专利名称：伺服轨道写入设备及其方法
技术领域：
本发明涉及在磁盘驱动单元中记录包含伺服帧的格式模式的伺服轨道写入设备及其方法，更特别地是涉及利用非接触式传感器由磁盘标度(disc scale)产生时钟信号，从而记录包含伺服帧的格式模式的伺服轨道写入设备及其方法。
背景技术：
当在制造阶段使用通常被称为伺服轨道写入器(STW)的设备将伺服帧模式记录在硬盘驱动器的磁盘中时，需要参考时钟以便实现盘介质平面的圆周方向的写入位置和写信号之间的同步。
按照普通的方法，使用作为专用磁头的参考头将时钟信号直接写入盘介质中，此后，通过读出这个信号来产生参考时钟以作为参考。
根据这个方法，装配的盘外壳需要有一个开孔来插入参考头，因此，伺服帧信号必须在净室内写入以防灰尘。
而且，由于参考头的损耗，需要经常更换参考头，因此存在生产效率较低的问题。为了解决这些问题，考虑使用非接触式传感器产生时钟的设备。
然而，当使用非接触式传感器产生时钟时，作为封条粘接在盘面上的编码器和盘片的转数使得参考时钟的频率是固定的。因此，即使进行普通频率转换的电路处理，除了用一整数乘以或除以参考时钟所获得频率以外，再不能做什么工作了，因此，就存在这样的不方便之处，使得不能根据伺服帧模式的写入需要自由地设置任意的时钟频率(格式频率)。
而且，由于在编码器标度上形成的时钟模式的密度的不均匀性，盘片旋转的偏离等因素，时钟本身会发生改变。而且，当盘片外壳受到振动时时钟将出现抖动。因此，盘面的物理扇区起始位置可能在径向出现偏离，所以与没有旋转偏差或振动的情形相比，存在每个扇区的时间会出现较大偏差的问题。
发明内容
本发明的目的是提供能够一种伺服轨道写入设备及其方法，该设备和方法在抑制时钟抖动和频率偏差的同时可实现高精度写入，其中在利用非接触式传感器检测时钟时会产生所述时钟抖动和频率偏差。
设备本发明提供了伺服轨道写入设备，其中盘介质面上的每个轨道被分成多个扇区，并将包含伺服帧信号的格式模式信号写入每个扇区。
本发明的伺服轨道写入设备的特征包括至少两个非接触式传感器26，用于通过非接触方式检测以恒速旋转的盘片上形成的时钟模式，并输出预定频率的时钟信号；时钟发生单元32，用于根据来自非接触式传感器30的时钟信号产生具有预先设置的任意格式频率的时钟信号；和写入处理单元，用于根据盘片的一圈的同步信号和格式频率的时钟信号，将格式模式信号写入盘介质面的每个轨道中。
这种伺服跟踪写入设备的另一特征是包含振动提取处理单元30，用于通过从非接触式传感器的时钟信号提取与旋转同步的振动分量来校正时钟抖动。
伺服轨道写入设备的另一个特征是包含扇区校正处理单元34，该单元测量与旋转同步的频率偏差引起的、相对盘片的每个扇区的预定写入起始位置的误差，并根据测量的误差校正包含存储于存储器的伺服帧格式的各扇区格式模式信号的写入起始位置。
因此，当振动分量被提取时，校正了与非接触式传感器检测的时钟所包含的与盘片旋转同步的时钟抖动。对于除了非接触式传感器所检测的时钟被一个整数相乘或相除的情况之外的时钟频率，可以通过设置任意格式频率来产生时钟信号。而且，如果通过测量与旋转同步的频率偏差所造成的各扇区写入起始位置的误差来预先校正格式模式的写入定时，可以实现盘片圆周方向上的高精度位置写入。
非接触式传感器的数量和分配本发明的伺服轨道写入设备包括用于盘片的多个非接触式传感器，并且振动提取处理单元根据来自多个非接触式传感器的时钟信号在写入头位置提取与旋转同步的偏差分量，并输出校正过的时钟信号。
因此，避免了当提供非接触式传感器时在写入头位置与传感器检测点不一致的情况下产生的时钟精度降低，从而产生与写入头位置相对应的高精度时钟。
例如，更具体地，如果两个非接触式传感器被布置在相对盘片旋转中心的相同半径上，振动提取处理单元使用两个非接触式传感器输出的各个时钟信号的频率偏差提取和校正振动分量，以产生与写入头位置匹配的时钟信号。
两个非接触式传感器被布置在相对盘片旋转中心的相同半径上并且相对盘片旋转中心位置对称。振动提取处理单元使用两个非接触式传感器输出的各时钟信号频率偏差来提取和校正振动分量，以产生与写入头位置匹配的时钟信号。
如果两个非接触式传感器被布置在相对盘片旋转中心的相同半径上并且相对盘片旋转中心位置对称，则均衡了主轴电机的轴杆倾斜造成的盘片移动所导致的两个非接触式传感器的偏差分量，尽管方向相反，并且它们可以通过彼此抵消而得到消除。
更具体地，振动提取处理单元包括将两个非接触式传感器输出的时钟信号相乘的乘法单元；提取乘法单元的输出信号的高通分量以作为振动分量的高通滤波器；根据高通滤波器提取和输出的信号校正来自更靠近写入头的非接触式传感器的时钟信号的校正单元。
此外，针对写入头，多个非接触式传感器最好被布置在盘介质面的不同位置上。振动提取处理单元利用多个非接触式传感器的各时钟信号的时钟抖动提取每个位置固有的振动分量，通过对多个位置的振动分量求均值或加权来获得写入头位置上的振动分量，并且校正和输出来自特定非接触式传感器的时钟信号。
最好在写入头相对盘片的移动轨迹的不同位置上设置多个传感器检测点，为多个传感器检测点的每个布置一个非接触式传感器，从更靠近写入头的非接触式传感器产生时钟信号。因此，防止了在写入头位置与传感器检测点不一致时出现的时钟精度降低，从而产生与写入头位置对应的高精度时钟。
非接触式传感器的传感器检测点最好沿写入头相对盘片的移动轨迹移动。
此外，检测点最好位于堆叠介质组件的至少两面中的每个面的写入头移动轨迹上。
时钟发生时钟发生单元包括用于对输入时钟信号进行相除运算的DDS(直接数字合成器)；用于对来自DDS的时钟信号进行相乘运算的PLL电路；利用在盘片的每圈获得的索引信号复位DDS的控制电路单元。虽然在复位DDS期间或恰好在复位DDS之后输出波形受到干扰，然而PLL电路输出的时钟波形被反馈和保持。
因此，从非接触式传感器写入时钟信号所需要的任何格式的时钟频率均可以通过DDS的相除运算与PLL电路的相乘运算的组合来产生。如果产生其格式频率小于DDS的分辨率的时钟信号，则通过使用在盘片的每圈所获得的索引信号复位DDS，取消了不能设置的频差。尽管此刻DDS的复位使输出波形受到干扰，但是通过保持PLL电路防止对最终输出的时钟信号的影响。
时钟发生单元可以包括对输入时钟信号并行地进行相除运算的两个DDS(直接数字合成器)；用于对两个DDS的输出进行切换的开关电路单元；用于对开关电路单元切换的、来自DDS的时钟信号进行相乘运算的PLL电路；和控制电路单元，它根据在盘片的每圈所获得的索引信号对两个DDS交替地复位。虽然输出波形在一个DDS的复位期间和之后受到干扰，然而开关电路单元切换到另一个DDS并将没有波形干扰的时钟信号输入PLL电路。因此，尽管输出波形受到DDS复位的干扰，但是能够防止对最终输出的时钟信号的影响。
此外，时钟发生单元可以进一步包括一个PLL电路，它在DDS(直接数字合成器)的输入级段构成初级乘法电路。
扇区校正量的测量扇区校正处理单元包括将参考时钟信号写入盘片并且以后读出的写入/读出单元；产生与参考时钟信号具有相同频率的高精度时钟信号的高精度振荡器；和差分处理单元，它根据从写入/读出单元输出的读出时钟信号和从高精度振荡器输出的高精度时钟信号之间的差来测量指示每个扇区的写入起始位置误差的校正时钟数量。
而且，该扇区校正处理单元可以包括用于产生与参考时钟信号具有相同频率的高精度时钟信号的高精度振荡器；差分处理单元，它根据从时钟发生单元输出的时钟信号和来自高精度振荡器的高精度时钟信号之间的差来测量指示每个扇区的写入起始位置误差的校正时钟数量。
扇区校正处理单元可以包括驱动控制单元，用于沿径向和圆周方向驱动非接触式传感器，以抵消盘片旋转偏差分量。
扇区校正处理单元可以包括PLL电路，它根据PLL电路中的相位误差信号产生针对与盘片旋转同步的频率偏差分量的校正信号，以校正格式频率的时钟信号。
更具体地，扇区校正处理单元在测量时与盘片索引信号同步地在存储器中记录PLL电路的环路滤波器的、对应于单独一圈的相位误差信号，在校正时与盘片旋转同步地读出存储器中记录的相位误差信号，并且校正环路滤波器的输出信号。
被写入的盘片在本发明的伺服轨道写入设备中，盘由盘组构成，所述盘组包含多个堆叠的被写入盘片以及目标盘，所述多个堆叠的被写入盘片安放在主轴杆的旋转杆上，并且在所述目标盘中，在共轴固定的盘组的一侧表面上形成具有时钟模式的标度(scale)。
而且，在本发明的伺服轨道写入设备中，盘片是装配在外壳提供的气密环境中的盘片，具有时钟模式的标度被安放在所装配的盘片上的夹持器表面上，并且在允许从外部看见标度的位置上用气密性的透明构件构成传感器窗口。
方法本发明提供了伺服轨道写入方法，其中盘介质平面上的每个轨道被分成多个扇区，含有伺服帧信号的格式模式信号被写入每个扇区，伺服轨道写入方法包括时钟检测步骤，通过非接触式传感器检测以恒速旋转的盘片上形成的时钟模式并输出该时钟模式；时钟发生步骤，根据来自非接触式传感器的具有预定频率的时钟信号产生具有预先设置的任意格式频率的时钟信号；写入处理步骤，根据盘片的一圈的同步信号和该格式频率的时钟信号将格式模式信号写入盘介质面中。
伺服轨道写入方法的特性进一步包括振动提取步骤，该步骤利用振动提取处理单元从非接触式传感器的时钟信号中提取与旋转同步的偏差分量，以为校正时钟抖动。
本发明的伺服轨道写入方法的另一个特性进一步包括扇区校正步骤，该步骤利用扇区校正处理单元测量与旋转同步的频率偏差所引起的、相对盘片每个扇区的预定写入起始位置的误差，并且根据测量的误差校正包含存储于存储器的伺服帧信号的各扇区格式模式信号的写入起始位置。同时，伺服轨道写入方法的细节基本上产生与伺服轨道写入设备相同的效果。
通过下面参考附图所进行的细节描述可以理解本发明的上述和其它目的、特性和优点。
图1是具有本发明的伺服轨道写入设备的设备的结构的说明图；图2是本发明的伺服轨道写入设备的实施例的方框图；
图3是使用本发明的伺服轨道写入设备的处理步骤的流程图；图4是图2中振动提取处理单元的实施例的方框图；图5A和图5B是常规参考头和本发明的非接触式传感器的各自相对抖动的直方图表；图6是图2的时钟发生单元的实施例的方框图；图7A至图7E是DDS不能处理的频率差分量的时序图；图8A至图8D是通过复位DDS所产生的波形偏差的时序图；图9是图2中扇区校正处理单元的实施例的方框图；图10是当通过扇区校正处理获得校正地址值时高精度时钟和固定时钟的时序图；图11是存储扇区写入起始地址的扇区地址表的说明图；图12是存储经过图9中的扇区校正处理获得的校正地址号的校正信息表的说明图；图13是图2中格式模式发生单元的实施例的方框图；图14是校正前的格式模式存储器的说明图；图15是通过指示定时延迟的校正地址号校正的格式模式的说明图；图16是通过指示定时进程的校正地址号校正的格式模式表的说明图；图17是扇区校正前后每个扇区内的扇区长度的测量结果图表；图18A和18B是本发明应用于的盘片外壳的说明图；图19是本发明用于在写入头的移动轨迹上设置多个传感器检测点的非接触式传感器分配的说明图；图20是本发明在写入头的移动轨迹上移动传感器检测点的非接触式传感器分配的说明图；图21是本发明的配有图20的传感器驱动功能的伺服轨道写入设备的实施例的方框图；图22是通过在盘组上方和下方布置非接触式传感器来提取和校正振动分量的传感器分配的说明图；
图23是本发明使用多个非接触式传感器的伺服时钟写入设备的
具体实施例方式
图1是具有本发明的伺服轨道写入设备的设备的结构的说明图。参照图1，写入伺服轨道的设备包括工作台10，本发明的伺服轨道写入设备12和上层设备14。工作台10包含作为伺服轨道写入的目标的盘组件11。
盘组件11含有盘组20，其中多个盘片堆叠在主轴电机16的主轴杆18的周围。目标盘22被装载到这个盘组20的顶部，并且在目标盘的表面形成编码器标度24。通过粘接标度模式到目标盘或写入目标盘的方式形成编码器标度24。根据这个实施例，针对目标盘22的编码器标度24布置两个非接触式传感器26-1、26-2。非接触式传感器26-1、26-2通过激光束照射来读出编码器标度24，并输出具有预定频率的时钟信号到伺服轨道写入设备12。接着，为了在盘组20的每个介质的圆周方向的写入位置和写入信号之间取得同步，根据这个时钟信号产生一格式频率的时钟信号。尽管这个实施例采取通过非接触式传感器26-1、26-2用激光读出编码器标度24的方法，然而允许使用其它合适的非接触式传感器，例如Kerr效应传感器、Doppler传感器或使用静电电容的传感器。盘组件11配有一个定位器25，它将头移动和定位到盘组20的每个介质面以写入和读出信号。这个定位器25的位置由致动器位置传感器15检测，使得盘组20上径向的介质面位置可以被精确地检测出来。非接触式传感器被用于致动器位置传感器15，以及进行时钟检测的时候。根据这个实施例，非接触式传感器26-1、26-2相对盘片旋转中心对称地布置在目标盘22的相等半径上。
图2是示出图1中本发明的伺服轨道写入设备12的实施例的方框图。参照图2，伺服轨道写入设备12包含非接触式传感器26-1、26-2的传感头控制单元28-1、28-2，振动提取处理单元30，时钟发生单元32，扇区校正处理单元34，格式模式产生单元36，格式信号发生单元38和致动器位置控制单元44。非接触式传感器26-1包括工作台10一侧所提供的传感头26-11、26-12和设备一侧提供的传感头控制单元28-1、28-2，头传感器控制单元通过读出在目标盘22上形成的编码器标度输出固定频率信号E1、E2。振动提取处理单元30非接触式传感器26-1、26-2的固定频率信号E1、E2中提取与盘片旋转同步的偏差分量，并通过校正时钟抖动来输出固定频率的时钟信号E3。时钟发生单元32将来自振动提取处理单元30的固定频率时钟信号E3通过相乘或相除的方式转换成预先设置的任意格式频率或为写入格式模式所需的格式频率，从而输出格式频率时钟信号E4。扇区校正处理单元34测量与旋转同步的频率偏差引起的、相对预定盘片的轨道上的每个扇区写入起始位置的误差，并根据该测量误差(校正时钟数量)校正包含存储于存储器的伺服帧信号的各扇区格式模式信号的写入起始位置。格式模式生成单元36根据在盘片的每圈获得的索引信号和从时钟发生单元32获得的格式频率时钟信号E4，从存储器读出其写入起始位置经过扇区校正处理单元34校正的格式模式信号，并且在对圆周方向的写入位置的精确控制下，将格式模式写入盘组20的头组42中。致动器位置控制单元44根据来自致动器位置传感器15的检测信号检测和控制盘组20的介质面上径向的写入位置。在图3所示的伺服轨道写入设备12中，将从非接触式传感器26-1、26-2到伺服写入控制单元40的系统提供成写入时钟的伺服系统，并且另一方面，将从致动器位置传感器15到致动器位置控制单元44的系统提供成致动器位置控制的子系统。
图3示出了使用本发明的伺服轨道写入设备12的设备的处理过程。首先，在步骤S1，盘组件11按照图2所示设置在工作台10上，随后，在步骤S2，将所有准备写入盘片的轨道的格式模式，从上层设备14写入伺服轨道写入设备12的格式模式生成单元36上提供的格式模式存储器中。在步骤S3，图3中的扇区校正处理单元34根据格式频率时钟信号测量盘片旋转偏差引起的、格式模式在每个扇区的写入起始位置的误差，然后进行扇区校正处理，以便仅通过对应于这个测量误差的量值来校正步骤S2中写入格式模式存储器的起始位置。在格式模式存储器的扇区校正处理完成之后，在步骤S4，通过将基于非接触式传感器26-1、26-2的检测信号的格式频率时钟信号用作盘片每个轨道方向的写入时钟信号，并结合致动器位置控制单元44在盘片径向进行的定位控制，执行格式模式写入处理。如果在步骤S4结束所有轨道的格式模式写入处理，盘组件11在步骤S5从工作台10移开，并且如果在步骤S6不中止处理，则处理返回到步骤S1，其中将下一个盘组件11安置在工作台10上，然后重复进行同样的处理过程。
图4是图3中振动提取处理单元30的实施例的方框图。在这个振动提取处理单元30中，输入来自图2的盘组件11的两个非接触式传感器26-1、26-2的固定频率信号E1、E2，并且从这个输入信号提取盘片的振动分量以校正时钟抖动。这里将描述根据本发明的非接触式传感器的分配。图2所示的非接触式传感器26-1的传感器检测点最好与用于格式化的写入头的位置一致。然而，因为当定位器25将写入头沿盘片介质面的径向移动时非接触式传感器26-1是固定的，它们并不总是彼此一致的。如果以这种方式提供非接触式传感器，实际上难以使传感器检测点与写入头位置完全一致，尽管可以产生该时钟，因此降低了时钟精度。因此，根据本发明，布置多个非接触式传感器，将从每个非接触式传感器获得的检测信号或根据传感器检测信号产生的时钟输入到振动提取处理单元30，然后提取振动分量以校正抖动。根据图2所示的基于本发明使用多个非接触式传感器的基本构思的实施例，布置了两个非接触式传感器26-1和26-2。两个非接触式传感器26-1、26-2的传感器检测点被布置在具有相同盘片半径并且相对盘片旋转中心对称的位置上。使用以这种方式布置的两个非接触式传感器26-1、26-2的振动提取原理如下所述。假定非接触式传感器26-1的固定频率信号E1是Va(t)，非接触式传感器26-2的固定频率信号是Vb(t)，将这两个信号用乘法器45相乘得到下列等式。
V(t)＝sin(ω+ΔωR+ΔωPA)t·sin(ω+ΔωR+ΔωPB)t＝-1/2{cos(2ω+2ΔωR+ΔωPA+ΔωPB)t-cos(ΔωPA-ΔωPB)t}(1)其中V(t)传感器输出信号sin(ω+ΔωR+ΔωPA)t传感器A的输出信号sin(ω+ΔωR+ΔωPB)t传感器B的输出信号ω角速度ΔωR盘片旋转所产生的频率偏差分量ΔωPA，ΔωPB每个传感器检测到的盘片移动振动所产生的频率偏差分量因为等式(1)右侧的第一项是高频分量而第二项是低频分量，每一项均能够容易地通过滤波器或类似设备区分出来。因为高频分量影响旋转偏差的时钟抖动，通过在乘法器45之后提供的旁路滤波器46提取第二项的低频分量。通过加法器48从来自非接触式传感器26-1的固定频率信号E1中减去从旁路滤波器46提取的高频分量信号V0(t)，以便校正时钟抖动。如果在相对盘片旋转中心对称的等半径上提供图1所示的非接触式传感器26-1、26-2，则由于主轴杆18的下落而导致的盘片移动是(ΔωPA+ΔωPB)的和数。然而，这些频率偏差分量能够彼此抵消，因为它们大小相等且方向相反，但由于平移移动导致的频率偏差不包括在内。而且，为了防止工作台受到主轴电机16的振动的干扰，非接触式传感器26-1、26-2被布置在可以维持足够强的刚性的工作台10上。而且，因为非接触式传感器26-1、26-2的盘片轴向的反向精度较大地影响所提取的盘片旋转振动的方向分量的精度，非接触式传感器26-1、26-2的头不能通过调节机构进行精确的定位。
图5A和图5B通过与常规方法进行比较，示出了振动提取处理单元30对时钟抖动进行的校正。图5A示出了当抖动值σ为681.25ps时，使用常规参考头的相对抖动直方图128。与此相反，图5B示出了当抖动值σ为481.00 ps时，本发明使用振动提取处理单元30的相对抖动直方图130，这表明抖动值比使用常规参考头时降低了接近30％。
图6是图2的时钟发生单元32的实施例的方框图。这个实施例中的时钟发生单元32包括初级乘法电路82，高分辨率除法电路84和次级乘法电路86。初级乘法电路82包含PLL电路88及其除法器90。高分辨率除法电路84包含DDS 92，低通滤波器94和比较器96。次级乘法电路86包含PLL电路100、102和它们的除法器101、104。在这样的时钟发生电路32中，输入固定频率时钟信号E3被PLL电路88相乘，被DDS 92相除，并且相继被2级PLL电路100、102相乘，并且被转换成格式频率时钟信号E4，使得其输入频率fin变成输出频率fout并且输出。即，输出频率fout是格式频率，被表示为fout＝R×(1/P)×(N1×N2)×fin(2)固定频率时钟信号E3的频率fin例如是27 MHz。经过相乘和相除而输出的格式频率fout可以在50 MHz～320 MHz范围内任意地进行设置，这取决于所希望的相除比例的设定。
在图6的时钟发生单元32中，控制电路单元105与伴随有盘片旋转的索引脉冲E6同步地进行DDS 92的复位和PLL电路100的保持。尽管在PLL电路100和比较器96之间提供了开关电路98以保持PLL电路100，使得这个电路通常被切换到接触点b，然而开关电路98切换到接触点a，以防止当DDS 92被复位信号E11的输出复位时受到DDS 92输出波形的偏差的影响，并且接着输出时钟被反馈给PLL电路100，使得PLL电路100的输出保持在恒定条件下。关于图7中时钟发生单元32的任意格式频率的设置方法、问题及其解决方法将被详细描述。为了与每一个格式模式和盘片旋转数相对应，本发明的伺服轨道写入设备需要具有将通过非接触式传感器检测的固定时钟信号转换成任意格式频率的时钟信号的功能。按照图6所示，通常使用DDS 92改变频率。DDS 92是一种查找表，将预定分辨率的角度的正弦值存储成地址数据，并通过改变地址的指定间隔(角度间隔)，使其正弦波形的周期作数字式地改变，从而使设置任意频率成为可能。然而，频率不能被设置成任何低于预定分辨率的频率。
图7A至图7E对格式频率和用于使用DDS 92的设定频率之间没有出现差别的情况，和有差别的情形进行了比较。图7A和图7B给出的是在格式频率和设置频率之间没有出现差别的情形。如果在图7E中的索引脉冲112的定时上看，在图7A中的n圈和图7B中的(n+1)圈之间相位是没有差别的。图7C和图7D给出的是在格式频率和用于使用DDS 92的设置频率之间存在差别的情形。即如果从索引脉冲112的定时看，在图7C的n圈和图7E的(n+1)圈之间相位存在Δθ的差别。设置频率与格式频率不同，使得差别产生。为了避免当相位上出现如图7C和图7D所示的差别时可能导致的问题，本发明采取下列两个方法。
(1)为了根据固定频率时钟信号的频率fin输出最接近格式频率fout的频率，设置DDS 92的除数95。
(2)对于具有DDS 92不能设置的差别的频率，通过对每个索引复位DDS 92来取消差别。
将详细地描述DDS 92的复位过程。如果设置频率是2000 Hz并且格式频率例如是2000.6 Hz，则频率差是0.6 Hz，于是这可以通过针对每个索引复位DDS 92来取消这个频率差。因此，低于DDS 92的设置分辨率的频率可以得到适当的处理。另一方面，如果DDS 92被复位以取消这种频率差，该DDS 92的输出信号此时受到干扰。
图8A至图8D给出的是当DDS 92复位时输出波形的干扰。图8A示出了DDS输出信号114，这个波形示出在经过图6中低通滤波器94之后的正弦波形。这个DDS输出信号114被输入到比较器96，使得产生具有图8所示的矩形波形的比较器输出信号116。图8C示出了索引脉冲118，其中索引脉冲118的下降沿示出了索引定时t1。如果获得这个索引脉冲118，如图8D所示的复位信号120随之同步地输出，则DDS 92被复位。这种复位在DDS输出信号114的波形中产生干扰122。通过保持下一级上的PLL电路100，阻塞通过为抵消DDS 92中的频差而复位所产生的波形干扰的影响。在控制电路105输出复位信号E11之后，它在复位信号输出之后、波形干扰稳定之前的预定时间上输出保持信号E12到开关电路98，并且将PLL电路100的输入切换到时钟输出的反馈输入。因此，PLL电路的输出条件被保持在波形受到干扰时的特定特殊条件上。
图9是图2中扇区校正处理单元34的实施例的方框图。这个扇区校正处理单元34包括时钟写入单元52，时钟读出单元54，高精度振荡器56，差分处理单元58和校正信息表60。差分处理单元58含有扇区地址表68。在图3的处理过程的步骤3的格式模式写入处理之前，启动扇区校正处理单元34以产生校正信息表60。这里将要描述的是扇区校正处理的原理，它旨在消除与盘片旋转同步的频率偏差分量。在常规的使用参考头的格式化中，源于盘介质旋转偏差的、与旋转同步的频率偏差的问题不会出现。原因在于，与旋转偏差同步地写入格式模式，必然使得与旋转同步的频率偏差分量被抵消。在使用通过本发明的非接触式传感器检测出的格式频率时钟信号的情况下，与旋转同步的频率偏差的校正是绝对需要的。产生与旋转同步的频率偏差的因素如下所述。
(1)当编码器标度被粘接时产生的离心率
(2)编码器标度面在垂直方向的偏差(3)盘旋转的偏差(4)编码器标度上模式密度的不均匀性含有这种产生频率偏差的因素的格式频率时钟信号需要经过频率偏差分量的校正。当没有进行频率偏差校正时，图18中图表的特性是成立的。在图18的图表中，它的横坐标轴表示扇区号，纵坐标轴表示对应于扇区长度的扇区时间，并且理想时间108是一个目标值。在这种情形，当频率偏差没有被校正时的特性106大大地偏离理想时间，因此，通过非接触式传感器产生的格式频率时钟信号不能被应用到格式模式的写入，直到频率偏差被校正。
在图9的扇区校正处理单元34中，用于校正的参考信号通过头50被写入盘20-1的介质面，并且在写入之后，时钟读出单元54通过头50读出参考信号E7。从时钟读出单元54读出的盘20-1的读出参考信号通过差分处理单元58与高精度振荡器56的高精度时钟信号E8进行比较以获得差值，并且根据这个差值，作为产生的格式频率时钟信号的时钟数，更具体的是由时钟数确定的地址号，相对于每个扇区的写入起始位置的误差被存储在校正信息表60中。
图10表示的是差分处理单元58中的时钟读出单元54所获得的参考信号E7，和参照索引脉冲从高精度振荡器56得到的时钟信号E8。即，与索引脉冲62-0同步地获得高精度时钟66-1，66-2，…66-95，并且相应地，获得从盘片读出的参考时钟64-0，64-1，…64-95。差分处理单元58获得二者之间的差值，并将这个差值表示为用于写入格式模式的格式频率时钟信号的时钟数。而且，因为格式频率时钟信号与格式模式存储器的地址相对应，差分脉冲计数被表示为校正地址号ΔA1，ΔA2，…ΔA95。更具体地，因为包含索引脉冲62-0的高精度时钟66-1至66-95的写入起始地址A0-A95被预先确定，作为通过读盘来获得的相对于参考时钟64-0至64-95的差值的时钟数作为校正地址号被获得，并产生图12所示的校正信息表。
图13给出的是图2的格式模式产生单元36的实施例。这种格式模式产生单元36包括存储器校正单元70，地址计数器72和格式模式存储器74。被写入盘片的预定格式模式被从上层设备14传输到格式模式存储器74，并写入其中。这个格式模式被构造成如图14所示的存储器映射的形式。图14中的格式模式存储器74是针对某些轨道的格式模式，并兼容与单一轨道中的扇区号0-95相对应的格式模式。格式模式存储器的宽度以扇区尺寸76来表示，而在头上提供伺服扇区区域78。随后提供数据区域80。如果以扇区号0作为例子，格式模式由伺服扇区78-0和数据扇区80-0构成。这个伺服扇区78-0被提供了伺服标记，使用格雷码的轨道号，或索引，例如与用于相位伺服的位置A、B、C、D相对应的伺服模式。数据扇区80-0具有针对数据扇区的预定格式模式。尽管图14给出的轨道由0-95的扇区组成，除开它的扇区伺服区域的轨道号不同，其它的轨道存储同样的格式模式。在格式模式被从上层设备写入如图14所示的格式模式存储器74之后，存储器校正单元70通过使用扇区校正处理单元34的校正信息表60，例如校正信息表60中包含的校正地址号数据ΔA0-ΔA95偏移每个扇区的格式模式写入起始位置，从而进行校正。
图15给出的是在存储器校正单元70仅根据与延迟方向的校正地址号对应的量值对适当写入位置进行校正之后，格式模式存储器74的存储内容。例如对于扇区号0的格式模式，仅根据相对图14的延迟方向的校正之前的位置的校正地址号ΔA0的量值偏移伺服扇区78-0和扇区数据80-0。
图16是格式模式存储器74的说明图，其中校正之前的写入起始位置被向前偏移。如果扇区号1被向前偏移了校正地址ΔA1，对伺服扇区的头进行偏移，使得它位于扇区号0的前面数据扇区80-0之后。
图17比较了本发明的特性107，和格式模式存储器74中的其中校正了频率偏差分量的校正之前的特性106。如特性107所示，本发明的特性107相对理想时间108的偏移量被充分地抑制，使得能够通过非接触式传感器检测出的具有足够高的精度的格式频率时钟信号在圆周方向写入格式模式。
图18A和图18B给出的是伺服轨道写入设备可以应用到其它盘组件的例子，它以组装的盘外壳作为目标。参照图18，盘外壳132包含主轴电机134，盘片136-1至136-3，定位器138和头142，这些部件被密封在盒子里。盘片136-1至136-3通过夹持器144的紧固被固定到主轴电机134上。盘外壳132被提供一个透明窗口140，它由密封玻璃构件或类似构件制成，并且位于使得夹持区144可见的位置上，以便允许通过本发明的非接触式传感器26-1、26-2的分配访问时钟。编码器标度146被粘接在夹持器144上，并且对于非接触式传感器26-1、26-2，在这个编码器标度142上设置传感器检测点。如果试图通过类似于图2所示的实施例的致动器位置传感器15以非接触方式检测定位器138导致的头142的运动，象透明窗口140那样，允许在使得定位器138可见的位置上提供由密封玻璃构件组成的透明窗口，以便对以非接触方式进行检测的同一位置传感器进行定位。下面描述关于图2的伺服轨道写入设备12的非接触式传感器的分配的其它实施例，以及振动提取处理单元30，时钟发生单元32和扇区校正处理单元34。
图19给出的是本发明中非接触式传感器的其它实施例。本发明的非接触式传感器的传感器检测点最好处于与用于格式化的写入头相同的位置上。因此，根据图19所示的实施例，在写入标头150的相对头臂154的枢轴点152的移动轨迹上设置多个传感器检测点156-1、156-2。例如，以对应于这些传感器检测点156-1、156-2的方式布置非接触式传感器26-1、26-2。在这种情形中，写入头150选择对应于一个传感器检测点的非接触式传感器，该检测点最靠近将写入格式并产生时钟信号的头位置。
图20给出的是另一个实施例，其中非接触式传感器的传感器检测点与写入头位置匹配。这个实施例的特性在于，沿着头臂154导致的、写入头150相对枢轴点152的移动轨迹移动非接触式传感器26的传感器检测点156。于是，非接触式传感器26被适当的驱动机构相对于类似头臂154的枢轴点152旋转，使得传感器检测点156沿移动轨迹158移动。
图21是能够移动图21的非接触式传感器26的伺服轨道写入设备的方框图。工作台10包含将非接触式传感器26的传感头26-11沿图20的移动轨迹158移动的传感头驱动单元160。因为这个传感头驱动单元160被允许按照与位于头臂154的头部的写入头150相同的方式移动，它可以根据从致动器位置控制单元44到定位器25的写入控制信号被驱动。
图22给出的是本发明的非接触式传感器26的另一个实施例，其中非接触式传感器26-1、26-2被布置在盘组件11上安装的盘组20的目标盘22-1、22-2的两面相对的上下侧。例子中，非接触式传感器26-1、26-2在盘组22的轴向的上下布置，这适于因主轴杆的下降而导致上部目标盘22-1和下部目标盘22-2的振动模式不相同的情形。即，上部目标盘22-1的振动分量由非接触式传感器26-1提取，而下部目标盘22-2的振动分量由非接触式传感器26-2提取。对于位于其间的盘组22的各个盘片，则根据预先测量的分量计算上部和下部振动分量的平均值或一个系数，并且校正振动分量。象振动提取处理单元30的加法器48所操作的那样，这个值被加入到从非接触式传感器26-1获得的固定频率信号上，以校正时钟抖动。接着将描述一个实施例，其中布置有本发明的多个非接触式传感器。尽管可以通过单个非接触式传感器产生时钟，但是在物理上难以做到将传感器检测点与写入头位置完全匹配，因此导致时钟精度的下降。于是，作为本发明的优选实施例，布置了多个非接触式传感器。
图23给出的是布有n个非接触式传感器26-1至26-n的一般实施例的情形，图2、图3中所示的实施例表明布有两个非接触式传感器的情形。如果布有多个非接触式传感器26-1至26-n，根据固定频率信号E1-En，振动提取处理单元30-1从每个传感器中提取振动分量，然后进行求均值处理。因此，能够在写入头的位置上产生高精度时钟，即，在那儿可以产生没有时钟抖动的高精度时钟信号。
图24是使用三个非接触式传感器26-1至26-3作为图23中使用的多个非接触式传感器的例子，从而根据振动提取来校正时钟抖动的传感器安置图。在图24中，固定和布置非接触式传感器26-1，它具有的传感器检测点在写入头150附近，其中由头臂154相对枢轴点152驱动写入头150。非接触式传感器26-2被布置在传感器检测点162-2的相差90度的位置上，非接触式传感器26-3被固定和布置在相对盘旋转中心161相反一侧的传感器检测点162的相差180度的位置上。当三个非接触式传感器26-1至26-3相对盘片148被布置时，在旋转偏差产生的时钟抖动中，它们的旋转抖动总是一致的，而不取决于传感器检测点162-1至162-3的位置。与此相反，例如，主轴电机倾斜导致的盘片平移所产生的抖动产生检测半径的差别，检测方向角度的差别等等，这取决于传感器检测点162-1至162-3的分配。例如在使用n个传感器的情形中，每个传感器产生的时钟用下列等式来表示。
Ti＝T+ΔTR+ΔTPii＝1，…，n (3)其中Ti传感器i产生的时钟n传感器的数量T基本周期ΔTR旋转抖动ΔTPi每个传感器产生的盘片平移振动抖动因此，根据基本信号产生的时钟信号和每个传感器信号被计算，以提取抖动分量，它能够用下列等式来表示ΔTi＝ΔTR+ΔTPii＝1，…，n(4)Ti传感器i产生的时钟抖动如果使用考虑每个非接触式传感器的分配条件，即检测半径，检测方向等等，以及写入头的特性的加权函数，就能够提取写入头位置上的时钟。如果规定加权函数ki(t)使得S{ki(t)}＝1，则写入头位置上的时钟抖动由下列等式给出。
ΔTPsrv＝S{ki(t)·ΔTi}＝ΔTR+S{ki(t)·ΔTPi}(i＝1，…，n)(5)其中ΔTPsrv写入头位置处的时钟抖动ki(t)加权函数因此，可以在任何时间产生写入头位置处的高精度时钟。
图25给出的是关于本发明的振动提取处理的其它实施例的传感器分配。使用通过两个非接触式传感器26-1、26-2检测的传感器信号的频率变化，由头写入位置上的盘片振动引起的抖动被提取出来，然后通过校正该抖动，产生高精度时钟。在图25中，固定非接触式传感器26-1以满足与写入头相对应的传感器检测点162-1要求。非接触式传感器26-2被布置，使得传感器检测点162-2位于与传感器检测点162-1相同的半径上，并在相对盘片旋转中心161相反的一侧。而且，非接触式传感器26-2能够在如箭头164所示的相对盘片旋转中心161的圆周方向上被暂时地调整。
这里，为了通过使用非接触式传感器26-1、26-2的传感器信号的频率偏差来提取振动分量，通过将两个传感器信号相乘来获得信号V(t)，其等式被表示如下V(t)＝sin(ω+ΔωR+ΔωPA)t·sin(ω+ΔωR+ΔωPB)t＝-1/2{cos(2ω+2ΔωR+ΔωPA+ΔωPB)t-cos(ΔωPA-ΔωPB)t}(6)其中V(t)传感器的输出信号sin(ω+ΔωR+ΔωPA)t传感器A的输出信号sin(ω+ΔωR+ΔωPB)t传感器B的输出信号ω角速度ΔωR盘片旋转的频率偏差分量ΔωPA，ΔωPB每个传感器检测出的盘片平移振动引起的频率偏差分量这就是与图4中的振动提取处理单元30的实施例相同的关系表达式。上述方程的右边的第一项表示高频分量，第二项表示低频分量。每一项可以通过滤波器容易地区分出来，第一项中的高频分量作为盘片振动或类似原因引起的抖动被提取出来。因为图26的实施例允许调整非接触式传感器26-2的位置，非接触式传感器26-1、26-2检测出的盘片平移振动导致的频率分量的和(ΔωPA+ΔωPB)可由这个位置调整任意地进行调整。图4中的实施例假定非接触式传感器的位置被调整到关于盘片旋转中心161的相同半径上。
图267是图2中的时钟发生单元32的其它实施例的方框图。按照该时钟发生单元32的实施例，提供两个DDS 166、168与DDS的复位所产生的波形变化相对应，所述复位用于抵消图8A至图8E的时序图所表明的格式频率和设置频率之间的频差。接着试图通过对这些单元进行切换以消除波形变化的影响。
参照图26，时钟产生单元32包括DDS 166、168，开关单元170，PLL电路172和控制电路单元174。固定频率时钟信号E3被并行地输入到DDS 166、168中。DDS 166、168中的任何一个输出被开关单元170选择并输入到PLL电路172中。控制电路单元174复位其输出由DDS 166、168的开关单元170当前选择的一方，其中与索引脉冲E6同步。当DDS 166或DDS 168被控制电路单元174复位时，开关单元170进行切换，使得选择与复位侧相反的DDS。例如，如果当前开关单元选择DDS 166的输出，当控制电路单元174通过接收索引脉冲E6根据复位信号E13复位DDS 166时，开关单元170按照切换信号E15切换到没有复位的DDS 168。以这种方式，DDS 166、168被交替地复位，使得频差被抵消，并通过切换到不复位的DDS的输出，防止了格式频率时钟信号的输出干扰。
图27给出的是图3中的扇区校正处理单元34的其它实施例。按照这个扇区校正处理单元34的实施例，格式频率时钟信号E4被从前一级的时钟发生单元32输入到差分处理单元58，并与高精度振荡器56输出的高精度时钟信号E8相比较，以获得每个传感器写入起始位置上的误差。这个值作为校正地址量存于校正信息表60中，以校正格式模式存储器。按照这个实施例，参考信号被实际写入盘片，随后读出，并与高精度时钟相比较。因此，可以比检测校正量的情况更容易地进行该处理过程。
图28给出的是通过直接驱动非接触式传感器来消除与盘片旋转同步的频差分量的其它实施例，并表明在编码器标度24和非接触式传感器26之间的驱动关系。即，非接触式传感器26相对盘侧上的编码器标度24进行布置，提供非接触式传感器26，使得可按箭头所示的径向和圆周方向自由移动。对于这种情形中的非接触式传感器26的驱动，针对盘片旋转速度的偏差使非接触式传感器26在圆周方向移动，以消除由于速度的改变引起的相对移动。同时，驱动非接触式传感器26随盘片径向移动而移动，从而消除径向的移动。
图29给出的是本发明具有使用PLL偏差信号代替图2中的扇区校正单元34，以用于校正时钟频差分量的时钟校正单元340的伺服轨道写入设备12的其它实施例。这个时钟校正单元340具有图30中所示的结构。
参照图30，时钟校正单元340包含PLL电路，该电路包括除法器176，相位比较器178，环路滤波器180和VCO 184。PLL电路进一步包括加法器182，AD转换器186，存储器188，DA转换器190和计数器。前一级上的时钟发生单元32所产生的格式频率时钟信号E4被输入到时钟校正单元340，并且从除法器176到VCO 184的PLL电路执行时钟偏差之后的控制。在这种情形中，来自环路滤波器180，或对应于与索引脉冲E6同步的单圈的每个扇区的写入起始位置上的环路滤波器180的指令电压通过AD转换器被转换成数字数据并存储起来。即，计数器192用索引脉冲E6进行复位，格式频率时钟信号E4被检测出来，并且针对每个扇区的写入起始位置，从计数器192输出写入脉冲。与来自环路滤波器180的相位误差相对应的指令电压通过AD转换器被转换成数字数据并存于存储器188中。因此，与单圈对应的每个扇区的写入起始位置上的时钟偏差量作为校正量被存于存储器188中。在完成这个测量处理之后，在下一个格式模式的写入处理中，每个扇区的偏差校正数据通过来自计数器192的计数器输出被相继地读出，计数器输出指示与索引脉冲E6同步的扇区写入位置，并通过DA转换器190返回成模拟电压。此后，加法器182通过从环路滤波器180的输出电压相减来去掉偏差分量来控制VCO184的振荡频率。因此可以输出其中去掉了与旋转同步的频差高精度校正时钟信号E10。因为时钟校正单元340所产生的校正时钟信号E10去掉了时钟信号本身的偏差，如果针对每个扇区读出和写入直接从图14所示的上层设备写入的格式模式，能够在圆周方向获得高精度的写入位置。通过图30中的时钟校正单元340的校正对与旋转同步的频率偏差校正是有效的。
如上所述，本发明能够满足各种各样的依赖于盘片分辨率数的写入要求和通过将非接触式传感器的检测信号获得时钟信号的频率改变成任何格式频率的方法满足伺服轨道写入的格式模式要求。
而且，因为振动分量从非接触式传感器的检测信号中提取以校正时钟的抖动，在圆周方向不受时钟抖动的影响的写入位置上能够取得高精度定位。
进一步地说，与盘片旋转同步的频率偏差分量被检测出来，由于按照非接触式传感器的检测信号所产生的格式频率时钟信号，即使存在与该旋转同步的频率，圆周方向写入位置偏摆也能够被去掉使得写入位置能够在圆周方向被精确地设置，因此在物理上可以取得盘片的高精度的格式模式写入。
因为与旋转同步的频率偏差被检测出来，且检测出的偏差按照格式模式存储器上的校正脉冲数从上层设备中检测出的格式模式的写入起始位置进行移位而得到校正。
作为本发明中的另一个实施例，允许去掉图2中所示的实施例中的振动提取处理单元30和扇区校正处理单元34中的任何一个或两个。而且，本发明包含适当的修正而不背离其中的目的和优点。进一步地说，本发明并不限制在这个说明中所表明的那些数值。
权利要求
1.伺服轨道写入设备，其中盘介质面上的每个轨道被分成多个扇区，并将包含伺服帧信号的格式模式信号写入每个扇区，伺服轨道写入设备包括至少两个非接触式传感器，用于通过非接触方式检测以恒速旋转的盘片上形成的时钟模式，并输出预定频率的时钟信号；时钟发生单元，用于根据来自非接触式传感器的时钟信号产生具有预先设置的任意格式频率的时钟信号；和写入处理单元，用于根据盘片的一圈的同步信号和格式频率的时钟信号，将格式模式信号写入盘介质面的每个轨道中。
2.如权利要求1所述的设备，还包括振动提取处理单元，用于通过从非接触式传感器的时钟信号提取与旋转同步的振动分量来校正时钟抖动。
3.如权利要求1所述的设备，还包括扇区校正处理单元，该单元测量与旋转同步的频率偏差引起的、相对盘片的每个扇区的预定写入起始位置的误差，并根据测量的误差校正包含存储于存储器的伺服帧信号的各扇区格式模式信号的写入起始位置。
4.如权利要求2所述的设备，其中多个非接触式传感器被配置在盘片周围，并且振动提取处理单元根据来自多个非接触式传感器的时钟信号在写入头位置提取与旋转同步的振动分量，并输出校正过的时钟信号。
5.如权利要求4所述的设备，其中两个非接触式传感器被相对盘片旋转中心地布置在相同半径上，并且振动提取处理单元使用两个非接触式传感器输出的各个时钟信号的频率偏差提取和校正振动分量，以产生与写入头位置匹配的时钟信号。
6.如权利要求4所述的设备，其中两个非接触式传感器被相对盘片旋转中心地布置在相同半径上，并且相对盘片旋转中心具有对称位置，而振动提取处理单元使用两个非接触式传感器输出的各个时钟信号的频率偏差提取和校正振动分量，以产生与写入头位置匹配的时钟信号。
7.如权利要求5或6所述的设备，其中振动提取处理单元包括乘法单元，用于将两个非接触式传感器输出的时钟信号相乘；高通滤波器，用于提取乘法单元的输出信号的高通分量以作为振动分量；和校正单元，用于根据高通滤波器提取的信号校正来自更靠近写入头的非接触式传感器的时钟信号，并输出该信号。
8.如权利要求4所述的设备，其中针对写入头，多个非接触式传感器被布置在盘介质面的不同位置上，并且振动提取处理单元利用多个非接触式传感器的各时钟信号的时钟抖动提取每个位置固有的振动分量，通过对多个位置的振动分量求均值或加权来获得写入头位置上的振动分量，并且校正和输出来自特定非接触式传感器的时钟信号。
9.如权利要求1所述的设备，其中在写入头相对盘片的移动轨迹的不同位置上设置多个传感器检测点，为多个传感器检测点的每个布置一个非接触式传感器，从更靠近写入头的非接触式传感器产生时钟信号。
10.如权利要求1所述的设备，其中非接触式传感器的传感器检测点沿写入头相对盘片的移动轨迹移动。
11.如权利要求1所述的设备，其中检测点位于堆叠介质组件的至少两面中的每个面上的写入头移动轨迹上。
12.如权利要求1所述的设备，其中时钟发生单元包括DDS(直接数字合成器)，用于对输入时钟信号进行相除运算；PLL电路，用于对来自DDS的时钟信号进行相乘运算；和控制电路单元，利用在盘片的每圈获得的索引信号复位DDS，并且当在复位DDS期间和恰好在复位DDS之后输出波形受到干扰时，PLL电路输出的时钟波形被反馈和保持。
13.如权利要求1所述的设备，其中时钟发生单元包括两个DDS(直接数字合成器)，用于对输入时钟信号并行地进行相除运算；开关电路单元，用于对两个DDS的输出进行切换；PLL电路，用于对开关电路单元切换的、来自DDS的时钟信号进行相乘运算；和控制电路单元，根据在盘片的每圈获得的索引信号对两个DDS交替地复位，并且当输出波形在一个DDS的复位期间和之后受到干扰时，将开关电路单元切换到另一个DDS，并将没有波形干扰的时钟信号输入到PLL电路。
14.如权利要求1 12或13所述的设备，设备时钟发生单元还包括一个PLL电路，它在DDS(直接数字合成器)的输入级段上构成初级乘法电路。
15.如权利要求3所述的设备，其中扇区校正处理单元包括写入/读出单元，用于将参考时钟信号写入盘片并且以后读出；高精度振荡器，用于产生与参考时钟信号具有相同频率的高精度时钟信号；和差分处理单元，它根据从写入/读出单元输出的读出时钟信号和从高精度振荡器输出的高精度时钟信号之间的差来测量指示每个扇区的写入起始位置误差的校正时钟数，并且保持。
16.如权利要求3所述的设备，其中扇区校正处理单元包括高精度振荡器，用于产生与参考时钟信号具有相同频率的高精度时钟信号；和差分处理单元，它根据从时钟发生单元输出的时钟信号和从高精度振荡器输出的高精度时钟信号之间的差来测量指示每个扇区的写入起始位置误差的校正时钟数。
17.如权利要求3所述的设备，其中扇区校正处理单元包括驱动控制单元，用于沿径向和圆周方向驱动非接触式传感器，以抵消盘片的旋转偏差分量。
18.如权利要求3所述的设备，其中扇区校正处理单元包括PLL电路，它根据PLL电路中的相位误差信号产生针对与盘片旋转同步的频率偏差分量的校正信号，以校正格式频率的时钟信号。
19.如权利要求18所述的设备，其中扇区校正处理单元在测量时与盘片索引信号同步地在存储器中记录PLL电路中环路滤波器的、对应于单独一圈的相位误差信号，在校正时与盘片旋转同步地读出存储器中记录的相位误差信号，并且校正环路滤波器的输出信号。
20.如权利要求1所述的设备，其中盘由盘组构成，所述盘组包含多个堆叠的被写入盘片以及目标盘，所述多个堆叠的被写入盘片安放在主轴杆的旋转杆上，并且在所述目标盘中，在共轴固定的盘组的一侧表面上形成具有时钟模式的标度。
21.如权利要求1所述的设备，其中盘片是气密容纳在装配的外壳中的盘片，具有时钟模式的标度被安放在所容纳的盘片上的夹持器的表面上，并且在允许从外部看见标度的位置上用气密透明构件构成传感器窗口，同时非接触式传感器被配置在外部。
22.一种伺服轨道写入方法，其中盘介质平面上的每个轨道被分成多个扇区，含有伺服帧信号的格式模式信号被写入每个扇区，伺服轨道写入方法包括时钟检测步骤，通过非接触式传感器检测以恒速旋转的盘片上形成的时钟模式，并输出该时钟模式；时钟发生步骤，根据来自非接触式传感器的具有预定频率的时钟信号产生具有预先设置的任意格式频率的时钟信号；和写入处理步骤，根据盘片的一圈的同步信号和该格式频率的时钟信号将格式模式信号写入盘介质面中。
23.如权利要求22所述的方法，还包括振动提取步骤，用于通过从非接触式传感器的时钟信号提取与旋转同步的振动分量来校正时钟抖动。
24.如权利要求22所述的方法，还包括扇区校正步骤，用于通过扇区校正处理单元测量与旋转同步的频率偏差引起的、相对盘片的每个扇区的预定写入起始位置的误差，并根据测量的误差校正包含存储于存储器的伺服帧信号的各扇区格式模式信号的写入起始位置。
25.如权利要求书23所述的方法，其中振动提取步骤用于根据来自盘的多个非接触式传感器的时钟信号提取写入头位置上与旋转同步的偏差分量，并且输出校正的时钟信号。
26.如权利要求25所述的方法，其中振动提取步骤用于使用两个非接触式传感器输出的各个时钟信号的频率偏差提取和校正振动分量，以产生与写入头位置匹配的时钟信号，其中两个非接触式传感器被相对盘片旋转中心地布置在相同半径上。
27.如权利要求25所述的方法，其中振动提取步骤用于使用两个非接触式传感器输出的相应时钟信号之间的频率偏差提取振动分量，并且校正时钟抖动，以产生与写入头位置匹配的时钟信号，其中两个非接触式传感器被相对盘片旋转中心地布置在相同半径上，并且在相对盘片旋转中心的对称位置上。
28.如权利要求书26或27所述的方法，其中振动提取步骤包括乘法步骤，用于将两个非接触式传感器输出的时钟信号相乘；提取步骤，用于提取乘法单元的输出信号的高通分量以作为振动分量；和校正步骤，用于根据高通滤波器提取的信号校正来自更靠近写入头的非接触式传感器的时钟信号，并输出该信号。
29.如权利要求23所述的方法，其中振动提取步骤用于针对写入头，利用多个非接触式传感器的相应时钟信号的时钟抖动提取每个位置固有的振动分量，通过对多个位置的振动分量求均值或加权来获得写入头位置的振动分量，以便校正和输出来自特定非接触式传感器的时钟信号，其中多个非接触式传感器被布置在盘面的不同位置上。
30.如权利要求22所述的方法，其中在写入头相对盘片的移动轨迹的不同位置上设置多个传感器检测点，为多个传感器检测点的每个布置一个非接触式传感器，以便选择来自靠近写入头的非接触式传感器的时钟信号。
31.如权利要求22所述的方法，其中非接触式传感器的传感器检测点沿写入头相对盘片的移动轨迹移动。
32.如权利要求书23所述的方法，其中振动提取步骤用于在堆叠介质组件的至少两面中的每个面上的写入头移动轨迹上定位检测点。
33.如权利要求22所述的方法，其中时钟产生步骤包括相除步骤，用于对DDS(直接数字合成器)输入的时钟信号进行相除运算；乘法步骤，用于通过PLL电路将来自DDS的时钟信号相乘；和控制步骤，用于利用在盘片的每圈获得的索引信号复位DDS，并且当在复位DDS期间和恰好在复位DDS之后输出波形受到干扰时，反馈和保持PLL电路输出的时钟波形。
34.如权利要求22所述的方法，其中时钟产生步骤包括相除步骤，用于和2个DDS(直接数字合成器)并行地对输入时钟信号进行相除运算；切换步骤，用于对两个DDS的输出进行切换；相乘步骤，用于通过PLL电路对通过开关电路单元切换的、来自DDS的时钟信号进行相乘运算；和控制步骤，根据在盘片的每圈获得的索引信号对两个DDS交替地复位，并且当输出波形在一个DDS的复位期间和之后受到干扰时，将开关电路单元切换到另一个DDS，并将没有波形干扰的时钟信号输入到PLL电路。
35.如权利要求33或34所述的方法，其中时钟产生步骤还包括通过DDS在相除步骤的前一阶段执行初级乘法的步骤。
36.如权利要求书23所述的方法，其中扇区校正处理步骤包括写入/读出步骤，用于将参考时钟信号写入盘片并且以后读出；高精度振荡步骤，用于产生与参考时钟信号具有相同频率的高精度时钟信号；和差分处理步骤，用于根据在写入/读出步骤输出的读出时钟信号和在高精度振荡步骤振荡的高精度时钟信号之间的差来测量指示每个扇区的误差的校正时钟数，并且保持。
37.如权利要求书23所述的方法，其中扇区校正处理步骤包括高精度振荡步骤，用于产生与参考时钟信号具有相同频率的高精度时钟信号；和差分处理步骤，用于根据在时钟产生步骤输出的时钟信号和在高精度振荡步骤振荡的高精度时钟信号之间的差来测量指示每个扇区的误差的校正时钟数。
38.如权利要求23所述的方法，其中扇区校正步骤包括驱动控制步骤，用于沿径向和圆周方向驱动非接触式传感器，以抵消盘片的旋转偏差分量。
39.如权利要求书23所述的方法，其中扇区校正步骤用于根据PLL电路中的相位误差信号产生与盘片旋转同步的频率偏差分量的校正信号，以便校正固定时钟信号。
40.如权利要求38所述的方法，其中扇区校正步骤用于在测量时与盘片索引信号同步地在存储器中记录PLL电路中环路滤波器的、对应于单独一圈的相位误差信号，在校正时与盘片旋转同步地读出存储器中记录的相位误差信号，并且校正环路滤波器的输出信号。
41.如权利要求21所述的方法，其中盘由盘组构成，所述盘组包含多个堆叠的被编写入盘片以及目标盘，所述多个堆叠的被编写入盘片安放在主轴杆的旋转杆上，并且在所述目标盘中，在共轴固定的盘组的一侧表面上形成具有时钟模式的标度。
42.如权利要求22所述的方法，其中盘片是气密容纳在装配的外壳中的盘片，具有时钟模式的标度被安放在所容纳的盘片上的夹持器的表面上，并且在允许从外部看见标度的位置上用气密透明构件构成传感器窗口，同时非接触式传感器被配置在外部。
43.伺服轨道写入设备，其中盘介质面上的每个轨道被分成多个扇区，并将包含伺服帧信号的格式模式信号写入每个扇区，伺服轨道写入设备包括非接触式传感器，用于通过非接触方式检测以恒速旋转的盘片上形成的时钟模式，并输出时钟信号；振动提取处理单元，用于从非接触式传感器的时钟信号提取与旋转同步的偏差分量，以便校正时钟抖动；时钟发生单元，用于根据来自振动提取处理单元的时钟信号产生具有预先设置的任意格式频率的固定时钟信号；扇区校正处理单元，该单元测量与旋转同步的频率偏差引起的、相对盘片的每个扇区的预定写入起始位置的误差，并根据测量的误差校正包含存储于存储器的伺服帧信号的各扇区格式模式信号的写入起始位置；和写入处理单元，用于根据盘片的一圈的同步信号和格式频率的时钟信号读出存储器中的校正的格式模式信号，并且将其写入盘介质面的每个轨道。
44.一种伺服轨道写入方法，其中盘介质平面上的每个轨道被分成多个扇区，含有伺服帧信号的格式模式信号被写入每个扇区，伺服轨道写入方法包括振动提取步骤，用于通过非接触方式检测以恒速旋转的盘片上形成的时钟模式，从预定频率的输出时钟信号提取与旋转同步的偏差分量，并且校正时钟抖动；时钟发生步骤，用于根据来自振动提取处理步骤的时钟信号产生具有预先设置的任何格式频率的时钟信号；扇区校正步骤，用于测量与旋转同步的频率偏差引起的、相对盘片的每个扇区的预定写入起始位置的误差，并根据测量的误差校正包含存储于存储器的伺服帧信号的各扇区格式模式信号的写入起始位置；和写入步骤，用于根据盘片的一圈的同步信号和格式频率的时钟信号读出存储器中的校正的格式模式信号，并且将其写入盘介质面的每个轨道。
全文摘要
振动提取处理单元从非接触式传感器的时钟信号提取与旋转同步的偏差分量，以便校正时钟抖动。时钟发生单元根据来自振动提取处理单元的时钟信号产生具有预先设置的任何格式频率的固定时钟信号。扇区校正处理单元测量频率偏差引起的误差，以便根据测量的误差校正含有存储于存储器的伺服帧信号的各扇区格式模式信号的写入起始位置。写入处理单元根据盘片的一圈的同步信号和格式频率的时钟信号读出存储器的校正的格式模式信号，并且将其写入盘介质面。
文档编号G11B5/012GK1487519SQ03155000
公开日2004年4月7日 申请日期2003年8月26日 优先权日2002年8月30日
发明者原田徹, 小林泰山, 春日俊則, 尾崎行雄, 高田英治, 大沢博文, 福士雅則, , 原田 , 山, 文, 治, 雄 申请人:富士通株式会社