磁盘驱动装置及伺服写入方法

专利名称：磁盘驱动装置及伺服写入方法
技术领域：
本发明的一个实施例通常涉及磁盘驱动装置，更具体而言，涉及利用 多个伺服螺旋伺服图形在磁盘介质上写入产品伺服图形的伺服写入技术。
背景技术：
通常，在例如硬盘驱动器的磁盘驱动装置中，在磁盘介质即磁记录介 质上记录磁头的磁头定位控制(伺月l控制)所使用的伺服图形(伺服数据)。
在磁盘驱动器中，通过使用包括在磁头中的读磁头来读伺服图形，以 在磁盘介质上的目标位置(目标轨道)定位磁头。读磁头执行用于从磁盘 介质上的目标位置读数据的操作。包括在磁头中的写入磁头执行用于在磁 盘介质上的目标位置写入数据的操作。
通过磁盘驱动器制造过程所包括的伺服写入过程，在磁盘介质上记录 伺服图形。为了有效的伺服写入过程，自伺服写入方法备受关注。在自祠 服写入方法中，将其中预先记录了基础图形的磁盘介质并入到磁盘驱动器
中，并基于^i^出图形使用磁盘驱动器中的磁头将伺服图形写入到磁盘介质上。
最近，在自伺服写入方法中，提出了一种方法，其中将多个伺服图形
用作基础图形以在磁盘介质上记录径向伺服图形(例如，参见美国专利No. 5,668,679和美国专利6,965,489)。
径向伺服图形是限定了同心轨道的产品伺服图形。径向伺服图形是在 作为产品运送的磁盘驱动器中用于磁头定位控制的伺服图形(有时称为最 终图形)。
在每个螺旋伺服图形中记录以预定间隔插入同步标记的脉沖(burst)信号。脉冲信号用于产生位置误差信号。在磁盘驱动器中，使用多个螺旋 伺服图形用于磁头的跟踪(定位)操作。
通常，在通过自伺服写入方法在磁盘介质上写入多个径向伺服图形的 情况下，以作为参考时钟的伺服写入时钟同步地操作磁盘驱动装置。伺服 写入时钟不仅用于写入径向伺服图形，而且还利用伺服写入时钟作为用于 读螺旋伺服图形的参考时钟。
因此，为了在磁盘介质上精确地写入径向伺服图形，伺服写入时钟的 精度变得很重要。

发明内容
本发明的一个目的是提供一种磁盘驱动装置和伺服写入方法，其中使 用在所述磁盘介质上写入的多个螺旋祠服图形将多个径向伺服图形精确地 写入到所述磁盘介质上。
才艮据一个实施例，提供了一种磁盘驱动装置，所述装置包括磁盘介 质，在其中写入了多个螺旋伺服图形；以及伺服写入模块，其被配置为与 伺服写入时钟同步操作，使用所述螺旋伺服图形的第 一螺旋伺服图形作为 用于跟踪的基础图形在所述磁盘介质上写入径向伺服图形，检测每个其它 的螺旋祠服图形的同步标记位置相对于所述第 一螺旋伺服图形的同步标记 位置的移动量，并且当将所述基础图形从所述螺旋伺服图形的所述第一螺 旋祠服图形切换到第二螺旋伺服图形时，基于与所述第二螺旋祠服图形相 对应的检测的移动量来调整祠服写入时钟的相位。
在随后的描述中将阐明本发明的另外的目的和优点，并且通过描述而 部分地显而易见，或通过实践本发明而被获知。根据下文特别指出的手段 和组合，将实现到并获得本发明的目的和优点。


并入说明书并构成说明书的一部分的附图，示例了本发明的实施例， 并且与上面给出的一般性描述和下面给出的实施例的详细描述一起用于解释本发明的原理。
图1是示出了伺服轨道写入器的配置的示意性框图2示出了才艮据本发明的一个实施例的应该记录在磁盘驱动装置所4吏
用的磁盘介质上的产品伺服图形(径向伺服图形)；
图3示出了在图2的产品伺服图形中包括的每个伺服扇区中写入的伺
服信息；
图4是示出了 4艮据实施例的磁盘驱动装置的配置的示意性框图5示出了在根据实施例的磁盘驱动装置中使用的磁盘介质上记录的
多个螺旋伺服图形的实例；
图6示出了图5的磁盘介质上的多个螺旋伺服图形与径向伺服图形之
间的位置关系；
图7示出了在多个螺旋伺服图形中的每个螺旋伺服图形中包括的祠服 信息的实例；
图8是示出了在根据实施例的磁盘驱动装置中使用的用于时钟控制的
电路配置的实例的示意性框图9示出了螺旋祠服图形、螺旋伺服门和输出信号之间的关系；
图10是用于解释在每个螺旋祠服图形中的同步标记位置的移动的示
意性^见图11是用于解释伺服写入时钟的相位的移动的示意性视图12是用于解释测量同步标记位置的偏移的测量方法的示意性视图13是用于解释理想锁存器计数的示意性视图14是用于解释锁存器计数的移动的示意性视图15是示出了通过根据实施例的磁盘驱动装置进行自伺服写入过程 的程序的实例的示意性流^_;
图16示出了通过根据的实施例的磁盘驱动装置进行螺旋伺服图形搜 索过程的实例；
图17是用于解释通过根据实施例的磁盘驱动装置进行其中使用了种 子图形的时钟调整过程的实例的示意性视7图18是用于通过解释根据的实施例的磁盘驱动装置进行其中使用了 螺旋伺服图形的时钟调整过程的实例的示意性视图； 图19是用于解释理想锁存器计数的示意性视图； 图20是用于解释实际锁存器计数的示意性视图； 图21示出了与每一个螺旋伺服图形对应的修正值的实例； 图22A和图22B示出了锁存器计数的内部图形差异的实例； 图23A和图23B示出了锁存器计数的内部图形差异的实例。
具体实施例方式
下文将参考附图描述本发明的各种实施例。 一般而言，根据本发明的 一个实施例，提供了一种磁盘驱动装置，包括磁盘介质，在其中写入了 多个螺旋祠服图形；以及伺服写入模块。伺服写入模块被配置为:与伺服写 入时钟同步地操作，使用螺旋伺服图形的第一螺旋伺服图形作为用于跟踪 的J^f出图形在磁盘介质上写入径向伺服图形，检测每一个其它的螺旋伺服 图形中的同步标记位置相对于第一螺旋伺服图形中的同步标记位置的移动 量，并且当将基础图形从螺旋祠服图形的第 一螺旋祠服图形切换为第二螺 旋伺服图形时，基于与第二螺旋伺服图形相对应的检测的移动量来调整伺 服写入时钟的相位。
图1示出了在伺服写入过程中使用的伺服轨道写入器(STW)的主要 部分。如这里使用的，伺服写入过程指在磁盘驱动器制造过程中，在是磁 盘的磁盘介质IO上写入伺服图形(伺月l数据)的过程。
通常，在洁净室中安装祠服轨道写入器。伺服轨道写入器在磁盘介质 IO上写入伺服图形，其中没有写入数据段。如图l所示，伺服轨道写入器 包括在磁盘介质10中写入伺服图形的伺服》兹头12、磁头驱动机械装置 13、控制单元14、写入控制电路15、时钟磁头16和主时钟电路17。
控制单元14控制磁头驱动机械装置13以将伺服磁头12移动并设置到 磁盘介质10上的指定位置。通过主轴马达11旋转磁盘介质10。写入控制 电路15向伺服磁头12传送伺服数据。伺服磁头12在磁盘介质10上的指
8定位置写入伺服图形。
如图5所示，在实施例中，使用伺服轨道写入器在磁盘介质IO上写入 多个螺旋伺服图形501作为基础图形。使用基础图形以写入作为产品伺服 图形的多个径向伺服图形。多个螺旋伺服图形501称为多个螺旋伺服图形。
如图2所示，在实施例中，通过自伺服写入(自伺服写入)方法在磁 盘介质IO上写入多个径向伺服图形100。多个径向伺服图形IOO构成同心 伺服轨道。
在自伺服写入过程中，将使用伺服轨道写入器将多个螺旋伺服图形 501写入到其上的磁盘介质10并入到图4示出的磁盘驱动装置20中。磁 盘驱动装置20基于记录在磁盘介质10上的多个螺旋祠服图形501进行磁 盘驱动装置20中的磁头22的磁头定位控制，并且磁盘驱动装置20将作为 产品伺服图形的多个径向伺服图形100写入到磁盘介质10上。
多个径向伺月艮图形100构成同心伺服轨道。图2示出了在》兹盘介质10 上写入八个径向伺服图形100的实例。每个径向伺服图形IOO都包括分别 设置在多个同心轨道中的伺服扇区。也就是，与八个径向伺服图形IOO对 应的八个径向伺服扇区被设置在每个同心轨道上。如图3所示，每个伺服 扇区都包括前导信号(preamble) 101、伺服标记102、扇区地址103、柱 面(轨道)地址104和伺服脉冲图形(伺服脉冲A、伺服脉沖B、伺服脉 沖C和伺服脉冲D) 105。
如图4所示，实施例的磁盘驱动装置20包括其上安装磁头22的致 动器臂(磁头移动机械装置)21、磁头放大器IC (HIC) 23和印刷电路板 24。在致动器臂21的前端提供磁头22。磁头22是包括读磁头和写入磁头 的所谓的集成磁头。读磁头用于^磁盘介质IO读数据(或伺服图形)，而 写入磁头用于在磁盘介质10中写入数据(或伺服图形)。
通过音圏马达(VCM，未示出)驱动致动器臂21，并且致动器臂21 在/f兹盘介质10上沿径向方向移动磁头22。
在印刷电路板24上安装读/写入(R/W )通道IC 25、微处理器(CPU ) 27,马达驱动器28和硬盘控制器(HDC ) 29。读/写入(R/W)通道IC 25是处理对应数据(伺服图形或用户数据) 的读/写入信号的信号处理电路。读/写入(R/W )通道IC 25再现读磁头读 出的用户数据，并且读/写入(R/W)通道IC25向HDP29传送用户数据。 读/写入(R/W)通道IC 25将HDP 29提供的用户数据转化为写入信号， 并且读/写入(R/W)通道IC25向磁头放大器电路23提供写入信号。
读/写入(RAV)通道IC 25包括伺服解码器251、同步时钟产生模块 252和写入数据产生模块253。伺服解码器251解码读磁头读出的伺服图形。 同步时钟产生模块252产生作为参考时钟的伺服写入时钟(伺服写入时钟 信号)。写入数据产生模块253控制数据例如伺服数据的写入与伺服写入 时钟同步。
读/写入(RAY)通道IC25作为进行自伺服写入过程的伺服写入^t块 与CPU27合作。在自伺服写入过程中，在CPU27的控制下，当磁头22 在磁盘介质10上从内部圆周区域或外部圆周区域的一侧移到另 一侧时，读 /写入(R/W )通道IC 25使用多个螺旋伺服图形501以在磁盘介质10上 写入多个径向伺^^图形100。
才艮据CPU 27的控制，马达驱动器28驱动主轴马达11和音圉马达。 音圏马达旋转致动器臂21。 CPU27是磁盘驱动装置20的主控制器，并且 CPU 27具有控制实施例的自伺服写入操作的功能。
图4仅示出了在磁盘驱动装置20的部件中的实施例的部件。在HDC 29 中可以提供读/写入(R/W)通道IC25的一部分功能。
在自伺服写入过程中，CPU27使用记录在磁盘介质IO上的多个螺旋 伺服图形501 (图5)作为跟踪图形。使用多个螺旋伺服图形501， CPU 27 执行跟踪操作用于在磁盘介质10上的目标位置(磁盘介质10上的目标轨 道)处定位磁头22。
一个螺旋伺服图形501具有约10到约20圏的长度。例如，在磁盘介 质10上写入约200到300个螺旋伺服图形501。通过一次全轨寻找， 一个 螺旋伺服图形501可以写入到磁盘介质10上。因此，采用用于在磁盘介质 10上写入多个螺S走伺服图形501作为基础图形的自伺服写入方法，可以显著地减少在洁净室中使用伺服写入器(图1)的时间。
图6示出了螺旋伺服图形501与径向伺服图形IOO之间的位置关系。 在图6中，水平轴代表时间而垂直轴代表磁盘介质IO上的径向位置。平行 并以相等的间隔设置多个螺旋伺服图形501。 一个螺旋伺服图形501包括 以预定间隔插入同步标记的脉冲信号。脉冲信号用于产生位置误差信号， 该位置误差信号用于执行磁头22的跟踪。也就是，如图7所示， 一个螺旋 伺服图形501包括脉冲信号701和同步标记702。在螺旋伺服图形501中， 重复记录多组脉冲信号701和同步信号702，并且在组之间没有间隔。
实施例的磁盘驱动装置20在磁盘介质10上进行写入作为产品伺服图 形(最终图形)的径向伺服图形100 (伺服扇区)的自伺服写入过程。在 自伺服写入过程中，使用预先写入到磁盘介质10上的多个螺旋祠服图形 501进行跟踪。为了精确地进行自伺服写入过程，需要产生高精度伺服写 入时钟。伺服写入时钟是参考时钟。与伺服写入时钟同步地操作磁盘驱动 装置20以进行自伺服写入过程。使用伺服写入时钟产生用于写入径向祠服 图形100的定时。伺服写入时钟还产生用于读螺旋伺服图形501的定时。 为了精确地写入径向伺服图形100，伺服写入时钟的精度是重要的。
参考图6描述螺旋伺服图形501与径向伺服图形IOO之间的位置关系。
在实施例中使用这样的格式，其中对于每一个径向伺服图形100存在 两个螺旋祠服图形501。每个径向伺服图形100都相对于磁头22 (读磁头) 的扫描方向(磁盘介质10的圆周方向)垂直延伸。另一方面，每个螺旋伺 服图形501相对于扫描方向(磁盘介质10的圆周方向)倾斜地延伸。
图6示出了这样的实例，其中在磁盘介质10上设置了 N个螺旋祠服 图形501。在图6中，标号0到N - 1分别指示了螺旋伺服图形501的号码。
在自伺服写入过程中，CPU 27写入在磁盘介质10上的每个同心轨道 中的一些伺服扇区，同时使用螺旋祠服图形501中的一个进行磁头22的跟 踪，从而，在磁盘介质10上写入多个径向伺服图形100。当磁头22沿径 向方向从》兹盘介质10上的内部圆周区域或外部圆周区域的一侧移动到另 一側时，进行自伺服写入过程。在图6中，假设当磁头22在磁盘介质10
ii上从内部圆周向外部圆周移动时进行自伺服写入过程。
例如，假设号码1的螺旋伺服图形501用作用于跟踪的基础图形，CPU 27使用号码为1的螺旋伺服图形501作为&出图形直到磁头22的径向位 置到达位置603，在该位置603处号码为1的螺旋伺服图形501与号码为1 的径向伺服图形100交叠。CPU27使用号码为1的螺旋伺服图形501在磁 盘介质10上应该写入径向伺服图形100的目标位置(目标同心轨道)处定 位磁头22。然后，CPU 27在磁盘介质10上的目标位置处写入用于径向祠 服图形的预定的伺服数据(图3)。从而，在每个同心轨道上写入与多个 径向祠服图形100中的每一个对应的伺服扇区。
当磁头22的径向位置到达号码为1的螺旋伺服图形501与号码为1 的径向伺服图形100交叠的位置603时，号码为1的螺旋祠服图形501不 能用作跟踪_&>5出图形。这是因为号码为1的螺旋伺服图形501被在号码为 1的径向伺服图形中写入的伺服数据所重写(overwrite)。
因此，CPU 27将应该用作跟踪基础图形的螺旋祠服图形从号码为1 的螺旋伺服图形501切换到邻近的号码为2的螺旋伺服图形501。 CPU 27 使用号码为2的螺旋伺服图形501作为基础图形以在磁盘介质IO上的应该 写入径向伺服图形100的目标位置(目标同心轨道)处定位磁头22。 CPU 27在磁盘介质10上的目标位置处写入用于径向伺服图形的预定的伺月l数 据(图3)。从而，在每个同心轨道上写入与多个径向伺服图形100中的 每一个相对应的伺月i扇区。
当磁头22的径向位置到达号码为2的螺旋祠服图形501与号码为2 的径向伺^^图形100交叠的位置605时，号码为2的螺旋伺服图形501不 能用作跟踪J^出图形。这是因为号码为2的螺旋祠服图形501被在号码为 2的径向伺服图形中写入的伺服数据所重写。因此，CPU27将应该用作跟 踪基础图形的螺旋伺服图形从号码为2的螺旋伺服图形501切换到邻近的 号码为3的螺旋伺服图形501。
因此，每次磁头22的径向位置到达用作^5出图形的螺旋伺服图形与径 向伺服图形交叠的径向位置时，进行应该用作跟踪基础图形的螺旋伺服图形的切换过程。
如从图7中示出的螺旋伺服图形的脉沖信号的配置可以看出的，在螺 旋伺服图形中不包括地址信息。因此，磁头22的径向位置的检测仅依赖于 由螺旋伺服门信号的位置获得的信息。螺旋伺服门信号是用于输入通过磁 头22读出的螺旋伺服图形的门信号。依赖于每个螺旋伺服图形501的倾斜， 基于螺旋伺服门信号可以获得在10到20个柱面的相关位置上的信息段。
要求与磁盘介质10的旋转速度同步的参考时钟以产生螺旋祠服门信 号。参考时钟属于上述伺服写入时钟。伺服写入时钟用于产生螺旋伺服门 信号和写入径向伺服图形100。
例如，在美国专利No.6，324，027中公开了一种方法，可以作为产生伺 服写入时钟的方法被采用，以容许自伺服写入。在美国专利No. 6，324，027 中公开的方法中，测量在触发(trigger)图形之间的时间间隔，并且调整 伺服写入时钟以基于测量结果来移动祠服写入时钟的相位。图8示出了伺 服写入时钟产生单元的配置实例，其中应用了美国专利No.6，324，027中公 开的方法。伺服写入时钟产生单元包括计算单元301、时钟相位移动单元 302、触发检测模块303和扇区间隔测量模块304。触发检测模块303检测 每一个触发图形。扇区间隔测量^^块304测量检测的触发图形之间的时间 间隔。计算单元301和时钟相位移动单元302基于从预定的理论值减去测 量的时间间隔而获得的值来调整祠服写入时钟的相位。
在实施例中，螺4t祠服图形501的同步标记702用作触发图形。调整 伺服写入时钟的相位以便在触发图形之间的间隔变为常数的时钟计数。
下面描述在不使用实施例的情况下的一种伺服写入时钟的产生方法。
可以以如下方式调整伺服写入时钟的相位测量触发图形之间的时间 间隔以移动伺服写入时钟的相位。螺旋伺服图形的同步标记702用作触发 图形，并且调整伺服写入时钟的相位以便在触发图形之间的间隔变为常数 的时钟计数。
配置时间间隔测量计数器以便与伺服写入时钟同步地更新计数值。因 为使用计数器调整伺服写入时钟的相位，例如，伺服写入时钟的每一个周
13期进行256个计数以便确保足够的精度。使用计数器测量伺服图形之间的 间隔。图9示出了测量的状态。
图9示出了当磁头22 (磁头22的读磁头(R))经过多个螺旋伺服图 形501时获得的读信号的波形。
每个螺旋伺服图形501都包括同步标记702 (图9中螺旋伺服图形的 白色部分)。为了读多个螺旋伺服图形501,在与螺旋祠服图形501之间 的间隔对应的定时位置处开启(激活)螺旋祠服门信号。当开启螺旋伺服 门信号时，读磁头(R)读螺旋伺服图形。通过读磁头(R)读取的螺旋伺 服图形的输出信号是菱形波形(读波形)。基于伺服写入时钟确定螺旋伺 服门信号的门定时。在读出的螺旋祠服图形的同步标记位置处锁存计数器 的计数值。CPU 27计算彼此邻近的两个螺旋祠服图形501的计数值之间 的差异，由此测量图形之间的间隔(T)，即，时间间隔(T)。依赖于螺 旋伺服图形和螺旋伺服门的设置， 一个螺旋伺服图形的输出信号可以包括 多个同步标记。然而，在图9的实例中，为了简单解释，假设在最接近螺 旋伺服门的中心的同步标记位置处锁存计数器的计数值。
CPU 27比较螺旋祠服图形之间的时间间隔(T)的实际测量值与指示 螺旋伺服图形之间的参考时间间隔的标准值(理论值)。基于比较结果， CPU 27控制同步时钟产生模块252以调整伺服写入时钟的相位，以便使螺 旋伺服图形之间的时间间隔(T)在下一轮接近理论值。即，CPU27调整 伺服写入时钟的相位以便在实际测量值低于标准值时增加实际测量值，并 且CPU 27调整伺服写入时钟的相位以便在标准值低于实际测量值时减小 实际测量值。
如果在》兹盘介质10上从内部圆周到外部圆周连续使用相同的螺旋祠 服图形，仅可以通过调整伺服写入时钟的相位来写入径向伺服图形100。 然而，不可避免地形成了径向伺服图形IOO与螺旋伺服图形交叠的部分(图 6的标号603和605指示的区域)，因为以径向图形形成每个径向伺服图 形100,如图3所示。因此，在用作跟踪基础图形的螺旋伺服图形501与 径向伺服图形100交叠的位置处， 一旦进行了伺服数据写入，便消除当前用于跟踪的螺旋祠服图形。因此不能继续跟踪。
在实施例中，为了避免这样的情况，使用这样的格式为一个径向伺 服图形IOO设置至少两个螺旋伺服图形501。每次磁头22的径向位置到达 用作1^出图形的螺旋伺服图形501与径向伺服图形100交叠的径向位置时， 进行应该用作基础图形的螺旋祠服图形的切换过程。
参考图6描述为一个径向伺服图形IOO使用两个螺旋伺服图形501的 情况。
首先，假设使用奇数的螺旋伺服图形(例如，号码为1的螺旋祠服图 形)进行跟踪。如箭头602所示，直到在磁头22 'l^到达螺旋伺服图形 501与径向伺服图形100交叠的位置603之前，号码为1的螺旋伺服图形 可以用作跟踪J^出图形以进行跟踪和搜寻。因此，直到在磁头22恰好到达 位置603之前，使用号码为1的螺旋伺服图形进行多个径向伺服图形100 的写入，此时磁头22位于目标同心轨道上。如箭头601所示，在磁头22 的径向位置恰好到达位置603之前，将用于跟踪的螺旋祠服图形切换到邻 近的螺旋伺服图形501 (号码为2的螺旋伺服图形)。
直到在磁头22的径向位置恰好到达号码为2的螺旋祠服图形501交叠 号码为2的径向伺服图形100的位置605之前， -使用号码为2的螺旋伺服 图形作为跟踪基础图形，通过进行跟踪和搜寻，来进行多个径向祠服图形 100的写入过程。在磁头22的径向位置恰好到达位置603之前，将用于跟 踪的径向伺服图形切换到邻近的螺旋伺服图形501 (号码为3的螺4t伺服 图形)。
然而，在切换用于跟踪的螺旋伺服图形时，在切换应用作基础图形的 螺旋伺服图形之前和之后，移动伺服写入时钟的相位。作为结果，在切换 径向伺服图形之前写入的径向伺服图形的一部分与在切换径向伺服图形之 后写入的径向伺服图形的一部分之间的衔接处可能会产生问题。
如上所述，在每个螺旋伺服图形中以预定的间隔插入同步标记。同步 标记之间的间隔在任何螺旋伺服图形501中基本保持恒定。然而，如图10 所示，在螺旋伺服图形501之间有时同步标记的位置会改变。因为分别写入螺旋伺服图形501，所以所有的螺旋伺服图形501的同步标记的位置难 以完全相互匹配。
因此，当使用其中同步标记位置相互间发生了改变的多个螺旋伺服图 形501产生伺服写入时钟时，在切换应该用作跟踪基础图形的螺旋伺服图 形之前和之后，移动了伺服写入时钟的相位，如图ll所示。在图ll的上 部示出的波形指出了在切换应该用作_^ 出图形的螺旋祠服图形之前的伺服 写入时钟。在图11的下部示出的波形指出了，在切换应该用作1^出图形的 螺旋伺服图形之后的伺服写入时钟。
当使用相位已改变的伺服写入时钟继续写入径向伺服图形时，在切换 应该用作跟踪基础图形的螺旋伺服图形之前和之后，在径向伺服图形中产 生了不连续的部分。不连续的图形不能作为产品伺服图形使用。
例如，每次每一个径向伺服图形被写入约IO个轨道中，便发生应该用 作基础图形的螺旋伺服图形的转换。因此，由应该用作基础图形的螺旋祠 服图形的切换所引起的伺服写入时钟的相位移动是不可接受的。
在实施例中，提供了 一种用于防止在应该用作基础图形的螺旋伺服图 形的切换期间产生伺服写入时钟的相位移动的方法。
伺服写入时钟的相位移动归于这样的事实，通过切换，当前用作基础 图形的螺旋伺服图形中所包括的同步标记位置与新的用作&出图形的螺旋 伺服图形中所包括的同步标记位置发生了移动。下面将参考图12到14描 述一种测量同步标记位置的移动的方法和一种修正同步标记位置的移动的 方法。
参考图12，当读磁头依次经过两个螺旋伺服图形时，由读磁头提供输 出信号的波形1101。输出信号1101 (A)对应确定的螺旋伺服图形501。 输出信号1101 (B)对应邻近的螺旋伺服图形501。
假设使用确定的螺旋伺服图形501的输出信号1101进行跟踪，因为使 用输出信号1101 (A)调整祠服写入时钟，所以控制伺服写入时钟，以便 读取输出信号1101 (A)中的同步标记的计数值(锁存器计数值)变为理 论值。因此，基本上消除了与输出信号1101 (A)对应的锁存计数与理论
16值之间的误差。如图13所示，与在螺旋伺服门信号的门宽度的中心中的同 步标记对应的锁存器计数可以用作锁存器计数值。
当CPU 27使用与当前用作1^出图形的螺旋伺服图形对应的输出信号 1101 (A)控制伺服写入时钟时，CPU27观察与每个其它的螺旋伺服图形 对应的输出信号的锁存器计数。从而，CPU27检测在每个其它的螺旋祠服 图形中的同步标记位置相对于当前用作^5出图形的螺旋伺服图形的同步标 记位置的移动量。例如，在下一个螺旋伺服图形中的同步标记位置相对于 用作基础图形的螺旋伺服图形的同步标记位置的移动量的情况下，观察了 对应输出信号1101 ( B )的同步标记位置的锁存器计数，输出信号1101 (B ) 对应于下一个螺旋伺服图形。CPU27测量输出信号1101 (B)中的同步标 记位置相对于输出信号1101 (A)中的同步标记位置的移动量(误差)。
图14示出了输出信号1101 (B)的状态。在图14中，使用了与在螺 旋伺服门信号的门宽度的中心中的同步标记对应的锁存器计数，类似于图 13的情况。锁存器计数与理论值之间的误差指示了输出信号1101 (A)与 输出信号1101 (B)之间的同步标记位置的移动量。指示了移动量1301的 修正值存储在误差表中(又称为修正表)。
除了当前用作J^出图形的螺旋伺服图形以外，对每个其它的螺旋祠服 图形进行这样的过程，该过程为检测同步标记位置的移动量以在误差表中 存储指示了移动量的修正值。当切换应该用作基础图形的螺旋伺服图形时， 从误差表获得与新的用作基础图形的螺旋伺服图形相对应的修正值。基于 获得的修正值调整伺服写入时钟的相位，以使伺服写入时钟的相位在切换 应该用作基础图形的螺旋伺服图形之前和之后不会移动。
下面将参考图15的流程描述使用多个螺旋伺服图形501写入多个径向 伺服图形100的过程的程序的实例。将主要描述与控制伺服写入时钟相关 的过程。
在实施例中，如图6和16所示，将构成同心伺服轨道的参考伺服图形 (下文称作种子图形)901记录在磁盘介质IO的最内部的圆周上。种子图 形901具有与径向伺服图形相同的配置(参见图3)。
17笫一 CPU 27将磁头装栽到磁盘介质10上，然后，CPU 27向音圏马 达(VCM)提供预定的电流以驱动致动器臂21，从而，使致动器臂21压 贴在磁盘驱动装置20中提供的内部圓周停止器(步骤S101)。这使得磁 头22被i殳置在》兹盘介质IO的最内部的圓周区域中。
在此时，CPU27进行读操作，读磁头进行搜索种子图形(又称为内部 圆周种子图形)的过程901 (步骤S102)。当CPU 27找到种子图形901 时，CPU 27开始跟踪操作以在包括种子图形卯l的伺服轨道上定位磁头 22(读磁头)(步骤S103)。因为可以直接使用磁盘装置的常规技术用于 种子图形卯l的搜索和跟踪，所以省略了详细的描述。
CPU 27使用种子图形901开始控制伺服写入时钟(步骤S104)。随 后参考图17描述使用种子图形901的伺服写入时钟的控制。
然后，CPU 27将磁头22从内部圆周侧向外部圓周侧移动以搜索应该 用作基础图形的初始螺旋伺服图形(步骤S105) 。 CPU 27测量从搜索的 初始螺旋伺服图形中读出同步标记的时间点到在与搜索的初始螺旋伺服图 形邻近的下一个螺旋伺服图形中读出同步标记的时间点之间的时间间隔。 CPU 27才艮据测量的时间间隔与预定的参考时间间隔(理论值)之间的差异 来调整伺服写入时钟的相位。CPU 27还观察与除了搜索的初始螺旋伺服图 形之外的每一个其它的螺旋伺服图形相对应的输出信号。在除了搜索的初 始螺旋伺服图形之外的每个其它的螺旋伺服图形中，CPU 27检测每个螺旋 伺服图形中的同步标记位置相对于搜索的初始螺旋伺服图形中的同步标记 位置的移动量(锁存器计数的移动)。CPU27在误差表(又称为修正表) 中存储指示了检测的移动量的修正值(步骤S106)。
CPU 27根据参考时间值与从搜索的初始螺旋祠服图形中读出同步标 记的时间点到在与搜索的初始螺旋伺服图形邻近并用于跟踪的螺旋伺服图 形中读出同步标记的时间点的时间间隔之间的差异来进行该过程。也就是， CPU 27使用搜索的初始螺旋祠服图形进行磁头22的跟踪操作(定位操 作)，同时根据差异来调整祠服写入时钟的相位(步骤S107和S108 )。 在步骤S108中，使用搜索的初始螺旋伺服图形，CPU 27将磁头22定位
18在应该在磁盘介质IO上写入径向伺服图形的目标位置(目标轨道)。然后， CPU 27在目标位置中写入用于径向伺服图形的预定的伺服数据。
在每次磁头22的径向位置到达当前用作^ 出图形的螺旋伺服图形与 径向伺服图形交叠的径向位置时，CPU 27进行切换应该用作基础图形的螺 旋祠服图形的过程。具体而言，CPU27将当前用作^f出图形的螺旋祠服图 形切换为邻近当前用作基础图形的螺旋祠服图形的螺旋伺服图形。在此时， CPU 27从误差表(修正表)获得与新的应该用作基础图形的螺旋伺服图形 相对应的修正值。CPU27根据获得的修正值调整伺服写入时钟的相位，以 便在切换应该用作基础图形的螺旋伺服图形之前和之后伺服写入时钟的相 位没有移动。
然后，在切换之后使用新的螺旋伺服图形，CPU 27将磁头22定位在 应该在》兹盘介质IO上写入径向伺服图形的目标位置(目标轨道)。然后， CPU 27在目标位置写入用于径向伺服图形的预定的伺服数据。CPU 27测 量从在切换之后的新的螺旋伺服图形中读出的同步标记的时间点到邻近新 的螺旋伺服图形并用于跟踪的螺旋伺服图形中读出同步标记的时间点之间 的时间间隔。CPU 27还进行这样的过程，该过程根据测量的时间间隔与参 考时间间隔之间的差异来调整伺服写入时钟的相位。
下面将参考图16描述搜索(检测)螺旋伺服图形的过程。
如图16所示，CPU 27使用螺旋伺服门信号进行搜寻螺旋伺服图形501 的过程。螺旋祠服门信号是用于读取以相等间隔记录在磁盘介质10上的螺 旋伺服图形501的定时信号。通常HDC 29产生螺旋伺服门信号。
具体而言，通过向外部圆周方向逐渐移动磁头22进行搜索过程，同时 确定螺旋伺服门信号的定时位置。如图16所示，当磁头22的径向位置到 达读取螺旋伺服图形501的位置时结束搜索，同时确定螺旋伺服门信号的 定时位置。
CPU 27从结束搜索螺旋伺服图形501的时间点开始使用螺旋伺服图 形501进行磁头22的跟踪操作(定位操作)。即，在搜索螺旋伺服图形 501结束之后，CPU 27进行跟踪操作而没有使用种子图形卯l。参考图17描述了一种用于使用种子图形901控制伺服写入时钟的操作。
在图17中，号码1001表示使用磁头22读种子图形卯l而获得的输出 信号，而号码1002表示计数器(模计数器)的计数值。设定伺服写入时钟 以变为预定的标准值。标准值是写入径向伺服图形IOO的频率值。在此时， 没有控制伺服写入时钟。
模计数器是用于测量两个连续的种子图形901的同步标记之间的时间 间隔的计数器。与伺服写入时钟同步地将模计数器的计数值相加。当计数 值到达与种子图形间隔相对应的预定的计数值时模计数器的计数值重新为 零。CPU27使用在与种子图形相对应的输出信号1001中的同步标记检测 信号作为用于使祠服写入时钟与磁盘介质10的旋转同步的触发图形。也就 是，当检测到同步标记时，CPU 27锁存模计数器的计数值。CPU27将锁 存的计数值和理论值(在种子图形的情况下为"0")应用到图8的电路。 这使得产生的伺服写入时钟与磁盘介质10的旋转同步。
然后，使用螺旋伺服门信号，CPU27搜索应该用作基础图形的初始螺 旋伺服图形。如上所述，通过向外部圆周方向逐渐移动磁头22搜索螺旋伺 服图形，同时确定螺旋祠服门信号的定时位置。如图6所示，当磁头22 的读磁头到达读取螺旋祠服图形501的位置时结束搜索。在搜索结束的状 态下可以读螺旋伺Ji艮图形501。
为了使用搜索到的螺旋伺服图形501进行跟踪，位置误差信号PES的 产生并且使用螺旋伺服图形501进行祠服写入时钟的调整是必须的。获得 位置误差信息的方法已^J^知。例如，美国专利No. 6，965，489B 1中所>^开 的，可以通过用读磁头读取螺旋图形的脉沖信号获得的输出信号来计算位 置误差信息。
可以以类似于使用种子图形调整伺服写入时钟的方式来进行使用螺旋 伺服图形调整伺服写入时钟的过程。可以通过计数与彼此邻近并用于跟踪 的螺旋伺服图形相对应的同步标记之间的间隔(时间间隔)的计数值来进 行使用螺旋伺服图形调整伺服写入时钟的过程。下面将参考图18和19描述使用螺旋伺服图形调整伺服写入时钟的相 4立的过程。
在图18中，通过用磁头22读取螺旋伺服图形获得输出信号1101。螺 旋祠服门信号1103用于读取螺旋伺服图形。号码1102表示模计数器的计 数值。使用具有上述配置的相同的模计数器。
模计数器的计数值1102从新为零的时间点与在与种子图形相对应的 输出信号1001中检测到同步标记的时间点相同。利用与螺旋伺服图形相对 应的输出信号1101中的同步标记检测信号以调整伺服写入时钟的相位。获 得与多个同步标ie^测信号中的每一个相对应的多个锁存器计数，因为多 个同步标记检测信号包括在输出信号1101中。因为同步标记以相等的间隔 设置，所以取出并使用多个锁存器计数中的一个(参见图19)。
图19示出了理想锁存器计数的位置。假设CNTssg是螺旋伺服门的设 定值1201并且CNTsync是在螺旋伺服图形中的同步标记之间的距离 1202。在使用自螺旋祠服门信号的前部的第N个锁存器计数的情况下，从 开始螺旋祠服门信号到锁存器计数1202的间隔变为CNTsync x N。从而， 如下获得锁存器计数的理论值
理论值=CNTssg + ( CNTsync x N )
图20示出了实际的计数锁存位置的实例。
例如，图20所示，通过如在螺S走伺服写入期间的时钟漂移的影响在各 螺旋祠服图形中可能产生不同的锁存器计数误差1301。在实施例中，基于 在搜索作为基础图形的螺旋伺服图形中的同步标记位置与在邻近的螺旋伺 月良图形中的同步标记位置之间的间隔来调整伺服写入时钟的相位，并且在 调整了伺服写入时钟的相位的条件下检测锁存器计数误差。在检测锁存器 计数误差时，使用搜索的螺旋伺服图形中的同步标记位置作为参考。也就 是，检测在每个其它的螺旋伺服图形中的同步标记位置相对于搜索的螺旋 伺服图形中的同步标记位置的移动量作为锁存器计数误差。图21示出一个 实例，其中在每个螺旋伺服图形中测量锁存器计数误差1301 (由CNTerr 给出)。在图21中，平行轴表示螺旋伺服图形的每个号码，并且垂直轴表
21示与每个螺旋伺服图形相对应的锁存器计数误差的值(tstamp误差)。如 图21所示，存储与每个螺旋伺服图形相对应的锁存器计数误差的值作为修 正表中的ff"正值。
在实施例中，每次切换应该用作基础图形的螺旋祠服图形时，从修正 表获得与新的被用作基础图形的螺旋伺服图形相对应的修正值。基于修正 值调整伺服写入时钟的相位以便消除新的应该被用作基础图形的螺旋伺服 图形的锁存器计数误差。例如，假设，从理论值减去新的应该被用作基础 图形的螺旋伺服图形的修正值的结果被设定为新理论值。从而，消除了在 新的应该被用作基础图形的螺旋伺服图形中的同步标记位置的移动。
理论值-CNTssg十(CNTsyncxN) - CNTerr
即使在螺旋祠服图形之间存在同步标记位置的差异，也可以通过上述 过程从螺4t伺服图形产生与磁盘介质10的旋转同步的伺服写入时钟。
因此，根据实施例，检测了在每个其它的螺旋伺服图形中的同步标记 位置相对于在搜索的伺服图形中的同步标记位置的移动量，并且将指示了 检测的移动量的修正值存储在修正表中。在每次切换应该用作基础图形的 螺旋伺服图形时，从修正表获得与新的应该被用作基础图形的螺旋祠服图 形相对应的修正值以调整祠服写入时钟的相位。从而，在切换应该被用作 基础图形的螺旋伺服图形之前和之后，可以防止在径向伺服图形中产生不 连续的部分。从而，多个径向伺服图形可以精确地被写入到磁盘介质上。
如上所述，通过移动螺旋伺服门在同一螺旋伺服图形上进行的搜寻(图 6中的标号602)和向邻近的螺旋祠服图形的转变(图6的标号601)来实 现使用螺旋祠服图形的搜寻。例如，在写入径向伺服图形的自独立伺服写 入过程中，应该用作^S^出图形的螺旋伺服图形从奇数的螺旋祠服图形切换 到偶数的螺旋伺服图形。然后，应该用作^ 出图形的螺旋祠服图形被切换 到奇数的螺旋祠服图形。因此，将与每个奇数的螺旋伺服图形相对应的修 正值和与每个偶数的螺旋伺服图形相对应的修正值存储到修正表中是必要 的。在该情况下，分别测量与每个奇数的螺旋伺服图形相对应的修正值和 与每个偶数的螺旋伺服图形相对应的修正值，并且将测量的修正值存储在修正表中。例如，测量与每个偶数的螺旋伺服图形相对应的修正值而使用 确定的奇数螺旋伺服图形进行跟踪和时钟相位调整，然后，测量与每个奇 数的螺旋伺服图形相对应的修正值而使用下 一个偶数的螺旋祠服图形进行 跟踪和时钟相位调整。
通过从磁盘介质的内部圆周持续到外部圆周的图形形成螺旋伺服图
形，并且在磁盘介质IO上一个接一个地写入螺旋祠服图形。从而，有可能
螺旋伺服图形彼此间在写入时使用的时钟稍有不同。在该情况下，当磁头 从内部圆周向外部圓周前进时逐渐地改变计数锁存器误差的修正值(参见
图14和20)。因此，存在在离开起始点的位置处没有正常产生伺服写入 时4中的可能性。
可以通过确认模计数器的锁存器计数误差值来确认该现象(参见图 22A、 22B、 23A和23B)。在图22A、 22B、 23A和23B中，测量了用于 产生伺服写入时钟的螺旋伺服图形的锁存器计数误差值和不用于产生伺服 写入时钟的螺旋伺服图形的锁存器计数误差值(在每个附图的上侧的图形) 并且计算了奇数图形与偶数图形之间的差异(在每个附图的下侧的图形)。 虽然在搜寻开始锁存器计数误差值具有基本上相同的形状(参见图22A)， 但是仅在外部圆周侧的位置处的不连续部分中，增加了锁存器计数误差修 正值的差异(参见图22B)。锁存器计数误差修正值的差异伴随移动距离 的增加而增加，并且因此不能进行跟踪。
可以通过，例如，再次以预定间隔产生锁存器计数误差修正值 (CNTerr)改善该现象。图23A和23B示出了 一个实例，其中每400次 切换应该用作基础图形的螺旋伺服图形601就再次产生修正值以进行与图 22A和22B相同的测量。如从图23A和23B可见的，在外部圆周侧改善了 测量结果，并且搜寻可以进行到外部圆周。
在实施例中，在磁盘介质10的内部圆周区域形成种子图形。可选地， 可以在磁盘介质10的外部圆周区域中形成种子图形。
这里描述的系统的各种模块可以实施为软件应用、硬件和/或软件模 块，或者在例如服务器的一个或多个计算机上的部件。虽然分别示出了各种的模块，但其可以共享一些或所有的相同的基础逻辑或代码。
本领域的技术人员将容易地发现附加的优点和修改。从而，在其广义 方面，本发明不限于在这里具体示出和描述的具体细节和代表性的实施例。 因此，可以在不脱离通过所附权利要求及其等价物所限定的本发明的普通 概念的精神和范围下进行各种修改。
权利要求
1. 一种磁盘驱动装置，其特征在于，包括磁盘介质，其中写入了多个螺旋伺服图形；以及伺服写入模块，被配置为与伺服写入时钟同步地操作，使用所述螺旋伺服图形的第一螺旋伺服图形作为用于跟踪的基础图形在所述磁盘介质上写入径向伺服图形，检测每个其它的螺旋伺服图形的同步标记位置相对于所述第一螺旋伺服图形的同步标记位置的移动量，以及当将所述基础图形从所述螺旋伺服图形的所述第一螺旋伺服图形切换到第二螺旋伺服图形时，基于与所述第二螺旋伺服图形对应的检测的移动量来调整所述伺服写入时钟的相位。
2. 根据权利要求l的磁盘驱动装置，其特征在于所述伺服写入模块 被配置为进行自伺服写入过程用于当在所述磁盘介质上沿径向方向移动磁 头时写入所述径向祠服图形，并且当所述磁头的径向位置到达所述第一螺 旋伺服图形与所述径向祠服图形彼此交叠的径向位置时，将所述基础图形 从所述第 一螺旋伺服图形切换到所述第二螺旋伺服图形。
3. 根据权利要求l的磁盘驱动装置，其特征在于所述伺服写入模块 :陂配置为测量从读取在所述第 一螺旋伺服图形中的同步标记的时间点到读 取在与所述第 一螺旋伺服图形邻近的螺旋伺服图形中的同步标记的时间点 之间的时间间隔，并且基于所述测量的时间间隔与预定的参考时间间隔之 间的差异来调整所述祠服写入时钟的所述相位。
4. 根据权利要求l的磁盘驱动装置，其特征在于在所述磁盘介质上 的内部圆周区域中记录与所述多个径向伺服图形中的每一个相对应的种子 图形作为参考图形，以及所述伺服写入模块被配置为通过将磁头从在其上记录了所述种子图形 的所述磁盘介质的所述内部圆周区域移动向外部圓周来搜索应该用作所述 J^f出图形的所述第 一螺旋祠服图形。
5. —种磁盘驱动装置，其特征在于，包括磁头；磁盘介质，其中写入了多个螺旋伺服图形，所述多个螺旋伺服图形中 的每一个都包括其中以预定的间隔插入同步标记的脉冲信号，所述多个螺旋祠服图形用于写入作为产品伺服图形的多个径向伺服图形；时钟产生模块，被配置为产生伺服写入时钟，所述伺服写入时钟是参 考时钟；以及伺服写入模块，被配置为与所述伺服写入时钟同步操作，并且当在所 述磁盘介质上沿径向方向移动所述磁头时，使用所述多个螺旋伺服图形进 行自伺服写入过程，其中所述祠服写入模块被配置为搜索应该被用作用于跟踪的基础图形的 初始螺旋伺服图形，测量从所述搜索的初始螺旋伺服图形中读取同步标记 的时间点到在与所述搜索的初始螺旋伺服图形邻近的螺旋祠服图形中读取 同步标记的时间点之间的时间间隔，基于所述测量的时间间隔与预定的参 考时间间隔之间的差异调整所述伺服写入时钟的相位，检测每个其它的螺 旋伺服图形的同步标记位置相对于所述搜索的初始螺旋伺服图形的同步标 记位置的移动量，在修正表中存储指示了所述检测的移动量的修正值，使 用所述搜索的螺旋伺服图形在所述磁盘介质上要写入所述径向祠服图形的 目标位置处定位所述磁头以便在所述目标位置处写入用于所述径向祠服图 形的预定的伺服数据，每次所池磁头的径向位置到达当前用作所述基础图 形的所述螺旋图形与所述径向图形彼此交叠的径向位置时，切换应该用作 所述基础图形的所述螺旋伺服图形，每次切换应该用作所述基础图形的所 述螺旋伺服图形时，获得与新的应该被用作基础图形的螺旋祠服图形相对 应的修正值，以及基于所述获得的修正值调整所述伺服写入时钟的所勤目 位。
6. —种使用记录在磁盘介质上的多个螺旋伺服图形在磁盘驱动装置中 的所述磁盘介质上写入径向伺服图形的写入方法，所述磁盘驱动装置与伺 服写入时钟同步操作，所述方法的特征在于，包括使用所述螺旋伺服图形的第 一螺旋伺服图形作为用于跟踪的^出图形在所述磁盘介质上写入所述径向伺服图形；检测每个其它的螺旋伺服图形的同步标记位置相对于所述第一螺旋伺 服图形的同步标记位置的移动量；以及当将所述基础图形从所述螺旋伺服图形的所述第 一螺旋伺服图形切换 到所述第二螺旋祠服图形时，基于与所述第二螺旋祠服图形对应的检测的 移动量来调整所述伺服写入时钟的相位。
7. 才艮据权利要求6的伺服写入方法，其特征在于，还包括在所g 盘介质上沿径向方向移动磁头；并且当所i^磁头的径向位置到达所述第一 螺旋祠服图形与所述径向伺服图形彼此交叠的径向位置时，将所述基础图 形从所述第 一螺旋伺服图形切换到所述第二螺旋伺服图形转换。
8. 根据权利要求6的伺服写入方法，其特征在于，还包括 每次切换应该用作所述基础图形的所述螺旋伺服图形时，测量从读取在所述第一螺旋伺服图形中的同步标记的时间点到读取在与所述第一螺旋 伺服图形邻近的螺旋伺服图形中的同步标记的时间点之间的时间间隔，以 及基于所述测量的时间间隔与预定的参考时间间隔之间的差异来调整所 述伺服写入时钟的所述相位。
9. 根据权利要求6的伺服写入方法，其特征在于在所i^磁盘介质上 的内部圓周区域中记录与所述多个径向伺服图形中的每一个相对应的种子 图形作为参考图形，并且所述伺服写入方法还包括通过将磁头从其上记录 了所述种子图形的所述磁盘介质的所述内部圆周区域移动向外部圆周来搜 索所述第 一螺旋伺服图形。
全文摘要
配置磁盘驱动装置(20)内的伺服写入模块(25)，以便，使用螺旋伺服图形的第一螺旋伺服图形作为用于跟踪的基础图形在磁盘介质(10)上写入径向伺服图形，检测每个其它的螺旋伺服图形中的同步标记位置相对于第一螺旋伺服图形中的同步标记位置的移动量，以及当将所述基础图形从所述螺旋伺服图形的所述第一螺旋伺服图形切换到第二螺旋伺服图形时，基于与所述第二螺旋伺服图形相对应的检测的移动量来调整所述伺服写入时钟的相位。
文档编号G11B5/596GK101471085SQ200810174920
公开日2009年7月1日 申请日期2008年10月24日 优先权日2007年12月27日
发明者中岛彰治, 佐渡秀夫, 松永俊孝, 水越圣二 申请人:株式会社东芝