JP2009087514A - セルフサーボ書き込みのためにドライブ内で書き込まれたスパイラル - Google Patents
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Abstract
【課題】新規且つ改善された、ドライブ内でセルフサーボ書き込みのためにスパイラルを書き込む方法の提供。
【解決手段】セルフサーボ書き込みの方法が示されている。実施形態の例において、スパイラルや他のインデキシングパターンは、完全にハードディスクドライブ内で書き込まれ得るため、ディスク表面全体のセルフサーボ書き込みが、可能となる。スパイラル書き込みの精度が順に高まると、セルフサーボ書き込み技術を用いて実現しうるトラック密度が増大する。方法の一例には、第1のインデキシングパターンを書き込むこと、その後、サーボ及び隣接する第2のインデキシングパターンの書き込みのために、第1のインデキシングパターンを使用することが含まれる。他の方法の例には、スパイラルのようなパターンの書き込み精度を高めるため、逆起電力(back EMF)の使用が更に含まれる。
【選択図】 図1
【解決手段】セルフサーボ書き込みの方法が示されている。実施形態の例において、スパイラルや他のインデキシングパターンは、完全にハードディスクドライブ内で書き込まれ得るため、ディスク表面全体のセルフサーボ書き込みが、可能となる。スパイラル書き込みの精度が順に高まると、セルフサーボ書き込み技術を用いて実現しうるトラック密度が増大する。方法の一例には、第1のインデキシングパターンを書き込むこと、その後、サーボ及び隣接する第2のインデキシングパターンの書き込みのために、第1のインデキシングパターンを使用することが含まれる。他の方法の例には、スパイラルのようなパターンの書き込み精度を高めるため、逆起電力(back EMF)の使用が更に含まれる。
【選択図】 図1
Description
本発明は、セルフサーボ書き込みのためにドライブ内で書き込まれたスパイラルに関する。
ディスクドライブは、情報記憶装置である。ディスクドライブは回転スピンドルに固定された1枚以上のディスクと、それぞれのディスクの表面からデータを表す情報を読み出すための、及び/又は、それぞれのディスクの表面にデータを書き込むための、少なくとも一つのヘッドを含む。ヘッドは、ボイスコイルモータ(voice coil motor)によって駆動され得るアクチュエータに連結されたサスペンションによって支持される。ディスクドライブの制御電子回路は、電気信号をボイスコイルモータに提供して、ディスク上のトラック内でのデータ読み出し及び書き込みのためにヘッドをディスク上の所望の位置に移動させ、不使用時あるいはディスクドライブの保護のために好ましい他の場合にヘッドを安全なエリアに止めさせる。
動作中に読み出し/書き込みヘッドをディスク表面上に配置させるため、サーボゾーンは普通、ディスク表面に書き込まれる。
そこで、本発明は、新規且つ改善された、ドライブ内でセルフサーボ書き込みのためにスパイラルを書き込む方法を提供することを目的とする。
本発明は以下の態様を含む。
(1)インデックスされた領域及びブランク領域を形成するように、第1のインデキシングパターンをハードディスク表面のブランク部分に書き込むことと、
前記インデックスされた領域と前記ブランク領域の間のインタフェースから、又はその近くから始めて、前記ブランク領域へ伸びるよう、第2のインデキシングパターンを前記ブランク領域に書き込むことと、を備える方法であって、
前記第2のインデキシングパターンを書き込むことは、読み出し/書き込みヘッドをサーボするために、前記インタフェースに隣接する前記第1のインデキシングパターンを使用することを含む、方法。
前記インデックスされた領域と前記ブランク領域の間のインタフェースから、又はその近くから始めて、前記ブランク領域へ伸びるよう、第2のインデキシングパターンを前記ブランク領域に書き込むことと、を備える方法であって、
前記第2のインデキシングパターンを書き込むことは、読み出し/書き込みヘッドをサーボするために、前記インタフェースに隣接する前記第1のインデキシングパターンを使用することを含む、方法。
(2)前記第1のインデキシングパターンをハードディスク表面のブランク部分に書き込むことは、内径から外径へ外向きに書き込むことを含む、(1)記載の方法。
(3)前記内径から前記外径へ外向きに書き込むことは、前記内径と前記外径への距離の10%との間の領域に書き込むことを含む、(2)記載の方法。
(4)前記第2のインデキシングパターンを書き込むことは、インデックスパターンの書き込みのための書き込みクロックを提供するために、ボイスコイルモータからの逆起電力を使用することを更に含む、(1)記載の方法。
(5)前記第2のインデキシングパターンを書き込むことは、前記インデックスパターンの書き込みのための前記書き込みクロックを提供するために、スピンドルモータからの逆起電力を使用することを更に含む、(4)記載の方法。
(6)第1のスパイラル領域及びブランク領域を形成するように、第1の数のスパイラルをハードディスク表面のブランク部分に書き込むことと、
前記第1のスパイラル領域と前記ブランク領域の間のインタフェースから、又はその近くから始めて、前記ブランク領域へ伸びるよう、第2の数のスパイラルを前記ブランク領域に書き込むことと、を備える方法であって、
前記第2の数のスパイラルを書き込むことは、読み出し/書き込みヘッドをサーボするために、前記インタフェースに隣接する前記第1の数のスパイラルを使用すること、を含む方法。
前記第1のスパイラル領域と前記ブランク領域の間のインタフェースから、又はその近くから始めて、前記ブランク領域へ伸びるよう、第2の数のスパイラルを前記ブランク領域に書き込むことと、を備える方法であって、
前記第2の数のスパイラルを書き込むことは、読み出し/書き込みヘッドをサーボするために、前記インタフェースに隣接する前記第1の数のスパイラルを使用すること、を含む方法。
(7)前記第1の数のスパイラルと前記第2の数のスパイラルとの間の不一致を測定することを更に含む、(6)記載の方法。
(8)前記第1の数のスパイラルを書き込むこと、及び前記第2の数のスパイラルを書き込むことは、どちらも完全にハードディスクドライブ内で実行される、(6)記載の方法。
(9)前記第2の数のスパイラルを書き込むことは、読み出し/書き込みヘッドをサーボするためにボイスコイルモータからの逆起電力を、インデックスパターンの書き込みのための書き込みクロックを提供するためにスピンドルモータからの逆起電力を、使用することを更に含む、(6)記載の方法。
(10)前記読み出し/書き込みヘッドをサーボするために、前記インタフェースに隣接する前記第1の数のスパイラルを使用することは、
前記第1のスパイラル領域にサーボパターンをセルフサーボ書き込みするために、前記第1の数のスパイラルを使用することと、
前記読み出し/書き込みヘッドをサーボするために、前記サーボパターンを使用すること、
を含む、(6)記載の方法。
前記第1のスパイラル領域にサーボパターンをセルフサーボ書き込みするために、前記第1の数のスパイラルを使用することと、
前記読み出し/書き込みヘッドをサーボするために、前記サーボパターンを使用すること、
を含む、(6)記載の方法。
(11)ハードディスクと、
前記ハードディスクを回転させるスピンドルモータと、
前記ハードディスク上のトラックを追跡する読み出し/書き込みヘッドと、
メディアに記憶され、ハードディスクドライブに連結されたコンピュータ読み取り可能な命令であって、
第1のスパイラル領域及びブランク領域を形成するように、第1の数のスパイラルをハードディスク表面のブランク部分に書き込むことと、
第1のセルフサーボ領域を形成するように、前記第1のスパイラル領域のセルフサーボ書き込みを行うことと、
前記ブランク領域の少なくとも一部分を第2のスパイラル領域に置き換えるために、前記第1のスパイラル領域と前記ブランク領域の間のインタフェースから、又はその近くから始めて、前記ブランク領域へ伸びるよう、第2の数のスパイラルを前記ブランク領域に書き込むことであって、
読み出し/書き込みヘッドをサーボするために、前記インタフェースに隣接した前記第1のセルフサーボ領域を使用することを含む、前記第2の数のスパイラルを書き込むことと、
前記第2のスパイラル領域のセルフサーボ書き込みを行うことと、
を含む多数の動作を、前記読み出し/書き込みヘッドに行わせる命令と、
を備えるハードディスクドライブ。
前記ハードディスクを回転させるスピンドルモータと、
前記ハードディスク上のトラックを追跡する読み出し/書き込みヘッドと、
メディアに記憶され、ハードディスクドライブに連結されたコンピュータ読み取り可能な命令であって、
第1のスパイラル領域及びブランク領域を形成するように、第1の数のスパイラルをハードディスク表面のブランク部分に書き込むことと、
第1のセルフサーボ領域を形成するように、前記第1のスパイラル領域のセルフサーボ書き込みを行うことと、
前記ブランク領域の少なくとも一部分を第2のスパイラル領域に置き換えるために、前記第1のスパイラル領域と前記ブランク領域の間のインタフェースから、又はその近くから始めて、前記ブランク領域へ伸びるよう、第2の数のスパイラルを前記ブランク領域に書き込むことであって、
読み出し/書き込みヘッドをサーボするために、前記インタフェースに隣接した前記第1のセルフサーボ領域を使用することを含む、前記第2の数のスパイラルを書き込むことと、
前記第2のスパイラル領域のセルフサーボ書き込みを行うことと、
を含む多数の動作を、前記読み出し/書き込みヘッドに行わせる命令と、
を備えるハードディスクドライブ。
(12)前記第2の数のスパイラルを前記ブランク領域に書き込むことは、
増加的なスパイラル領域を形成するよう、前記ブランク領域に、前記インタフェースに隣接する前記第1のセルフサーボ領域内の位置から、選択された距離へ書き込むことと、
前記増加的なスパイラル領域のセルフサーボ書き込みを行うことと、
前記ブランク領域が置き換えられるまで、増加的なスパイラル領域の形成を繰り返すことと、
を含む、(11)記載のハードディスクドライブ。
増加的なスパイラル領域を形成するよう、前記ブランク領域に、前記インタフェースに隣接する前記第1のセルフサーボ領域内の位置から、選択された距離へ書き込むことと、
前記増加的なスパイラル領域のセルフサーボ書き込みを行うことと、
前記ブランク領域が置き換えられるまで、増加的なスパイラル領域の形成を繰り返すことと、
を含む、(11)記載のハードディスクドライブ。
(13)前記選択された距離は、増加的なスパイラス領域の各形成について、前記ハードディスク表面の内径と外径の間の距離のおよそ10%を含む、(12)記載のハードディスクドライブ。
(14)前記第1の数のスパイラルは、前記ハードディスク表面の前記内径から前記外径へ向かう方向に書き込まれる、(13)記載のハードディスクドライブ。
(15)前記第1の数のスパイラルと、前記第2の数のスパイラルとの間の不一致を測定すること更に含む、(14)記載のハードディスクドライブ。
(16)前記第2の数のスパイラルを書き込むことは、前記読み出し/書き込みヘッドをサーボするために、ボイスコイルモータからの逆起電力を使用することを更に含む、(11)記載のハードディスクドライブ。
(17)前記第2の数のスパイラルを書き込むことは、インデックスパターンの書き込みのための書き込みクロックを提供するために、ボイスコイルモータからの逆起電力とスピンドルモータからの逆起電力を使用することを更に含む、(11)記載のハードディスクドライブ。
(18)前記コンピュータ読み取り可能な命令は、ハードディスクドライブ内のファームウェアに記憶されている、(11)記載のハードディスクドライブ。
本発明によれば、新規且つ改善された、ドライブ内でセルフサーボ書き込みのためにスパイラルを書き込む方法を提供することができる。
以下では、本発明の実施形態の例が、図面を参照して説明される。
図1は、実施形態の一例による、磁気記録再生装置(ハードディスクドライブ)の斜視図である。磁気記録再生装置は内部にシャシー(chassis)10、磁気ディスク11、読み出しヘッド及び書き込みヘッドを含んだヘッドスライダ(head slider)16、ヘッドスライダ16を支持するヘッドサスペンションアッセンブリ(head suspension assembly)(サスペンション15及びアクチュエータアーム14)、ボイスコイルモータ(VCM)17、及び回路基板を含む。
磁気ディスク11は、スピンドルモータ(spindle motor)12に取り付けられ、スピンドルモータ12によって回転される。各種のデジタルデータは、磁気ディスク11に記録される。実施形態の一例においては、ヘッドスライダ16に内蔵された磁気ヘッドは、単極構造の書き込みヘッドと、遮蔽MR読み出し素子(GMRフィルムやTMRフィルム等)を用いる読み出しヘッドとを含む統合ヘッドである。サスペンション15はアクチュエータアーム14の一端で保持され、ヘッドスライダ16を支持して磁気ディスク11の記録面を向くようにする。アクチュエータアーム14は、ピボット(pivot)13に取り付けられる。ボイスコイルモータ(VCM)17は、アクチュエータを駆動するもので、アクチュエータアーム14の他端に備えられる。VCM17は、ヘッドサスペンションアッセンブリを駆動し、磁気ヘッドの位置を磁気ディスク11の半径方向で任意の位置に定める。回路基板は、VCMのための駆動信号と、磁気ヘッドによって行われる読み出し及び書き込み動作を制御するための制御信号とを生成するヘッドIC(head IC)を含む。
図2は、一実施形態による、磁気ディスク11の概略平面図である。図2は、データゾーン(data zone)18及びサーボゾーン(servo zone)19を示す。ユーザデータは、データゾーン18の各々に記録される。本例の磁気ディスクは、同心の磁気パターンを成すトラックを有する。記録トラックの一例については、図3を参照して後述される。ヘッドの位置決めのためのサーボデータ(servo data)は、異なって磁化された物質によるパターンとして、各サーボゾーン19に形成される。図2に示す一実施形態の例においては、サーボゾーン19は、アクセス中のヘッドスライダの軌跡に対応する円弧のような形状をしている。サーボゾーンを19の形成及びセルフサーボ書き込みの方法は、以下でより詳細に論じられる。
図3は、実施形態の一例による、磁気ディスクメディア内のデータゾーンの一例の斜視図である。柔軟な基層(underlayer)22は、記録トラック(recording track)23を構成する磁気パターンと共に、基板(substrate)21上に形成されている。記録トラック23の半径方向の幅及びトラックピッチ(track pitch)は、それぞれTw及びTpによって示される。読み出しヘッドのGMR素子31及び書き込みヘッドの単極(single pole)32は、ヘッドスライダ内に形成されており、記録トラック23上に配置される。
基板21としては、平坦なガラス基板が用いられてもよい。基板21はガラス基板に限らず、アルミ基板(あるいは他の適当な基板)が用いられてもよい。磁性材料は、基板21上に配置され、選択的に磁化されて記録トラックを形成する。CoCrPtのような磁性材料が用いられてもよいが、実施形態の各例はこれに限定されない。図示されていないが、ダイアモンド状炭素(diamond-like carbon)(DLC)の保護フィルムが、メディアの表面上に形成されてもよい。一例においては、保護フィルムの表面に潤滑剤が塗布されてもよい。
図4及び図5を参照して、サーボゾーン及びデータゾーンのパターンが説明される。図4に概略的に示されるように、サーボゾーン19はプリアンブルセクション(preamble section)41、アドレスセクション(address section)42、バーストセクション(burst section)43を偏差(deviation)の検出のために有する。
図5に示すように、データゾーン18は記録トラック23を含む。サーボ信号(servo signal)を提供する磁化のパターンは、サーボゾーン19内のプリアンブルセクション41、アドレスセクション42、及びバーストセクション43のそれぞれにおいて形成される。これらのセクションは、以下に述べる機能を有してもよい。
プリアンブルセクション41は、関連するヘッド及びメディアの運動によって引き起こされる偏差に関するサーボ信号読み出しのためのクロックを同期させるフェーズロックループ(phase lock loop)(PLL)処理、及び適切な信号振幅を維持するAGC処理を実行するために備えられる。
アドレスセクション42は、例えばマンチェスター符号化方式(Manchester encoding)や他のタイプの符号化を用いて、円周方向にプリアンブルセクション41と同じピッチで形成され、サーボマーク(servo mark)、セクタデータ(sector data)、シリンダデータ(cylinder data)等と称されるサーボ信号認識コード(servo signal recognition code)を有してもよい。バーストセクション43は、シリンダアドレス(cylinder address)についてオントラック(on-track)状態に対するオフトラック量の検出に用いられる、オフトラック検出領域(off-track detection region)の一例である。バーストセクション43は、所望のトラック中心に対して、読み出し又は書き込みヘッドを配置するためのパターンを含む。図5のパターンは、バーストマーク(burst mark)(A,B,C,及びD)の4つのフィールドを含む例として示され、その半径方向のパターンは、各フィールドにおいて互いにシフトしている。他のバーストパターンもまた用いられ得る。一例としては、複数のマークが、円周方向にプリアンブルセクションと同ピッチで配置される。
バーストセクション43に基づく位置検出の原理は、詳細には説明されない。図示されたパターンを用いる場合、オフトラック量は、A,B,C及びDバーストからの読み出し信号の平均振幅値の計算によって得られてもよい。上述のように、平均振幅に依らない他のパターンが用いられてもよい。
図6は、実施形態の一例による、磁気記録再生装置(ハードディスクドライブ)のブロック図を示す。一例が示されてはいるが、本発明の開示を利用する当業者は、他の装置や回路構成も、本発明の範囲内で可能であることを認識するであろう。この図は、磁気ディスク11の上面の上方にのみ存在するヘッドスライダ16を示す。しかしながら、垂直磁気記録層は磁気ディスクの各々の面に形成されている。ダウンヘッド(down head)及びアップヘッド(up head)は、磁気ディスクの上面及び下面の上方及び下方にそれぞれ設けられる。ディスクドライブは、ヘッドディスクアッセンブリ(head disk assembly)(HDA)100と呼ばれる本体ユニット及びプリント基板(PCB)200を含む。
図6に示すように、HDA100は、磁気ディスク11、磁気ディスク11を回転させるスピンドルモータ12、読み出しヘッド及び書き込みヘッドを含むヘッドスライダ16、サスペンション15及びアクチュエータアーム14、VCM17、及び図示しないヘッド増幅器(head amplifier)(HIC)を有する。ヘッドスライダ16には、図3に示す素子31、32と同様の、巨大磁気抵抗(GMR)素子といった読み出し素子を含む読み出しヘッド及び書き込みヘッドが備えられる。
ヘッドスライダ16は、サスペンション15上に設けられたジンバルによって伸縮自在に支持されてもよい。サスペンション15はアクチュエータアーム14に取り付けられ、アクチュエータアーム14は、ピボット13に回転可能に取り付けられている。VCM17はピボット13周りにトルクを発生させ、アクチュエータアーム14が磁気ディスク11の半径方向にヘッドを動かす。HICは、アクチュエータアーム14に固定され、ヘッドからの入力信号及び出力信号を増幅する。HICはフレキシブルケーブル(flexible cable)120を介してPCB200に接続される。HICをアクチュエータアーム14上に備えると、ヘッド信号内のノイズが効果的に低減され得る。しかしながら、HICはHDA本体に固定されてもよい。
上述のように、磁気記録層は磁気ディスク11の各面上に形成され、それぞれが円弧のような形状をもつサーボゾーン19は移動するヘッドの軌跡に対応するよう形成される。磁気ディスクの仕様は、特定のドライブに適した読み出し/書き込み特性、外径及び内径に応じる。サーボゾーン19によって形成される円弧の半径は、ピボットから磁気ヘッド素子への距離として与えられる。
図示された実施形態の例では、いくつかの主要な電気的コンポーネント、いわゆるシステムLSIがプリント基板(PCB)200上に取り付けられている。システムLSIはコントローラ210、読み出し/書き込みチャネルIC(read/write channel IC)220、及びモータドライバIC(motor driver IC)240である。コントローラ210は、ディスクコントローラ(HDC)及びMPUと、ファームウェアを含む。MPUは、駆動システムの制御ユニットであり、ROM、RAM、CPU、及び本実施形態の例に係るヘッド位置決め制御システムを実施する論理処理ユニットを含む。論理処理ユニットは、高速計算を実行するハードウェア回路から成る演算処理ユニットである。論理処理回路のためのファームウェアは、ROMあるいはディスクドライブの他の場所に保存されている。MPUは、ファームウェアに従ってドライブを制御する。
ディスクコントローラ(HDC)は、ハードディスクドライブ内のインタフェースユニットであり、ディスクドライブとホストコンピュータ500(例えば、パーソナルコンピュータ)間のインタフェースと、MPU、読み出し/書き込みチャネルIC220、及びモータドライバIC240とを用いた情報交換によりドライブ全体を管理する。
読み出し/書き込みチャネルIC220は、読み出し/書き込み動作に関連するヘッド信号処理ユニット(head signal processing unit)である。読み出し/書き込みチャネルIC220は、読み出し/書き込みパス(read/write path)212及びサーボ復調器(servo demodulator)204を含んで図示される。読み出し/書き込みパス212は、ユーザデータとサーボデータの読み出し及び書き込みに用いられことができ、サーボ復調に有用なフロントエンド回路(front end circuitry)を含んでもよい。読み出し/書き込みパス212はまた、セルフサーボ書き込み(self-servowriting)に用いられてもよい。ディスクドライブは他のコンポーネントをも含んでいるが、実施形態の各例を説明するのに必須ではないため図示されていないことには留意すべきである。
サーボ復調器204は、サーボフェーズロックドループ(phase locked loop)(PLL)226、サーボ自動ゲイン制御(automatic gain control)(AGC)228、サーボフィールドディテクタ(field detector)231、及びレジスタスペース(register space)232を含んで図示される。サーボPLL226は、一般に、サーボ復調器204内で、1以上のタイミングあるいはクロック回路(図6には示さず)のための周波数及び位相の制御を提供するのに用いられる制御ループである。例えば、サーボPLL226は、タイミング信号を読み出し/書き込みパス212に提供することができる。サーボAGC228は、可変ゲイン増幅器(variable gain amplifier)を含み(又は駆動し)、複数のディスク11のうち1つ上のサーボゾーン19が読み出されている時の、読み出し/書き込みパス212の出力をほぼ一定レベルに保つために用いられる。サーボフィールドディテクタ231は、SAM(Servo Address Mark)、トラック番号、第1サーボバースト(first servo burst)、及び第2サーボバースト(second servo burst)を含む、サーボゾーン19の様々なサブフィールド(subfield)の検出及び/又は復調に用いられる。MPUは、様々なサーボ復調機能(例えば、決定、比較、特徴付け等)の実行に用いられ、サーボ復調器204の一部であるとも考えることができる。別の方法では、サーボ復調器204は、独自のマイクロプロセッサを持つことも可能である。
読み出し/書き込みパス212がサーボデータを読んでいる場合は、1以上のレジスタ(例えばレジスタスペース233内)が適切なサーボAGC値(例えばゲイン値、フィルタ係数、フィルタ蓄積パス(filter accumulation path)等)の記憶に用いられ、読み出し/書き込みパス212がユーザデータを読んでいる場合には、1以上のレジスタが適切な値(例えばゲイン値、フィルタ係数、フィルタ蓄積パス等)を記憶するのに用いられ得る。制御信号は、読み出し/書き込みパス212のカレントモードに従い、適切なレジスタを選択するのに用いられ得る。記憶されたサーボAGC値は、動的な更新が可能である。例えば、読み出し/書き込みパス212がサーボデータを読んでいる時に用いられる記憶されたサーボAGC値は、更なるサーボゾーン19が読み出されるたびに更新され得る。このように、直近のサーボゾーン19の読み出しについて決定されたサーボAGC値は、次のサーボゾーン19が読み出される際には、始動サーボAGC値となり得る。
読み出し/書き込みパス212は、磁気ディスク11への情報の書き込み及び磁気ディスク11からの情報の読み出し処理に用いられる電子回路を含む。MPUは、サーボ制御アルゴリズムを実行することができ、このため、サーボコントローラと称される。あるいは、別個のマイクロプロセッサ又はデジタル信号プロセッサ(図示せず)がサーボコントロール機能を実行することもできる。
図2に示されたゾーン19等のサーボゾーンは一般に、上記の例で論じられたように、ディスク11上での読み出し/書き込みヘッドの配置を制御するのに用いられる。ディスク表面へのサーボゾーンの書き込みは重要な作業であり、多くの製造プロセスにおいて、極めて時間がかかる。組み立て後に、ハードディスクドライブが効果的にシェルフ(shelf)に乗り、更なる人間の接触を要せず自身の製造が完了できるよう、ハードディスクドライブ内にサーボゾーンを書き込むのに、セルフサーボ書き込みが用いられている。ハードディスクドライブがセルフサーボ書き込みを実行する場合に用いられる、何らかの基準の枠組み(frame of reference)を提供するために、一般的に使用されるリファレンスパターン(reference pattern)もある。
図7は、多数のスパイラル720が、リファレンスパターンとしてハードディスク表面702の内径710及び外径712の間に書き込まれたハードディスク700を示す。セルフサーボ書き込みの一つの方法は、ディスク表面702上のスパイラルのパターンを用いて、ハードディスクドライブが、上述の図2及び図3に示す例のような最終的なサーボパターンを書き込む際に用いる粗い基準の枠組みを提供する。スパイラル書き込みの中間ステップは相対的に高速であり、ハードディスクドライブは、ほとんどの時間を、シェルフ上でのセルフサーボ書き込み方法を用いたサーボゾーンの書き込みに費やすことができる。図2及び図3の例のゾーン19のようなサーボゾーンを書き込んだ後、スパイラル720は書き直されることができ、もはや必要とされない。ハードディスクドライブがセルフサーボ書き込みの実行に費やした時間はまだ長くなり得るが、このプロセスは他の製造プロセスには影響を及ぼさず、大きな加工機械無しで、また人的労力無しで実行される。
例として、図7は、それぞれ内径710と外径712の間でディスクを2回転する6つのスパイラル720を示す。さらに有効なスパイラル構成は、内径710と外径712の間でおよそ15回転する約300あるいはそれ以上のスパイラルである。たわんだディスク表面上のトラック密度は絶えず増大するため、改善されたスパイラルの書き込み方法が、次世代のハードディスクドライブとして必要とされ、開発されている。
スパイラルを書き込む1つの方法は、メディアライタ(media writer)を使用し、図1で説明されるように、ハードディスクドライブ外で実行される。メディアライタは、数枚のディスクを共通のスピンドルに積み重ね、複数の対応する書き込みヘッドを用いてディスクにパターンを書き込む。メディアライタは数枚のディスクに一度に書き込むことができるが、ディスクはまずスピンドルに取り付けられ、書き込み後に取り外され、その後各ハードディスクドライブ内に組み込まれなければならない。このプロセスには、ディスクの物理的な取り扱いを要する多数のステップがあり、時間がかかる。ディスクの物理的な取り扱いを伴うステップは、ディスクを引掻いたり、又は別の損傷を与えたりする可能性が増す。ディスクへの損傷の可能性は、低減させることが望ましい。
図8及び図9は、完全にハードディスク内部で実行され得る、スパイラルを用いたセルフサーボ書き込み方法を説明するものである。図8は、内径810及び外径812を有するハードディスク800示す。第1のインデキシングパターン(first indexing pattern)が書き込まれ、幅832を有する第1のインデックスされた領域(first indexed region)830が形成されて、インデックスされないブランク領域(blank region)820が残される。一例において、第1のインデキシングパターンは、第1の数のスパイラル(a first number of spirals)834を含む。一例においては、第1のインデックスされた領域830の幅832は、内径810及び外径812間の半径方向の距離のおよそ10%である。スパイラルが図示されているが、実施形態の例はこれに限定されない。直線、曲線、図形、その他の組合せ等の他のインデキシングパターンも、本発明の範囲内である。スパイラル数の一例は、300あるいはそれ以上の個々のスパイラルを含む。第1のインタフェース(first interface)822は、第1のインデックスされた領域830及びブランク領域820の間に示される。
一例において、上述のように、ハードディスクドライブが、多数のサーボゾーンといった最終的なサーボパターンを後になってセルフサーボ書き込みするのに用いることができる、粗いインデキシングパターンを、スパイラルは提供する。図8は、内径810に隣接して配置された第1のインデックスされた領域830を示すが、実施形態の例は、これに限定されない。外径に隣接して、あるいはディスク800の中間に書き込まれた第1のインデックスされた領域を有する他の例もある。
一例においては、ハードディスクドライブ内を移動する素子からの逆起電力(back electromotive force(EMF))フィードバックを用いて、第1の数のスパイラル834がハードディスクドライブ内に書き込まれる。例えば、ボイスコイルモータ(VCM)の構成要素が作動すると、ワイヤがVCM内の磁場を移動するのに伴い、VCMの動きは逆EMFも生じさせる。VCMの逆EMFは検出され、ディスク表面上での読み出し/書き込みヘッドの半径方向の速度を与えるようなフィードバックが生じる。この速度は統合されることが可能で、ディスク表面上での読み出し/書き込みヘッドの半径方向での位置の推定が提示される。さらに、一例においては、スピンドルモータからの逆EMFが検出されて、ディスクスピードを与えるフィードバックが生じ、読み出し/書き込みヘッドの円周方向の位置情報が与えられる。
図9は、第1のインデックスされた領域830に隣接し、第2のインデックスされた領域(second indexed region)840を形成する第2のインデキシングパターン(second indexing pattern)を示す。実施形態の一例において、第2のインデキシングパターンは多数のスパイラルを含む。図9では、第2のインデックスされた領域840内のスパイラルは、第1のインタフェース(first interface)822に隣接した位置から第2のインタフェース(second interface)842まで書き込まれており、第2のインタフェースはここで、第2のインデックスされた領域840とブランク領域820との間で定義される。矢印844は、第2のインデックスされた領域840におけるスパイラルの書き込み方向を示す。上記のように論じられ示されたように、スパイラルを含む領域は内径から外側へ書き込まれるが、外径から内側への書き込みを含む他の実施形態の例もある。
実施形態の一例において、第2のインデックスされた領域840は、第1のインデックスされた領域を用いて書き込まれ、第1のインタフェース822において、又はその近くで、読み出し/書き込みヘッドがサーボされる。読み出し/書き込みヘッドをサーボするのに第1のインデックスされた領域822を用いることには、スパイラルパターンを最終的なサーボパターンに置き換えるよう、第1のインデックスされた領域においてセルフサーボ動作を行うことが含まれる。読み出し/書き込みヘッドをサーボするのに第1のインデックスされた領域を用いることの一例には、スパイラル自身を用いて読み出し/書き込みヘッドをサーボすることが含まれる。第2のインデックスされた領域へスパイラルを書き込む前に、最終的なサーボパターンがセルフサーボ書き込みされるような実施形態の例において、優れて正確なサーボ位置が得られる。
逆EMFを用いて、内径810及び外径812間の半径方向の距離の10%程度の第1の部分のみにスパイラルを書き込み、その後第1のインデックスされた領域830からサーボすることによって、第2のインデックスされた領域840において逆EMFのみが用いられるよりも、優れた精度が第2のインデックスされた領域840において得られる。これは、第1の書き込み領域の内端においてサーボしている間、ドライブはスパイラルパターンの半径方向又は円周方向の位置決めにおける主要でない不正確さを特徴付けて補正するため、正しい。ドライブのストローク全体のごく一部のみが、一度に書き込まれるため、ディスクの推定されたスピンスピード(spin-speed)又はヘッドの半径方向のスピードにおける主要でないエラーは、結果としてスパイラルの半径方向及び/又は円周方向の配置における小さなエラーのみをもたらす。
実施形態の一例において、第2のインデックスされた領域840は、VCMからの逆EMF、スピンドルモータからの逆EMF、あるいはVMCとスピンドルモータ双方からの逆EMFを用いて、及び第1のインデックスされた領域からのサーボデータも用いて書き込まれる。第1のインデックスされた領域830におけるサーボデータからの付加的なフィードバック及び逆EMFは、第2のインデックスされた領域840におけるスパイラルあるいは他のパターンの配置精度を向上させる。
実施形態の一例において、第2のインデックスされた領域840は、インタフェース822に接している。実施形態の一例において、第2のインデックスされた領域840は、第1のインタフェース822付近で半径方向に第1のインデックスされた領域830と重なり合う。実施形態の一例において、第1のインデックスされた領域830におけるように、第2のインデックスされた領域840におけるスパイラルは、セルフサーボ書き込みによって、第2のインデックスされた領域840上での最終的なサーボパターンに置き換えられる。第1のインデックスされた領域830におけるスパイラルと第2のインデックスされた領域840におけるスパイラルとの間に、円周方向または半径方向の配置に不一致(mismatch)があれば、この不一致は、第2のインデックスされた領域840において最終的なサーボパターンをセルフサーボ書き込みする際に、測定され、補正されてもよい。
実施形態の一例において、不一致を測定し、補正するには、第1及び第2のインデックスされた領域双方からのスパイラルを含む領域において、ドライブが、ヘッドをサーボする。ドライブは、第1のスパイラルのセットからの位置情報を用いてサーボするだけでなく、位置及びタイミング情報を第2のスパイラルのセットから決定する。当業者によく知られた技術を用いて、ドライブは、サーボコントローラが第1のスパイラルのセットの半径方向の配置ミスを判断するために測定された(又はモデル化された)ループ伝達関数(loop transfer function)と、第1のスパイラルのセットからの測定された位置情報とを組み合わせる。そして、ドライブはこの情報とともに、第2のスパイラルのセットからの測定された位置情報を用いて、このスパイラルのセットの、第1のセットに対する半径方向の配置ミスを判断する。スパイラルの関連するタイミングは、各スパイラルの遭遇時刻を、スピンドル逆EMF信号に固定されたフェーズロックドループから生成されるクロックと比較することにより決定される。不一致の補正の一方法が説明されるが、本発明の開示を利用する当業者は、他の方法も本発明の範囲内にあることを認識するであろう。
一例において、第2のインデックスされた領域がブランク領域820全体を満たし、第2のインデックスされた領域840におけるセルフサーボ書き込みの後、セルフサーボ書き込み動作が完了する。他の例では、ブランク領域820内へのインタフェースからの半径距離の一部分におけるスパイラルの書き込み処理は、増加的(incremental)な処理である。増加的な処理には、より時間がかかるが、最終的なサーボパターンをより正確に与える。一例において、それぞれのインクリメント(increment)が、内径810と外径812との間の半径方向の距離の10%を占める。
図10は、本明細書中で述べられた、実施形態の各例において説明された方法の一例を示す。この方法は、第1のインデキシングパターンをハードディスク表面のブランク部分に書き込み、インデックスされた領域及びブランク領域を形成することをリストアップする。上述のように、一つのインデキシングパターンは、1以上のスパイラルを含む。この方法はまた、インタフェースに隣接したインデキシングパターンを用いて、インデックスされた領域とブランク領域の間のインタフェースから始めて、ブランク領域へ伸びるよう、第2のインデキシングパターンをブランク領域に書き込み、読み出し/書き込みヘッドをサーボすることもリストアップする。この方法はまた、インデキシングパターンの1つ以上の部分をセルフサーボ書き込みすることもリストアップする。図10には方法の一例が示されているが、実施形態の例はこれに限定されない。本発明の開示を利用する当業者は、他の変形した方法もまた本発明の範囲内であることを認識するであろう。
上述のように、選択された方法を用いて、スパイラルあるいは他のインデキシングパターンが完全にハードディスクドライブ内に書き込まれることができ、従ってディスク表面全体のセルフサーボ書き込みが可能になる。
スパイラル書き込みの精度が順に高まると、セルフサーボ書き込み技術を用いて実現しうるトラック密度が増大する。上記のように論じられた各例は、ハードディスクドライブ内で全ての動作を実行することについての議論であるが、実施形態の例は、これに限定されない。
上述のようにドライブ動作を演算し実行するソフトウェアは、一般的にはハードドライブ内のファームウェアに記憶されるが、実施形態の例はこれに限定されない。上述のような選択された方法を実行する、より一般的なコンピュータシステムのブロック図は、図11に示される。コンピュータ610の形式の一般的な計算装置は、プロセッシングユニット602、メモリ604、リムーバブルストレージ(removable storage)612、及びノンリムーバブルストレージ(non-removable storage)614を含んでもよい。メモリ604は、揮発性メモリ606及び不揮発性メモリ608を含んでもよい。コンピュータ610は、揮発性メモリ606と不揮発性メモリ608、リムーバブルストレージ612とノンリムーバブルストレージ614といった多様なコンピュータ読取り可能なメディアを含んでも、あるいはこれらの多様なメディアを含むコンピュータ環境へのアクセスを有してもよい。コンピュータストレージはRAM、ROM、消去可能PROM(EPROM)、電気的消去可能PROM(EEPROM)、フラッシュメモリや他のメモリ技術、CD−ROM、DVD、その他の光学ディスクストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージやその他の磁気ストレージ装置、あるいはその他のコンピュータ読取り可能な命令を記憶できるメディアを含む。コンピュータ610は、入力616、出力618、及び通信接続620を含むコンピュータ環境を含んでも、あるいはこのようなコンピュータ環境へのアクセスを含んでもよい。コンピュータは、1以上のリモートコンピュータ(remote computer)と接続するのに、通信接続を用いてネットワーク化された環境において動作してもよい。リモートコンピュータは、パーソナルコンピュータ(PC)、サーバ、ルータ、ネットワークPC、ピアデバイス(peer device)や他の一般的なネットワークノード(network node)等を含んでもよい。通信接続は、ローカルエリアネットワーク(LAN)、ワイドエリアネットワーク(WAN)や他のネットワークを含んでもよい。ディスクドライブのコントローラ210又は他の選択された回路やコンポーネントが、このようなコンピュータシステムであってもよい。
コンピュータ読取り可能なメディアに記憶されたコンピュータ読取り可能な命令は、コンピュータ610のプロセッシングユニット602によって実行可能である。ハードドライブ、CD−ROM、及びRAMは、コンピュータ読取り可能なメディアを含む物品の例である。コンピュータプログラムは、ディスクドライブに関連してファームウェアと称されてもよい。実施形態によっては、コンピュータプログラム625のコピーが、ディスクドライブの磁気ディスク11に記憶されることも可能である。
上述の特定の実施形態の説明は、本発明の一般的な性質を効果的に明らかにしており、現在の知識の適用により、包括的な概念から逸脱することなく、様々な応用のために容易に修正及び/又は適合が可能である。従って、このような適合及び修正は、開示された実施形態の等価物の意義及び範囲内に包括されることが意図されている。
要約書は、本技術的開示の本質と要旨を、読者が迅速に確かめられるように提供されている。要約書は、請求項の範囲や意味を解釈したり限定したりするためには用いられないという理解の下で提出されている。
本明細書において採用された語法や用語は、説明を目的とするものであり、限定のためではないということが理解される。従って本発明は、添付の請求項の精神と範囲内に含まれるこのような代替物、修正、等価物、及び変形全てを包含することが意図されている。
10…シャシー、11…磁気ディスク、12…スピンドルモータ、14…アクチュエータアーム、15…サスペンション、16…ヘッドスライダ、17…ボイスコイルモータ、18…データゾーン、19…サーボゾーン。
Claims (13)
- インデックスされた領域及びブランク領域を形成するように、第1のインデキシングパターンをハードディスク表面のブランク部分に書き込むことと、
前記インデックスされた領域と前記ブランク領域の間のインタフェースから、又はその近くから始めて、前記ブランク領域へ伸びるよう、第2のインデキシングパターンを前記ブランク領域に書き込むことと、を備える方法であって、
前記第2のインデキシングパターンを書き込むことは、読み出し/書き込みヘッドをサーボするために、前記インタフェースに隣接する前記第1のインデキシングパターンを使用することを含む、方法。 - 前記第1のインデキシングパターンをハードディスク表面のブランク部分に書き込むことは、内径から外径へ外向きに書き込むことを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第2のインデキシングパターンを書き込むことは、インデックスパターンの書き込みのための書き込みクロックを提供するために、ボイスコイルモータからの逆起電力を使用することを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 第1のスパイラル領域及びブランク領域を形成するように、第1の数のスパイラルをハードディスク表面のブランク部分に書き込むことと、
前記第1のスパイラル領域と前記ブランク領域の間のインタフェースから、又はその近くから始めて、前記ブランク領域へ伸びるよう、第2の数のスパイラルを前記ブランク領域に書き込むことと、を備える方法であって、
前記第2の数のスパイラルを書き込むことは、読み出し/書き込みヘッドをサーボするために、前記インタフェースに隣接する前記第1の数のスパイラルを使用すること、を含む方法。 - 前記第1の数のスパイラルと前記第2の数のスパイラルとの間の不一致を測定することを更に含む、請求項4に記載の方法。
- 前記第1の数のスパイラルを書き込むこと、及び前記第2の数のスパイラルを書き込むことは、どちらも完全にハードディスクドライブ内で実行される、請求項4記載の方法。
- 前記第2の数のスパイラルを書き込むことは、読み出し/書き込みヘッドをサーボするためにボイスコイルモータからの逆起電力を、インデックスパターンの書き込みのための書き込みクロックを提供するためにスピンドルモータからの逆起電力を、使用することを更に含む、請求項4に記載の方法。
- 前記読み出し/書き込みヘッドをサーボするために、前記インタフェースに隣接する前記第1の数のスパイラルを使用することは、
前記第1のスパイラル領域にサーボパターンをセルフサーボ書き込みするために、前記第1の数のスパイラルを使用することと、
前記読み出し/書き込みヘッドをサーボするために、前記サーボパターンを使用すること、
を含む、請求項4に記載の方法。 - ハードディスクと、
前記ハードディスクを回転させるスピンドルモータと、
前記ハードディスク上のトラックを追跡する読み出し/書き込みヘッドと、
メディアに記憶され、ハードディスクドライブに連結されたコンピュータ読み取り可能な命令であって、
第1のスパイラル領域及びブランク領域を形成するように、第1の数のスパイラルをハードディスク表面のブランク部分に書き込むことと、
第1のセルフサーボ領域を形成するように、前記第1のスパイラル領域のセルフサーボ書き込みを行うことと、
前記ブランク領域の少なくとも一部分を第2のスパイラル領域に置き換えるために、前記第1のスパイラル領域と前記ブランク領域の間のインタフェースから、又はその近くから始めて、前記ブランク領域へ伸びるよう、第2の数のスパイラルを前記ブランク領域に書き込むことであって、
読み出し/書き込みヘッドをサーボするために、前記インタフェースに隣接した前記第1のセルフサーボ領域を使用することを含む、前記第2の数のスパイラルを書き込むことと、
前記第2のスパイラル領域のセルフサーボ書き込みを行うことと、
を含む多数の動作を、前記読み出し/書き込みヘッドに行わせる命令と、
を備えるハードディスクドライブ。 - 前記第2の数のスパイラルを前記ブランク領域に書き込むことは、
増加的なスパイラル領域を形成するよう、前記ブランク領域に、前記インタフェースに隣接する前記第1のセルフサーボ領域内の位置から、選択された距離へ書き込むことと、
前記増加的なスパイラル領域のセルフサーボ書き込みを行うことと、
前記ブランク領域が置き換えられるまで、増加的なスパイラル領域の形成を繰り返すことと、
を含む、請求項9に記載のハードディスクドライブ。 - 前記第2の数のスパイラルを書き込むことは、前記読み出し/書き込みヘッドをサーボするために、ボイスコイルモータからの逆起電力を使用することを更に含む、請求項9に記載のハードディスクドライブ。
- 前記第2の数のスパイラルを書き込むことは、インデックスパターンの書き込みのための書き込みクロックを提供するために、ボイスコイルモータからの逆起電力とスピンドルモータからの逆起電力を使用することを更に含む、請求項9に記載のハードディスクドライブ。
- 前記コンピュータ読み取り可能な命令は、ハードディスクドライブ内のファームウェアに記憶されている、請求項9に記載のハードディスクドライブ。
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110104 |