の利点を損なってしまう問題点がある。
これに対し、特許文献３に記載されている方法では、予備パターンも装置自身で記録しサーボライトを行うために必要な情報を学習している。これにより、外部記録装置を用いることなく、磁気ディスク装置固有のヘッドコア幅のばらつき、すなわち記録素子・再生素子の寸法誤差に対応したサーボライトが可能である。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２０８２４３号公報
【特許文献２】
特開２００１−１４３４１６号公報
【特許文献３】
特開２００２―３６７３０８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、前記従来技術を検討した結果、以下の問題点を見いだした。
特許文献３に記載されている手法では、サーボパターンを記録する領域を確定し、その領域内において設計上のトラックピッチを満たすようにサーボパターンを配置することを開示しているが、補正したトラックピッチにてサーボパターンを記録するためのヘッド位置情報取得方法や位置決め方法が開示されていない。よって、本発明の目的は、セルフサーボライト方式を実用できるレベルに高めたサーボライト方式を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、本発明のサーボ信号書込み方法は、磁気ディスク装置に搭載された磁気ディスクに情報を記録する記録素子と前記磁気ディスクから情報を読み出す再生素子とを有するヘッドの前記磁気ディスク上における位置情報を検出するためのサーボパターンを、前記ヘッドを用いて前記磁気ディスクに記録するサーボ信号書込み方法において、前記ヘッドの位置情報を検出するための第１のサーボパターンを記録する工程と、前記第１のサーボパターンに基づいて前記ヘッドの位置情報を検出し、前記位置情報に基づいて前記ヘッドを目標位置に位置決め制御して第２のサーボパターンを記録する工程とを有し、前記第１のサーボパターンを、前記磁気ディスクの半径方向に対して前記記録素子コア幅の２倍の間隔に等間隔に、かつ円周方向に対して互いに重なりあわない６個以上のブロックにて記録すると共に、前記６個以上のブロックから４個のブロックを２組選択し、各組毎に選択した４個のブロックから得られる２つの差分信号から位置信号を生成し、得られた２組の位置信号に基づいて前記第２のサーボパターンを記録することを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【０００７】
図１は本発明の一実施の形態である磁気ディスク装置の構成とサーボライト動作時の信号の流れとを示す模式図である。
本実施の形態の磁気ディスク装置では、製品の筐体にヘッド、磁気ディスク（以下、ディスクという）を組み付けて密封した後、外部測長系を用いずに装置自身が備えるヘッドとアクチュエータでディスクにパターンを記録し、この記録されたパターンを再生した信号を基にヘッドをオフセットさせて新たなパターンを記録する動作を繰り返し、ディスク全面にサーボパターンを形成する方法を用いる。
【０００８】
磁気ディスク装置は、図１に示す様に、情報を記録するディスク１とディスク１に情報を記録またはディスク１から情報を再生するヘッド２を備える。ヘッド２はピボット４を中心として回転可能な形で支持され、アクチュエータ５によってディスク１上の任意の半径位置に移動される。また、ランプロード３はヘッド２がディスク１上から退避したときの格納場所となる。
【０００９】
磁気ディスク装置に、ヘッドの位置情報を得るためのサーボパターンを記録する際には、動作制御用回路７を装着してヘッド、アクチュエータ５などの動作制御を行う。サーボパターンを記録する動作をサーボライトという。この動作制御用回路は、磁気ディスク装置を製品として動作させるための制御回路と必ずしも同一のものである必要はない。
【００１０】
動作制御用回路７はパターンを書き込むためのライトドライバ７ａ、パターン生成回路７ｂ、再生信号を増幅するプリアンプ７ｃ、復調回路７ｄ、アクチュエータ５を駆動するためのＶＣＭドライバ７ｅ、これらの機能を制御するコントローラ７ｆ、及び動作に必要なパラメータを記録するメモリ７ｇで構成される。パターン生成回路７ｂは、磁気ディスク装置に備えられるヘッド２を用いて行うサーボライト動作（以下、セルフサーボライト動作という）で使用する一定周波数の信号や、ディスク半径方向に向かってサーボ信号を記録するときのヘッド位置決めに使用するサーボパターン（以下、伝播用パターンという）である第１のサーボパターン、及び情報の書込み・読み出しのためヘッド２を所定のトラックに位置決めするためのサーボパターン（以下、製品用パターンという）である第２のサーボパターンを記録するための信号を、コントローラ７ｆからの指令により、ライトドライバ７ａに出力する。
【００１１】
図２は本実施の形態の磁気ディスク装置におけるサーボライト手順を示す流れ図である。以下、サーボライト動作の流れを図２を用いて説明する。
まず、スピンドルを起動して所定の回転速度に設定する（ステップＳ１）。
続いて、ＶＣＭドライバ７ｅによりアクチュエータ５を駆動して、ヘッド２をランプロード３からディスク１上へ移動（以下、ローディングという）させる（ステップＳ２）。
【００１２】
このローディング時にヘッド２に一定周波数の書込み電流を流し、ローディングと同時にディスク１上に磁化反転間隔が一定であるパターンを書き込む。このパターンはサーボパターンの記録領域検出を目的とするパターンであり、以下、記録領域検出パターン９あるいは単にパターン９という。パターン９を書き込んだ一定時間後に書込み電流をＯＦＦにすることで、ディスク１上の最外周付近のみにパターン９を書き込む（ステップＳ３）。
【００１３】
ローディング後は、ヘッド２はディスク１上にあるが、この段階ではディスク１にはヘッド位置決め用のパターンは記録されておらず、ヘッド２がディスク１上のどの半径位置にあるか検出することはできない。そのため、ローディング後はヘッド２を止めずに最内周側のストッパ６ａにアクチュエータ５があたるまでヘッドを内周側に移動させる（ステップＳ４）。
【００１４】
その後、最内周で一定のＶＣＭ電流８にてアクチュエータ５をストッパ６ａに押し付けて、ヘッド２の位置を略固定した後一定周波数のパターン（ＡＬＬ−１パターン）を記録する。次に、ＶＣＭ電流値８を変化させてヘッド２の位置を微調整してＡＬＬ−１パターンの再生振幅を取得することで、記録素子と再生素子との相対距離（以下、Ｒ／Ｗオフセットという）、及び記録されたトラックのトラック幅を学習する（ステップＳ５）。ＡＬＬ−１パターンは再生出力の位置依存性の測定を行うために記録するパターンである。
【００１５】
さらに、測定したトラック幅の情報を基に、半径方向へのヘッド移動量であるヘッド送りピッチの設定を行い（ステップＳ６）、伝播用パターンを記録する（ステップＳ７）。
【００１６】
伝播用パターンを最外周付近まで記録するとローディング時に書込んだパターン９をヘッド２は検出し、この時点で最内周側からの伝播用パターンの記録を終了する（ステップＳ８）。
【００１７】
ここで、内周側から外周までのヘッド送りピッチとサーボパターンを書込むトラック数との関係から、製品用サーボ信号を書込むためのヘッド送りピッチを算出し（ステップＳ９）、再度内周側に向かって製品用サーボ信号を記録する。
最後に所定のトラック本数分の製品用サーボ信号を書込んだ時点でヘッドを格納し、サーボライトを終了する（ステップＳ１０）。
【００１８】
本実施の形態の特徴はヘッド送りピッチの設定を行うステップＳ６において、ステップＳ５にて測定したヘッド２の記録素子コア幅の１／４に設定し、ディスク１の周方向に互いに重なり合わない８個のブロックの組み合わせから構成される伝播用パターンにてサーボライトすることにより、円板全面に記録された伝播用パターンから半径方向の位置を一意に決定できることである。
【００１９】
図３は本実施の形態における記録領域検出パターン書込み時のヘッドの動きを示す図であり、図４は本実施の形態におけるＶＣＭ電流とヘッドの位置とを示す図であり、図５は本実施の形態のトラック幅とＲ／Ｗオフセット測定時のヘッドの動きを示す図である。
以下、図３〜図５に基づいて、図２における各ステップについての詳細を述べる。
【００２０】
まず、ステップＳ１からＳ３までのローディング時にパターン信号９を書込む動作の手順について、図３を用いて詳細を述べる。
ステップＳ１にあるように、スピンドルを起動して、所定の回転速度に設定する。ヘッド２が外周方向に向かうようにアクチュエータ５にＤＣ電流を流し、ストッパ６ｂによって規制されるまでヘッド２を移動し、ヘッド２をランプロード３上の待機位置の終端に位置付ける。次に、アクチュエータ５が内周方向に向かうようにＤＣ電流を流し、ヘッド２をディスク１上にローディングする。ここで、ヘッド２がランプロード３上にある時刻ｔ１（１２）にヘッド２の記録素子へ書込み電流を流す。本実施の形態では、時刻ｔ１（１２）をＤＣ電流の流し始めた時刻、もしくはアクチュエータ５からの逆起電力を検出した時刻とし、その後、ヘッド２がディスク１上に到達した時に記録素子の書込み電流をＯＦＦに（時刻ｔ２（１３））する。書込み終了時刻ｔ２（１３）の設定方法は次のように行う。アクチュエータ５は自身の逆起電力検出による速度制御方式により制御されている。よって、ランプロード３の寸法とディスク１の最外周から予め設定した範囲に対応した時刻ｔ２（１３）に記録素子の書込み電流をＯＦＦにする。以上の手順により、ローディング動作と同時にディスク１の最外周にパターン９を書込む。
【００２１】
次に、ローディング動作を行った後、ヘッド２をストッパ６ｂまで送り、伝播用パターンを書込むための送りピッチを設定する。この手順を図４、図５を用いて説明する。図２中のステップＳ４でアクチュエータが最内周のストッパに接触するまで移動させた後、ＶＣＭに一定値のＤＣ電流を流してアクチュエータをストッパに押し付ける。この時のＶＣＭに流す電流値を１４−０とする。この状態で、一定周波数のパターン（Ａｌｌ−１パターン）を１周にわたってディスク１に書込む。次に、ＶＣＭに流している押し付け方向の電流を段階的に減少させ、ヘッドを外周側に移動させる。この時のＶＣＭ電流とヘッドの半径位置との関係を図４に示す。図４に示すように、パターンをディスク１上にライトした時のＶＣＭ電流値を、１４−０から１４−１、１４−２と順次減少させることによってヘッドの位置は１５−０から１５−１、１５−２と外周側に移動する。
【００２２】
この時のヘッドの半径位置と再生信号振幅との関係を図５に示す。図５に示すように、ヘッドが移動する各段階において再生される信号の振幅を復調回路７ｄでデジタル値に変換し、コントローラ７ｆを介してメモリ７ｇに保存する。ＶＣＭ電流を予め設定された値１４−ｍまで減少させてヘッドを１５−ｍまで移動させたならば、次はＶＣＭ電流を予め設定した電流値１４−ｎに増加させてヘッドを内周側の位置１５−ｎまで移動させる。ＶＣＭ電流値を１４−ｎから、１４−（ｎ＋１）と段階的に減少させて、再び振幅が最大となる位置まで移動し、各段階の振幅を復調回路７ｄでデジタル値に変換してメモリに保存する。
【００２３】
ステップＳ４、Ｓ５の手順により、図５中の１６に示すような再生振幅のオフトラックプロファイルを得る。得られたオフトラックプロファイルを基に、Ａｌｌ−１パターンを書込んだ時のヘッド位置１５−ａとオフトラックプロファイルの頂点位置（本例では１５−２）の距離から、ヘッドのＲ／Ｗオフセット量１７を算出する。また、この段階で実効的なトラック幅も算出する。一般に磁気的なトラック幅は、オフトラックプロファイルにおいて振幅が最大値の５０％となる２点間の距離で代表させることができる。そこでまず、オフトラックプロファイルとしてメモリに保存した値と振幅最大値の５０％の値（図５中１６−ｈ）との１点ずつを大小比較しながら、振幅の最大となる点１５−２から外周側のプロファイルに相当するメモリの値を順次調査し、最初に５０％より小さくなった点１５−ｅ１を外周側のトラックのエッジ位置とする。同様に、内周側もメモリに保存された値を調査し、内周側のトラックのエッジ位置１５−ｅ２を得る。得られたトラックの両エッジの距離からトラック幅１８を算出する。
【００２４】
続いて、ステップＳ５でヘッド送りピッチを算出する作業について、図５を用いて説明する。
ステップＳ６では、既に記録したパターンから所定の量だけヘッド２をオフセットさせて、新たなトラックを記録することでパターンを形成する。このヘッド２のオフセット移動は、既に記録したトラックを再生した信号の振幅が、ある目標の値となるように位置決め動作を行うことで行われる。本実施の形態では、８個のブロックにてサーボパターンを構成しているため、目標とする振幅値はオフトラックプロファイル１６において、トラック幅１８の１／４になる地点での振幅値とした。
【００２５】
次に、ステップＳ６で設定したトラックピッチにて伝播用パターンを記録する。図６の伝播用パターンの記録例に示すように、記録用ヘッドのコア幅の２倍の間隔に等間隔、かつディスク１の周方向に対して互いに重なり合わない８個のブロックより構成される伝播用パターンにてサーボライトを行った。
【００２６】
ヘッド２を最内周のストッパ６ｂまで送った後、ステップＳ４、Ｓ５、Ｓ６の手順を経て伝播用パターンを記録し最外周付近にヘッド２が到達すると、ローディング時に書込みを行ったパターン９をヘッド２は再生することになる。
【００２７】
図７は伝播用パターンと記録領域検出パターンの様子を示す図である。図７に基づいて、パターン９を認識する方法を説明する。この方法ではディスク１の表面を円周方向に交互に変わる２つの領域に分ける。スピンドルモータの発するタイミングに合わせて、伝播用パターンを書込まないエリア２０と書込むエリア２１とに分けて記録する。ローディング時にパターン信号９を書込むと、伝播用パターンの書込まれないエリアにパターン９が入ることになる。この伝播用パターンの書込まれないエリアをスピンドルモータの発生するタイミングに基づき監視し、再生波形を確認した時点でこの地点を最外周とする。
【００２８】
ステップＳ６において設定したヘッド送りピッチに基づき、伝播用パターンを最外周まで記録すると、最外周までに送ったステップ数がわかる。ステップＳ５で設定したヘッド送りピッチはヘッドのコア幅に依存するものであり、コア幅のばらつきにより最外周まで送るステップ数は異なる。そこで、製品用サーボパターン（製品用パターン）を記録する段階において設計上のトラック本数を配置するために、送りピッチを再調整することが必要となることもある。
【００２９】
図８は製品用サーボ信号記録用ヘッド送りピッチを算出するための流れ図である。以下、図８の手順により製品用サーボパターンの送りピッチを再調整する方法を説明する。
【００３０】
予め、メモリ７ｇに設計上のトラック本数、トラックピッチ、ヘッドコア幅を記憶する（ステップＳ１１）。伝播用パターンを半径方向に向かって記録し、ローディング時に書込まれたパターンを認識し最外周を検出する（ステップＳ１２）。最外周を検出するまで伝播用パターンを記録するために送ったヘッドのステップ回数をコントローラ７ｆによりカウントしメモリ７ｇに格納する（ステップＳ１３）。次に、メモリ７ｇに記憶した設計上のトラック本数、トラックピッチ、ヘッドコア幅から、送るべきステップ回数をコントローラ７ｆで算出し、実際に送ったステップ回数と比較する（ステップＳ１４）。
【００３１】
具体的には、１本のトラックを記録するのに必要なステップ回数にトラック本数を掛け合わせることで送るべきステップ回数を算出する。それぞれのステップ回数が異なれば実際に送ったステップ回数と設計値から求めたステップ回数の比を実際に送ったヘッド送りピッチと掛け合わせることにより製品用サーボパターンを記録するためのヘッド送りピッチをコントローラ７ｆで求めることができる（ステップＳ１５）。
【００３２】
製品用サーボパターンを記録するにあたっては、ステップＳ１５にて求めたヘッド送りピッチでヘッドを移動させ、目標値に位置決めしてサーボパターンを記録する。そのために、製品用パターンを記録するときの位置決め動作には、次のことが要求される。すなわち、１：数トラック以上を線形に表すことができる位置情報の取得方法、２：高精度なヘッド位置決め精度、３：伝播用パターン記録時の書込み誤差を考慮した位置決め方法、４：ディスク１の媒体欠陥による復調ミスを考慮した復調方法である。
【００３３】
１に関して、伝播用パターン記録時は伝播用パターンの振幅値が線形である範囲のみを使用してヘッド位置決めを行ってきた。しかしながら、ステップＳ１５でヘッド送りピッチを変更した後の位置決めの目標値では、図５のトラックプロファイルにおいて、位置情報を線形に取得できない領域にある可能性がある。従って、数トラックの範囲においては線形性を保証する位置情報の取得方法が必要である。２に関して、伝播用パターン記録時には１層の伝播用パターンを用いて位置決めを行っているため、位置ノイズの影響が大きい。このため、従来では伝播用パターン位置決め時のセクタ数を増やすことにより、サーボ演算時間を短くして位置決め精度向上を図っている。しかしながら、伝播用パターンと比較してビット数を必要とする製品パターンを記録するには、その記録領域を確保する必要がある。従って、伝播用パターン以上にセクタ数を増やすことができないため、セクタ数を減らしても位置決め精度を確保する必要がある。３に関して、伝播用パターン記録時に偶発的な位置決め誤差があった場合にも伝播用パターンは記録されてしまう。製品用パターンを記録するときにはこの偶発的な位置誤差を持ったパターンに対して位置決めを行うため、この誤差を補償する必要がある。また、同様に４に関してもディスク１の媒体欠陥により伝播用パターンを正常に復調できない場合がある。特に、伝播用パターンはサーボ演算周期を短くするためにセクタ数を増やしていることから、欠陥している部分に記録する確率が高くなる。従って、これに対応した復調方法が必要である。
これに対し、本実施の形態では、図６に示される伝播用パターンを用いて位置情報を復調することで、前述する１〜４の要求を満たすことができる。
【００３４】
図９はディスクに記録された伝播用パターンを互いに位相の異なる組み合わせに並び代えたもので、図６に示されたＡ〜Ｈのパターンをコントローラ７ｆにて順序を入れ替えたものである。
【００３５】
このように、記録用ヘッドのコア幅の２倍の間隔に等間隔、かつディスク１の周方向に対して互いに重なり合わない８個のブロックより構成される伝播用パターンを用いることにより、ディスク１の半径方向に記録用ヘッドのコア幅分ずれたパターンの対が４組得られる。対となるパターンは、ＡパターンとＥパターン、ＣパターンとＧパターン、ＢパターンとＦパターン、及びＤパターンとＨパターンである。
【００３６】
ここで、図９に示す位相の異なるパターンの組み合わせにおいて、対となるパターン（ディスク１の半径方向に記録用ヘッドのコア幅分ずれた位置のパターン）の振幅値の差分を求めることにより、図１０に示すようなディスク１の半径方向とパターンの差分値との関係図を得ることができる。
【００３７】
図１０において、図１０（ａ）の２本の線はそれぞれＡ・Ｅパターンの振幅値の差分（以下、Ｎ−ＰＯＳと呼ぶ）、Ｃ・Ｇパターンの差分（以下、Ｑ−ＰＯＳと呼ぶ）と半径方向の位置関係を示した図であり、図１０（ｂ）はＢ・Ｆパターン（以下、Ｎ’−ＰＯＳと呼ぶ）、Ｄ・Ｈパターン（以下、Ｑ’−ＰＯＳと呼ぶ）の差分と半径方向の位置関係を示した図である。
【００３８】
図１０（ａ）では２トラックに渡り半径位置を線形的に表しており、図１０（ｂ）では図１０（ａ）に対して１／４トラック位相がずれた状態でやはり半径位置を線形的に表している。図１０中に示す矢印は、Ｎ−ＰＯＳ及びＱ−ＰＯＳから得られる半径方向の位置と、Ｎ’−ＰＯＳ及びＱ’−ＰＯＳから得られる半径方向の位置とに対応する差分値を示している。
【００３９】
従って、Ａ〜Ｈパターンの何れかに偶発的な書込み誤差が生じた場合であっても、Ａ，Ｅ，Ｃ，ＧパターンまたはＢ，Ｆ，Ｄ，Ｈパターンの何れか一方の組のパターンが正常であれば伝播用パターンの正常が復調できるので、半径方向の位置決めを正確に行うことができる。すなわち、伝播用パターンに冗長性を持たせることができるので、セクタ数を増やすことによって欠陥している部分に伝播用パターンを記録する確率が高くなった場合であっても、目標位置へ正確に製品用パターンを記録することができる。
【００４０】
また、図１０（ｂ）ではＮ’−ＰＯＳ、Ｑ’−ＰＯＳの大小関係により、図１０（ａ）のＮ−ＰＯＳ、Ｑ−ＰＯＳが奇数トラックであるか偶数トラックであるかを示している。これらよりＮ−ＰＯＳ、Ｑ−ＰＯＳを用いることで半径２トラック内で一意に位置が決定でき、これとは独立してＮ’−ＰＯＳ、Ｑ’−ＰＯＳを用いることで半径２トラック内で一意に位置が決定できる。
【００４１】
また、本実施の形態では、２つのパターンの振幅値の差分を計算していることから振幅値取得時の観測ノイズを軽減することができ、位置決め精度向上につながる。
【００４２】
Ａ〜Ｈのパターンは１／４ピッチで配置されていることから、各パターンの大小関係を調べることにより、周知の技術を用いて伝播用パターンの偶発的な書込み誤差を判定することができる。本実施の形態では、伝播用パターンの振幅値を取り込んだ後にコントローラ７ｇにてその大小関係を判定し、大小関係が異なるパターンを発見した場合はそのパターンによる復調を行わずに、他のパターンを用いて復調を行う。例えばＢ≦Ｃとなっており、Ｃパターンに書込み誤差があるとした場合には、そのセクタではＱ−ＰＯＳを使用せずにＮ’−ＰＯＳもしくはＱ’−ＰＯＳを使用して復調を行う。これにより、伝播用パターンの偶発的な書込み誤差に対応することができる。そして、設計上のトラック本数を記録し終わった時点でサーボライトを終了する。
【００４３】
本実施の形態の磁気ディスク装置では、以上に説明した伝播用パターンを用いて製品用パターン記録時の位置決めを行う構成となっているので、ディスクに予備的なサーボ信号を記録することなく、正確に管理されたトラックピッチでサーボ信号を記録することができる。すなわち、特殊なサーボ書込み環境や部品を必要とせず、装置自身でオフトラックプロファイル１６を測定し、ヘッド２の記録素子の寸法誤差のばらつき等による伝播用パターンの書込み誤差を補償した精度の高い製品用パターンを、サーボパターン記録領域に対して設計上のトラック本数、トラックピッチにて記録することができる。
【００４４】
なお、本実施の形態は本発明の概念を示したものであり、各サーボパターンのディスク２の周方向に対する書込み順序やフォーマット、ハード構成等に限定されるものではない。特に、本願発明に特徴的なＡパターン〜Ｈパターンは、８個のパターンに限定されることはなく、６個以上の偶数個のパターンでよいことはいうまでもない。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、上記発明によれば、ディスクに予備的なサーボ信号を記録することなく、正確に管理されたトラックピッチでサーボ信号を記録することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における磁気ディスク装置の構成とサーボライト動作時の信号の流れを示す模式図である。
【図２】本発明におけるサーボライト手順を示す流れ図である。
【図３】記録領域検出パターン書込み時のヘッドの動きを示す図である。
【図４】ＶＣＭ電流とヘッドの位置を示す図である。
【図５】トラック幅とＲ／Ｗオフセット測定時のヘッドの動きを示す図である。
【図６】伝播用パターンの記録例を示した図である。
【図７】伝播用パターンと記録領域検出パターンの様子を示す図である。
【図８】製品用サーボ信号記録用ヘッド送りピッチを算出するための流れ図である。
【図９】伝播用パターンを互いに位相の異なる組み合わせに並べ替えた図である。
【図１０】伝播用パターンより位置情報を復調したときのディスク半径方向と伝播用パターン振幅値の関係を表す図である。
【符号の説明】
１…ディスク ２…記録再生ヘッド
３…ランプロード ４…ピボット
５…アクチュエータ ６…ストッパ
７…サーボライト制御回路 ８…ヘッド位置信号
９…ＶＣＭ駆動電流
１０…磁気ディスク径方向位置依存性測定用信号
１１…製品用サーボ信号記録領域[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for writing a servo signal in a magnetic disk device for positioning a head at a predetermined position on a magnetic disk.
[0002]
[Prior art]
One of the servo signal writing methods is a self-servo write that records servo track information in a magnetic disk device by controlling a magnetic head (also simply referred to as a head) and an actuator of a product itself without using an external writing device. There are methods, and specific methods are disclosed in Patent Documents 1 and 2. According to the former method, a magnetic disk on which a spare servo pattern is recorded is incorporated in a device, and a head is positioned based on information recorded on the spare servo pattern to perform servo writing. In the latter method, an external recording device (servo writer) is used after a magnetic disk is incorporated in the device as a method of recording a spare pattern. In these methods, an external device is used to record the preliminary pattern, and there is a problem that the advantage of the self-servo writing method is lost.
On the other hand, in the method described in Patent Literature 3, a preliminary pattern is also recorded by the apparatus itself, and information necessary for performing servo writing is learned. As a result, it is possible to perform servo writing corresponding to the variation of the head core width inherent to the magnetic disk device, that is, the dimensional error of the recording element / reproducing element, without using an external recording device.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-208243
[Patent Document 2]
JP 2001-143416 A
[Patent Document 3]
JP 2002-367308 A
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present inventor has found the following problems as a result of studying the above-mentioned conventional technology.
The method described in Patent Document 3 discloses that an area for recording a servo pattern is determined, and the servo pattern is arranged so as to satisfy a designed track pitch in the area. There is no disclosure of a method of acquiring head position information or a method of positioning for recording a servo pattern at a pitch. Accordingly, an object of the present invention is to provide a servo write system in which the self-servo write system is enhanced to a practical level.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a servo signal writing method according to the present invention is directed to a method of writing a servo signal on a magnetic disk drive, comprising: a recording element for recording information on a magnetic disk; and a reproducing element for reading information from the magnetic disk. Recording a first servo pattern for detecting position information of the head in a servo signal writing method for recording a servo pattern for detecting position information on a disk on the magnetic disk using the head; And detecting the position information of the head based on the first servo pattern, controlling the positioning of the head at a target position based on the position information, and recording a second servo pattern. The first servo pattern is equally spaced at an interval of twice the recording element core width in the radial direction of the magnetic disk. And at least six blocks that do not overlap each other in the circumferential direction are recorded, and two sets of four blocks are selected from the six or more blocks, and the four selected blocks are selected for each set. A position signal is generated from two difference signals obtained from the block, and the second servo pattern is recorded based on the obtained two sets of position signals.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In all the drawings for describing the embodiments of the present invention, components having the same functions are denoted by the same reference numerals, and their repeated description will be omitted.
[0007]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a magnetic disk drive according to an embodiment of the present invention and the flow of signals during a servo write operation.
In the magnetic disk device of the present embodiment, a head and a magnetic disk (hereinafter, referred to as a disk) are assembled and sealed in a housing of a product, and then the disk is formed on the disk by a head and an actuator provided in the device itself without using an external length measurement system. A method of recording a pattern, offsetting the head based on a signal obtained by reproducing the recorded pattern, and recording a new pattern is repeated to form a servo pattern on the entire surface of the disk.
[0008]
As shown in FIG. 1, the magnetic disk device includes a disk 1 for recording information and a head 2 for recording information on the disk 1 or reproducing information from the disk 1. The head 2 is supported so as to be rotatable about a pivot 4, and is moved to an arbitrary radial position on the disk 1 by an actuator 5. The ramp load 3 is a storage location when the head 2 is retracted from the disk 1.
[0009]
When recording a servo pattern for obtaining position information of the head on the magnetic disk device, the operation control circuit 7 is mounted to control the operation of the head, the actuator 5, and the like. The operation of recording a servo pattern is called a servo write. The operation control circuit is not necessarily required to be the same as a control circuit for operating the magnetic disk device as a product.
[0010]
The operation control circuit 7 includes a write driver 7a for writing a pattern, a pattern generation circuit 7b, a preamplifier 7c for amplifying a reproduction signal, a demodulation circuit 7d, a VCM driver 7e for driving the actuator 5, and a controller for controlling these functions. 7f and a memory 7g for recording parameters necessary for the operation. The pattern generation circuit 7b records a signal of a constant frequency used in a servo write operation (hereinafter, referred to as a self-servo write operation) performed using the head 2 provided in the magnetic disk device, and a servo signal in a disk radial direction. A first servo pattern which is a servo pattern (hereinafter, referred to as a propagation pattern) used for positioning the head, and a servo pattern (hereinafter, a product) which positions the head 2 on a predetermined track for writing / reading information. A signal for recording a second servo pattern (referred to as a use pattern) is output to the write driver 7a in accordance with a command from the controller 7f.
[0011]
FIG. 2 is a flowchart showing a servo write procedure in the magnetic disk device of the present embodiment. Hereinafter, the flow of the servo write operation will be described with reference to FIG.
First, the spindle is activated to set a predetermined rotation speed (step S1).
Subsequently, the actuator 2 is driven by the VCM driver 7e to move the head 2 from the ramp load 3 onto the disk 1 (hereinafter, referred to as loading) (Step S2).
[0012]
At the time of this loading, a write current having a constant frequency is applied to the head 2 to write a pattern having a constant magnetization reversal interval on the disk 1 simultaneously with the loading. This pattern is a pattern for detecting a recording area of a servo pattern, and is hereinafter referred to as a recording area detection pattern 9 or simply a pattern 9. By turning off the write current a predetermined time after writing the pattern 9, the pattern 9 is written only in the vicinity of the outermost periphery on the disk 1 (step S3).
[0013]
After loading, the head 2 is on the disk 1. At this stage, no pattern for head positioning is recorded on the disk 1, and it is not possible to detect at which radial position the head 2 is on the disk 1. Can not. Therefore, after the loading, the head 2 is moved to the inner peripheral side without stopping the head 2 until the actuator 5 hits the innermost peripheral stopper 6a (Step S4).
[0014]
Thereafter, the actuator 5 is pressed against the stopper 6a with a constant VCM current 8 at the innermost circumference, and the position of the head 2 is substantially fixed, and thereafter a pattern of a constant frequency (ALL-1 pattern) is recorded. Next, by changing the VCM current value 8 and finely adjusting the position of the head 2 to acquire the reproduction amplitude of the ALL-1 pattern, the relative distance between the recording element and the reproduction element (hereinafter referred to as R / W offset) is obtained. ), And the track width of the recorded track is learned (step S5). The ALL-1 pattern is a pattern to be recorded in order to measure the position dependency of the reproduction output.
[0015]
Further, based on the information on the measured track width, the head feed pitch, which is the amount of head movement in the radial direction, is set (step S6), and the propagation pattern is recorded (step S7).
[0016]
When the propagation pattern is recorded to the vicinity of the outermost periphery, the head 2 detects the pattern 9 written at the time of loading, and at this point, the recording of the propagation pattern from the innermost periphery ends (step S8).
[0017]
Here, the head feed pitch for writing the product servo signal is calculated from the relationship between the head feed pitch from the inner circumference to the outer circumference and the number of tracks on which the servo pattern is written (step S9). The product servo signal is recorded toward.
Finally, the head is stored when the product servo signals for the predetermined number of tracks have been written, and the servo writing is terminated (step S10).
[0018]
The feature of this embodiment is that in step S6 for setting the head feed pitch, the width is set to 1/4 of the recording element core width of the head 2 measured in step S5, and is not overlapped in the circumferential direction of the disk 1. By performing servo writing with a propagation pattern composed of a combination of individual blocks, the position in the radial direction can be uniquely determined from the propagation pattern recorded on the entire surface of the disk.
[0019]
FIG. 3 is a diagram showing the movement of the head when writing the recording area detection pattern in the present embodiment, FIG. 4 is a diagram showing the VCM current and the position of the head in the present embodiment, and FIG. FIG. 7 is a diagram showing the movement of the head at the time of measuring the track width and the R / W offset in the embodiment.
Hereinafter, details of each step in FIG. 2 will be described based on FIGS. 3 to 5.
[0020]
First, the procedure of writing the pattern signal 9 at the time of loading from steps S1 to S3 will be described in detail with reference to FIG.
As in step S1, the spindle is started and set to a predetermined rotation speed. A DC current is applied to the actuator 5 so that the head 2 moves in the outer peripheral direction, and the head 2 is moved until the head 2 is regulated by the stopper 6b, thereby positioning the head 2 at the end of the standby position on the ramp load 3. Next, a DC current is applied so that the actuator 5 moves in the inner circumferential direction, and the head 2 is loaded onto the disk 1. Here, at time t1 (12) when the head 2 is on the ramp load 3, a write current is supplied to the recording element of the head 2. In this embodiment, the time t1 (12) is the time when the DC current starts to flow or the time when the back electromotive force from the actuator 5 is detected, and thereafter, when the head 2 reaches the disk 1, the writing of the recording element is performed. The current is turned off (time t2 (13)). The method of setting the write end time t2 (13) is performed as follows. The actuator 5 is controlled by a speed control method based on detection of its own back electromotive force. Therefore, the write current of the recording element is turned off at time t2 (13) corresponding to the size of the ramp load 3 and the preset range from the outermost circumference of the disk 1. According to the above procedure, the pattern 9 is written on the outermost periphery of the disk 1 simultaneously with the loading operation.
[0021]
Next, after the loading operation is performed, the head 2 is sent to the stopper 6b, and a feed pitch for writing the propagation pattern is set. This procedure will be described with reference to FIGS. After the actuator is moved until it contacts the innermost stopper in step S4 in FIG. 2, a DC current of a constant value is passed through the VCM, and the actuator is pressed against the stopper. At this time, the current value flowing through the VCM is set to 14-0. In this state, a constant frequency pattern (All-1 pattern) is written on the disk 1 over one round. Next, the current in the pressing direction flowing through the VCM is gradually reduced, and the head is moved to the outer peripheral side. FIG. 4 shows the relationship between the VCM current and the radial position of the head at this time. As shown in FIG. 4, the position of the head is changed from 15-0 to 15-1 by sequentially decreasing the VCM current value when the pattern is written on the disk 1 from 14-0 to 14-1 and 14-2. , 15-2 to the outer peripheral side.
[0022]
FIG. 5 shows the relationship between the radial position of the head and the amplitude of the reproduced signal at this time. As shown in FIG. 5, the amplitude of the signal reproduced at each stage of the movement of the head is converted into a digital value by the demodulation circuit 7d and stored in the memory 7g via the controller 7f. After the VCM current is reduced to the preset value 14-m and the head is moved to 15-m, the VCM current is increased to the preset current value 14-n, and the head is moved to the inner peripheral side. Move to position 15-n. The VCM current value is reduced stepwise from 14-n to 14- (n + 1), moved to a position where the amplitude is maximized again, and the amplitude of each step is converted to a digital value by the demodulation circuit 7d and stored in the memory. save.
[0023]
According to the procedures in steps S4 and S5, an off-track profile having a reproduction amplitude as indicated by 16 in FIG. 5 is obtained. Based on the obtained off-track profile, the R / W offset of the head is determined from the distance between the head position 15-a when the All-1 pattern is written and the vertex position (15-2 in this example) of the off-track profile. The quantity 17 is calculated. At this stage, the effective track width is also calculated. Generally, the magnetic track width can be represented by the distance between two points where the amplitude becomes 50% of the maximum value in the off-track profile. Therefore, first, while comparing the values of the value stored in the memory as the off-track profile and the value of 50% of the maximum amplitude value (16-h in FIG. 5) one by one, the point from the point 15-2 where the amplitude becomes maximum is determined The values of the memory corresponding to the profile on the outer peripheral side are sequentially examined, and a point 15-e1 that is smaller than 50% first is set as the edge position of the outer peripheral track. Similarly, the value stored in the memory is checked on the inner peripheral side, and the edge position 15-e2 of the inner track is obtained. The track width 18 is calculated from the distance between both edges of the obtained track.
[0024]
Next, the operation of calculating the head feed pitch in step S5 will be described with reference to FIG.
In step S6, a pattern is formed by offsetting the head 2 by a predetermined amount from the already recorded pattern and recording a new track. The offset movement of the head 2 is performed by performing a positioning operation so that the amplitude of a signal obtained by reproducing a track that has already been recorded has a certain target value. In the present embodiment, since the servo pattern is composed of eight blocks, the target amplitude value is the amplitude value at a point where the off-track profile 16 becomes 1/4 of the track width 18.
[0025]
Next, a propagation pattern is recorded at the track pitch set in step S6. As shown in the example of recording the propagation pattern in FIG. 6, the recording head is composed of eight blocks which are equally spaced at twice the core width of the recording head and do not overlap with each other in the circumferential direction of the disk 1. Servo writing was performed using the propagation pattern.
[0026]
After the head 2 is sent to the innermost stopper 6b, the propagation pattern is recorded through steps S4, S5, and S6, and when the head 2 reaches near the outermost periphery, the pattern 9 written at the time of loading is replaced with the head 9. 2 will play.
[0027]
FIG. 7 is a diagram showing a state of a propagation pattern and a recording area detection pattern. A method for recognizing the pattern 9 will be described with reference to FIG. In this method, the surface of the disk 1 is divided into two areas that alternate in the circumferential direction. In accordance with the timing generated by the spindle motor, an area 20 where the propagation pattern is not written and an area 21 where the propagation pattern is written are separately recorded. When the pattern signal 9 is written at the time of loading, the pattern 9 enters an area where the propagation pattern is not written. The area where the propagation pattern is not written is monitored based on the timing at which the spindle motor is generated, and when the reproduced waveform is confirmed, this point is set as the outermost periphery.
[0028]
When the propagation pattern is recorded to the outermost circumference based on the head feed pitch set in step S6, the number of steps transmitted to the outermost circumference can be determined. The head feed pitch set in step S5 depends on the core width of the head, and the number of steps to be sent to the outermost circumference is different due to variations in the core width. Therefore, at the stage of recording the product servo pattern (product pattern), it may be necessary to readjust the feed pitch in order to arrange the number of tracks in the design.
[0029]
FIG. 8 is a flowchart for calculating the head feed pitch for recording the servo signal for product. Hereinafter, a method of readjusting the feed pitch of the product servo pattern by the procedure of FIG. 8 will be described.
[0030]
The design track number, track pitch, and head core width are stored in the memory 7g in advance (step S11). The propagation pattern is recorded in the radial direction, the pattern written at the time of loading is recognized, and the outermost periphery is detected (step S12). The number of steps of the head sent for recording the propagation pattern until the outermost periphery is detected is counted by the controller 7f and stored in the memory 7g (step S13). Next, the controller 7f calculates the number of steps to be sent from the designed number of tracks, the track pitch, and the head core width stored in the memory 7g, and compares it with the number of steps actually sent (step S14).
[0031]
Specifically, the number of steps to be sent is calculated by multiplying the number of steps required to record one track by the number of tracks. If the number of steps is different, the ratio of the number of steps actually sent and the number of steps determined from the design value is multiplied by the actually sent head feed pitch to control the head feed pitch for recording the servo pattern for the product. 7f (step S15).
[0032]
In recording the product servo pattern, the head is moved at the head feed pitch determined in step S15, and is positioned at a target value to record the servo pattern. Therefore, the following is required for the positioning operation when recording the product pattern. That is, 1: a method of acquiring position information that can linearly represent several tracks or more, 2: a highly accurate head positioning accuracy, 3: a positioning method in consideration of a writing error when recording a propagation pattern, and 4: a disk 1 This is a demodulation method taking into account demodulation errors due to medium defects.
[0033]
Regarding No. 1, head positioning has been performed using only the range where the amplitude value of the propagation pattern is linear when recording the propagation pattern. However, the target position value after changing the head feed pitch in step S15 may be in an area where position information cannot be obtained linearly in the track profile of FIG. Therefore, a method of acquiring position information that guarantees linearity in the range of several tracks is required. Regarding No. 2, since the positioning is performed using one layer of the propagation pattern when the propagation pattern is recorded, the influence of the position noise is large. Therefore, conventionally, by increasing the number of sectors at the time of positioning the propagation pattern, the servo calculation time is shortened to improve the positioning accuracy. However, in order to record a product pattern requiring more bits than the propagation pattern, it is necessary to secure a recording area. Therefore, since the number of sectors cannot be increased beyond the propagation pattern, it is necessary to ensure positioning accuracy even if the number of sectors is reduced. Regarding 3, the propagation pattern is recorded even when an accidental positioning error occurs during recording of the propagation pattern. When a product pattern is recorded, positioning is performed on the pattern having this accidental position error, and therefore, it is necessary to compensate for this error. Similarly, with respect to 4, the propagation pattern may not be able to be demodulated normally due to a medium defect of the disk 1. In particular, since the number of sectors in the propagation pattern is increased in order to shorten the servo calculation cycle, the probability of recording in a defective portion increases. Therefore, a demodulation method corresponding to this is required.
On the other hand, in the present embodiment, the above-described requirements 1 to 4 can be satisfied by demodulating the position information using the propagation pattern shown in FIG.
[0034]
FIG. 9 shows a case where the propagation patterns recorded on the disc are rearranged into combinations having different phases from each other, and the patterns A to H shown in FIG. 6 are rearranged by the controller 7f.
[0035]
As described above, by using the propagation pattern composed of eight blocks that are equally spaced at twice the core width of the recording head and that do not overlap each other in the circumferential direction of the disk 1, 4 pairs of patterns displaced in the radial direction by the core width of the recording head are obtained. The paired patterns are the A pattern and the E pattern, the C pattern and the G pattern, the B pattern and the F pattern, and the D pattern and the H pattern.
[0036]
Here, in the combination of the patterns having different phases shown in FIG. 9, the difference between the amplitude values of the paired pattern (the pattern at the position shifted by the core width of the recording head in the radial direction of the disk 1) is obtained. As shown in FIG. 10, a relationship diagram between the radial direction of the disk 1 and the difference value of the pattern can be obtained.
[0037]
In FIG. 10, two lines in FIG. 10A are respectively a difference between the amplitude values of the AE pattern (hereinafter, referred to as N-POS) and a difference between the CG patterns (hereinafter, referred to as Q-POS). FIG. 10B is a diagram showing a positional relationship in the radial direction. FIG. 10B shows a difference between a BF pattern (hereinafter, referred to as N′-POS) and a DH pattern (hereinafter, referred to as Q′-POS). FIG. 4 is a diagram showing a positional relationship in the radial direction.
[0038]
10A shows the radial position linearly over two tracks, and FIG. 10B also shows the radial position linearly shifted by 1/4 track phase with respect to FIG. 10A. Is represented in Arrows shown in FIG. 10 indicate difference values corresponding to radial positions obtained from N-POS and Q-POS and radial positions obtained from N′-POS and Q′-POS. .
[0039]
Therefore, even if an accidental writing error occurs in any of the A to H patterns, any one of the patterns of the A, E, C, and G patterns or the B, F, D, and H patterns is not used. If normal, the normality of the propagation pattern can be demodulated, so that positioning in the radial direction can be performed accurately. That is, since the propagation pattern can be provided with redundancy, even if the probability of recording the propagation pattern in a defective portion is increased by increasing the number of sectors, it is possible to accurately reach the target position. Product patterns can be recorded.
[0040]
Also, FIG. 10B shows whether the N-POS and Q-POS in FIG. 10A are odd tracks or even tracks, based on the magnitude relationship between N′-POS and Q′-POS. . By using N-POS and Q-POS, the position can be uniquely determined within a two-track radius. Independently from the above, unique positions within a two-track radius can be determined by using N'-POS and Q'-POS. The position can be determined.
[0041]
Further, in the present embodiment, since the difference between the amplitude values of the two patterns is calculated, observation noise at the time of acquiring the amplitude value can be reduced, which leads to an improvement in positioning accuracy.
[0042]
Since the patterns A to H are arranged at a 1/4 pitch, it is possible to determine an accidental writing error of the propagation pattern by using a known technique by examining the magnitude relation between the patterns. In this embodiment, the controller 7g determines the magnitude relationship after taking in the amplitude value of the propagation pattern, and when a pattern having a different magnitude relationship is found, the controller 7g does not perform demodulation based on the pattern and performs other demodulation. And demodulation is performed. For example, if B ≦ C and there is a write error in the C pattern, demodulation is performed using N′-POS or Q′-POS in that sector without using Q-POS. Thereby, it is possible to cope with an accidental writing error of the propagation pattern. Then, the servo write is completed when the number of tracks in the design has been recorded.
[0043]
In the magnetic disk drive of the present embodiment, since the positioning is performed at the time of recording the product pattern using the above-described propagation pattern, accurate positioning is achieved without recording a preliminary servo signal on the disk. The servo signal can be recorded at the track pitch managed in the following manner. That is, a high-precision product that does not require a special servo writing environment or components, measures the off-track profile 16 by itself, and compensates for a writing error of a propagation pattern due to a variation in a dimensional error of a recording element of the head 2 or the like. Pattern can be recorded in the servo pattern recording area at the designed track number and track pitch.
[0044]
This embodiment shows the concept of the present invention, and is not limited to the writing order, format, hardware configuration, and the like of each servo pattern in the circumferential direction of the disk 2. In particular, the A pattern to the H pattern characteristic of the present invention are not limited to eight patterns, and needless to say, six or more even patterns may be used.
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a servo signal can be recorded at a precisely managed track pitch without recording a preliminary servo signal on a disk.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a magnetic disk device and a signal flow during a servo write operation according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a servo write procedure in the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing the movement of a head when writing a recording area detection pattern.
FIG. 4 is a diagram showing a VCM current and a position of a head.
FIG. 5 is a diagram showing a movement of a head when measuring a track width and an R / W offset.
FIG. 6 is a diagram showing a recording example of a propagation pattern.
FIG. 7 is a diagram showing a state of a propagation pattern and a recording area detection pattern.
FIG. 8 is a flowchart for calculating a head feed pitch for product servo signal recording.
FIG. 9 is a diagram in which propagation patterns are rearranged into combinations having different phases from each other.
FIG. 10 is a diagram illustrating a relationship between a disk radial direction and a propagation pattern amplitude value when position information is demodulated from a propagation pattern.
[Explanation of symbols]
1. Disc 2. Recording / playback head
3 ... Ramp road 4 ... Pivot
5 Actuator 6 Stopper
7: servo write control circuit 8: head position signal
9 VCM drive current
10: Magnetic disk radial position dependence measurement signal
11: Product servo signal recording area
