專利名稱：先進(jìn)的硬盤驅(qū)動(dòng)器的伺服寫方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，特別是，涉及用于在硬盤驅(qū)動(dòng)器中對伺服信息編碼的方法。
一種典型的盤片驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)被安裝成繞轉(zhuǎn)輪或主軸共同旋轉(zhuǎn)的磁盤。典型的盤片驅(qū)動(dòng)器還包括由在每個(gè)磁盤上飛行的流體動(dòng)力軸承(hydrodynamic bearing)支撐的換能器(transducer)。將換能器和流體動(dòng)力軸承統(tǒng)一稱為數(shù)據(jù)頭。傳統(tǒng)上，將驅(qū)動(dòng)器控制器用來根據(jù)從主系統(tǒng)接收到的命令控制盤片驅(qū)動(dòng)器。驅(qū)動(dòng)器控制器控制盤片驅(qū)動(dòng)器以檢索磁盤的信息并將信息存儲(chǔ)在磁盤上。電機(jī)執(zhí)行器在負(fù)反饋的閉環(huán)伺服系統(tǒng)內(nèi)操作以在盤片表面上徑向或線性地移動(dòng)數(shù)據(jù)頭用于磁道搜索操作，并將換能器直接保持在盤片表面上所需的磁道或圓柱體上，以作磁道跟蹤操作。
一般，通過向數(shù)據(jù)頭提供寫信號以對磁盤表面上表示要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的磁通翻轉(zhuǎn)(flux reversal)編碼，將信息存儲(chǔ)在磁盤表面上的同心磁道中。在檢索盤片的數(shù)據(jù)的過程中，驅(qū)動(dòng)控制器控制機(jī)電執(zhí)行器，從而數(shù)據(jù)頭在磁盤上所需的磁道或圓柱體上飛行，感測磁盤上的磁通翻轉(zhuǎn)并根據(jù)那些磁通翻轉(zhuǎn)產(chǎn)生讀信號。
在嵌入伺服類系統(tǒng)中，將伺服信息或(伺服短脈沖)記錄在還包含所存數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)磁道上。一般，將伺服短脈沖臨時(shí)繞著每條數(shù)據(jù)磁道的圓周平均隔開。將數(shù)據(jù)記錄在伺服短脈沖之間的數(shù)據(jù)磁道上。在專用伺服類系統(tǒng)中，磁盤驅(qū)動(dòng)器中整個(gè)磁盤表面專用于存儲(chǔ)伺服信息。
當(dāng)數(shù)據(jù)頭讀取伺服信息時(shí)，換能器提供由位置解調(diào)器解碼的位置信號并以數(shù)字形式向伺服控制處理器呈現(xiàn)。伺服控制處理器實(shí)質(zhì)上將相對位置誤差與磁道中心相比較并命令執(zhí)行器移動(dòng)以使位置誤差最小。
一般，在制造盤片組件期間，將伺服信息寫在盤片表面上。將每個(gè)盤片組件安裝在伺服錄寫器支撐組件，后者相對于參考點(diǎn)或原點(diǎn)精確地定位盤片表面。伺服錄寫支撐組件支撐位置傳感器(position sensor)，諸如激光干涉計(jì)，后者檢測執(zhí)行器相對于盤片表面的位置。將位置傳感器電氣插入盤片驅(qū)動(dòng)器的負(fù)反饋、閉環(huán)伺服系統(tǒng)內(nèi)以向伺服系統(tǒng)提供位置信息，同時(shí)將伺服數(shù)據(jù)寫到盤片表面。伺服錄寫器支撐組件還可支撐時(shí)鐘錄寫器換能器，后者將時(shí)鐘模式寫在盤片表面上，以用于繞每條磁道的圓周臨時(shí)隔開伺服數(shù)據(jù)。
用伺服錄寫器支撐組件寫伺服信息，每個(gè)盤片組件都要求許多分鐘。這些時(shí)間放慢了生產(chǎn)量并潛在地增加了所完成產(chǎn)品的成本。另一個(gè)限制是伺服模式一般消耗給定盤片驅(qū)動(dòng)器中約5％至10％的可用記錄區(qū)。此外，很難將與預(yù)寫入的伺服模式的取向傾斜的產(chǎn)品頭(product head)校直。此外，同樣很難校直盤片，從而磁道是圓形的，而且是以主軸旋轉(zhuǎn)中心為中心的。另一個(gè)限制是很難按表面-表面將產(chǎn)品頭的徑向位置校直而形成圓柱體。
寫入伺服信息的另一個(gè)已知技術(shù)運(yùn)用盤片驅(qū)動(dòng)器本身在原處寫入伺服信息。原處(in Situ)記錄意味著通過用來自先前寫入磁道的反饋控制運(yùn)用產(chǎn)品執(zhí)行器(product actuator)的執(zhí)行器臂的位置，并用產(chǎn)品頭記錄伺服信息，將伺服模式記錄在全組裝的驅(qū)動(dòng)器上。然而，一般限制自伺服寫入技術(shù)的一個(gè)限制是驅(qū)動(dòng)器本身固有的干擾，諸如盤片顫動(dòng)和主軸不可重復(fù)偏心(runout)(NRRO)，限制了位置感測模式的徑向和圓周精度。
由于工業(yè)界繼續(xù)要求盤片驅(qū)動(dòng)器制造商以更低的成本提供存儲(chǔ)容量增加的盤片驅(qū)動(dòng)器，因此提供具有高磁道密度的盤片驅(qū)動(dòng)器同時(shí)使制造時(shí)間和勞動(dòng)成本最小變得十分重要。
本發(fā)明解決了這些和其它問題并提供優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的其它優(yōu)點(diǎn)。
發(fā)明概述揭示一種對硬盤驅(qū)動(dòng)器寫入伺服信息的方法。該方法包括在將盤片組件安裝在硬盤驅(qū)動(dòng)器中之前，將位置參考信息(writing position referenceinformation)寫在參考盤片表面上。在一些實(shí)施例中，以低于約5MHz的頻率寫入位置參考信息。在其它實(shí)施例中，可使用驅(qū)動(dòng)器伺服頻率。一旦將盤片組件安裝在盤片驅(qū)動(dòng)器中，根據(jù)預(yù)先記錄的位置參考信息，將伺服信息寫在盤片表面上。之后，可擦除或改寫先前記錄的位置參考信息。從下列詳細(xì)的描述和所附附圖中，本發(fā)明的這些和其它特征和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見。
附圖簡述

圖1示出了本發(fā)明對其十分有用的盤片驅(qū)動(dòng)器的平面圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的方法的流程圖。
圖3是可與本發(fā)明的實(shí)施例一起使用的位置信息模式的圖示。
較佳實(shí)施例的詳細(xì)描述圖1是盤片驅(qū)動(dòng)器100的透視圖，所述盤片驅(qū)動(dòng)器包括帶有基座102和頂蓋(未圖示)的外殼。盤片驅(qū)動(dòng)器100還包括盤片組件106，它由盤片夾108安裝在主軸馬達(dá)上(未圖示)。盤片組件106包括多個(gè)單獨(dú)的盤片，它們安裝成圍繞中心軸109一起旋轉(zhuǎn)。每個(gè)盤片表面都具有相關(guān)的頭110，將它安裝在盤片驅(qū)動(dòng)器100上以與盤片表面發(fā)生聯(lián)系。在如圖1所示的例子中，由懸架(suspension)112支撐頭110，懸架又附接在執(zhí)行器116的磁道接入臂114上。如圖1所示的執(zhí)行器是已知的音圈馬達(dá)(VCM)，一般示為118。由受內(nèi)電路128內(nèi)的伺服控制電路控制的音圈馬達(dá)118使得執(zhí)行器組件116圍繞軸(shaft)120旋轉(zhuǎn)，以在盤片內(nèi)直徑124和盤片外直徑126之間的弓形路徑122內(nèi)移動(dòng)頭110。伺服信息(諸如伺服短脈沖)被插入盤片組件106的每個(gè)盤片表面上的數(shù)據(jù)磁道中。將數(shù)據(jù)沿圓周記錄在伺服短脈沖之間的數(shù)據(jù)磁道中。當(dāng)執(zhí)行器組件116將頭110定位在所需數(shù)據(jù)磁道上時(shí)，在頭110中的讀取換能器讀取來自盤片表面的所存信息。在內(nèi)電路128中的伺服控制電路將恢復(fù)的插入伺服信息與頭110的所需徑向位置相比較，并命令執(zhí)行器組件116移動(dòng)以使位置誤差最小。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的方法比較步驟148至158的流程圖。方法148以框150開始，其中在將盤片組件106安裝在盤片驅(qū)動(dòng)器100中之前，將位置參考信息預(yù)寫在參考盤片表面130上(圖1所示)?？稍趩蝹€(gè)盤片上或在盤片組件的參考盤片表面上執(zhí)行預(yù)寫入。在單個(gè)盤片上執(zhí)行預(yù)寫的實(shí)施例中，在將盤片組件安裝在盤片驅(qū)動(dòng)器中之前，將單個(gè)盤片與其它未寫過的盤片組裝入盤片組件中。在一個(gè)實(shí)施例中，將位置參考信息存儲(chǔ)在基本上所有參考盤片表面130上。通過將盤片安裝到空氣軸承主軸，并使得頭寫入信息同時(shí)由執(zhí)行器精確定位，可以寫入預(yù)寫位置參考信息。雖然較佳的是運(yùn)用空氣軸承主軸，但是可以使用其它類型的主軸，諸如滾珠軸承或液體軸承主軸。可以以比盤片驅(qū)動(dòng)器操作期間所用的更低的轉(zhuǎn)速和頻率寫入預(yù)寫位置參考信息。在一些實(shí)施例中，頻率在約50Hz至約5MHz范圍內(nèi)。這種低頻寫入有利于以后讀取盤片驅(qū)動(dòng)器內(nèi)的位置參考信息而與存在的頭傾斜無關(guān)。
可以任何適當(dāng)?shù)姆绞接涗浳恢脜⒖夹畔?。例如，可根?jù)已知寫入伺服信息的技術(shù)寫入位置參考信息。在一些實(shí)施例中，以促進(jìn)磁道之間內(nèi)插的方法寫入位置參考信息。運(yùn)用任何適當(dāng)?shù)难b置，可以寫入位置參考信息。例如，可以運(yùn)用已知的伺服磁道錄寫器。
圖3示出示例的伺服模式。已知如圖3所示的模式是幅度伺服模式。將短脈沖172和174設(shè)置在磁道196、198、200、204和206中心線的相對側(cè)。當(dāng)換能器直接以給定的磁道為中心時(shí)，位置誤差信號將具有來自短脈沖172和174的相等的成分。于是，當(dāng)直接將換能器定位在磁道中心線上時(shí)，根據(jù)相互減去短脈沖172和174的幅度，位置誤差信號將具有零值。為了便于控制，可以提供短脈沖176和178以產(chǎn)生其相位與172、174短脈沖信號的徑向方向相差90°(正交)的信號。圖3所示的模式只是示例，可用其它多種模式，諸如相位編碼伺服模式(其中，以伺服模式的相位存儲(chǔ)定位信息)空模式、基于時(shí)間的方法和基于多頻的方法，以及提供表示位置的信息的任何其它模式。運(yùn)用任何適當(dāng)?shù)募夹g(shù)可以寫入模式。例如，可用在美國專利申請?zhí)?9/425，768(1999年10月22日申請，并名為“用熱將伺服模式寫在磁性媒體上的方法和裝置(METHOD AND APPARATUS FOR THERMALLY WRITING SERVO PATTERNS ON MAGNETICMEDIA)”)教導(dǎo)的方法寫入位置參考信息。此外，可采用已知的照相平版印刷(photolithographic)技術(shù)將位置參考信息附在盤片上。此外，如果位置參考信息允許有效的內(nèi)插，那么在位置參考信息之間的徑向間隔無需對應(yīng)于盤片的每條磁道。例如，可以兩條磁道或甚至十條磁道的徑向間隔寫入位置參考信息。
一旦將位置參考信息寫到參考盤片表面，用現(xiàn)有技術(shù)中已知的方法將盤片組件106安裝在硬盤驅(qū)動(dòng)器100中，如圖2的框152所示。
在框154處，根據(jù)位置參考信息，將伺服信息寫在磁盤組件所選的盤片表面132上，同時(shí)將磁盤組件安裝在硬盤驅(qū)動(dòng)器中。伺服信息最好是一般在插入伺服系統(tǒng)中所用的那種。
如上所述，將預(yù)寫信息寫在盤片驅(qū)動(dòng)器的外側(cè)，這樣可用與硬盤驅(qū)動(dòng)器不同的機(jī)械系統(tǒng)記錄它。雖然該特征允許更加精確和以低于操作速率的旋轉(zhuǎn)速率寫入位置參考信息，但是一旦組件在驅(qū)動(dòng)器內(nèi)旋轉(zhuǎn)，在某一程度上，位置參考信息的磁道將偏離較佳的圓形。已知可用多種技術(shù)來將伺服信息的磁道基本上做成圓形，而與位置參考信息不是較佳的圓形無關(guān)。一般，這種技術(shù)允許根據(jù)可重復(fù)參數(shù)計(jì)算圓形平均。一種這樣的技術(shù)把圓形磁道作為跟蹤位置參考信息所需的最小線圈電流的函數(shù)來計(jì)算。在美國專利申請?zhí)?9/106,443(1998年6月29日申請，名為“補(bǔ)償可重復(fù)的偏心誤差(COMPENSATION FOR REPEATABLERUNOUT ERROR)”，已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人)中描述了另一種技術(shù)。
在框156中，沒有改寫的剩余預(yù)寫位置信息被擦除。一旦擦除位置信息，則以前被該位置信息消耗的空間就可用于存儲(chǔ)客戶數(shù)據(jù)。
雖然在原理上講寫入所選表面的伺服信息可表示所有頭相對于盤片的位置，但是實(shí)際上，根據(jù)寫在所選盤片表面上的伺服信息，將伺服信息寫在每個(gè)盤片表面上。于是，任何頭110可提供表示換能器相對于數(shù)據(jù)磁道的位置的位置誤差信號。這種結(jié)構(gòu)提供增強(qiáng)的定位，它更少受到懸架112或臂114的熱膨脹和收縮的影響。因此，在一些實(shí)施例中，根據(jù)寫入所選表面132的伺服信息，將伺服信息寫入盤片組件中所有剩余的表面。該輔助自伺服寫(self-servowriting)提供所有傳統(tǒng)插入伺服系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)需要相對較少的時(shí)間來預(yù)寫入位置參考信息。
總之，本發(fā)明的一個(gè)方面涉及將伺服信息寫入硬盤驅(qū)動(dòng)器中的方法。與將插入的伺服信息預(yù)寫在每個(gè)盤片表面上的傳統(tǒng)盤片驅(qū)動(dòng)器組件方法相比，本發(fā)明的實(shí)施例將位置參考信息存儲(chǔ)在一個(gè)盤片表面上。于是，預(yù)寫步驟所需時(shí)間以比前所要求的要少。由于當(dāng)將盤片安裝在驅(qū)動(dòng)器中時(shí)運(yùn)用參考磁道自寫入伺服信息，所以所需時(shí)間比用預(yù)寫盤片技術(shù)的要少。然而，由于預(yù)寫位置參考輔助將伺服信息寫入盤片中，所以可以在比傳統(tǒng)自伺服寫技術(shù)所需的更少時(shí)間內(nèi)執(zhí)行自寫入。例如，將伺服信息寫入傳統(tǒng)的自伺服寫入裝置中所需的時(shí)間與磁道數(shù)立方(n3)相關(guān)，所以本發(fā)明的實(shí)施例可以影響輔助自伺服寫達(dá)約磁道數(shù)(n)的次數(shù)。當(dāng)磁道密度高于每英寸20,000磁道時(shí)，時(shí)間節(jié)省變得十分重要。此外，由于根據(jù)寫入盤片驅(qū)動(dòng)器外部的位置參考信息寫入伺服信息，所以減輕了一般與自伺服寫相關(guān)的誤差傳播。
在一個(gè)實(shí)施例中，提供制造具有多個(gè)盤片表面的磁盤組件的硬盤驅(qū)動(dòng)器的方法。該方法包括步驟(a)，其中在將磁盤組件106安裝在硬盤驅(qū)動(dòng)器100內(nèi)之前，將位置參考信息寫在磁盤組件106的參考盤片表面130上。在一些實(shí)施例中，基本上將位置信息寫在所有參考盤片表面130上。在步驟(b)中，將磁盤組件106安裝在硬盤驅(qū)動(dòng)器100中。一旦將盤片組件106安裝在硬盤驅(qū)動(dòng)器100內(nèi)，執(zhí)行步驟(c)，其中根據(jù)位置參考信息，將伺服信息寫在磁盤組件106的所選盤片表面132(可以是參考盤片表面130)上。最后，為容納用戶數(shù)據(jù)，可以擦除位置參考信息。在一實(shí)施例中，根據(jù)寫在所選表面132上的伺服信息，盤片組件106內(nèi)的所有表面均寫有伺服信息。在一些實(shí)施例中，以約50Hz至5MHz之間的頻率寫入位置信息。在寫入期間的盤片轉(zhuǎn)速最好低于操作速率以減小盤片顫動(dòng)和其它不想要的影響?？刹捎眉夹g(shù)來將伺服信息寫在盤片上，無論位置信息是否偏離以旋轉(zhuǎn)主軸為中心的最佳圓。
本發(fā)明的實(shí)施例對于所有盤片驅(qū)動(dòng)器都十分有用，特別是對于采用磁道密度為20,000TPI或更多的那些驅(qū)動(dòng)器。然而，本發(fā)明的實(shí)施例對于具有多個(gè)存儲(chǔ)媒體單元的任一存儲(chǔ)裝置(諸如盤片)也十分有用，其中將位置信息插入媒體。
應(yīng)理解，雖然在上面描述以及本發(fā)明各實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)中提到了本發(fā)明各實(shí)施例的多個(gè)特征和優(yōu)點(diǎn)，但是該說明只是示例而已?？梢赃M(jìn)行細(xì)節(jié)變化，特別是在所附權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的原理范圍內(nèi)對部分結(jié)構(gòu)和布局的變化。例如，根據(jù)本發(fā)明可以用熱將各種信息模式寫在盤片表面上。例如，盤片可以是傳統(tǒng)的磁盤或者磁光盤。可以使用各種記錄頭，諸如感應(yīng)頭和磁阻頭。此外，根據(jù)本發(fā)明可用各種光源、光束偏轉(zhuǎn)器或掃描器、磁場源?？筛鶕?jù)需要對具體處理步驟和步驟次序進(jìn)行變更。還可進(jìn)行其它變化。
權(quán)利要求
1.一種制造具有盤片組件的盤片驅(qū)動(dòng)器的方法，其特征在于，所述方法包括下列步驟(a)在將所述盤片組件安裝在所述盤片驅(qū)動(dòng)器內(nèi)之前，將位置參考信息寫在所述盤片組件的參考盤片表面上；(b)將所述盤片組件組裝成所述盤片驅(qū)動(dòng)器；(c)根據(jù)預(yù)寫位置參考信息，將伺服信息寫在所述盤片組件的所選盤片表面上，同時(shí)將所述盤片組件安裝在所述盤片驅(qū)動(dòng)器內(nèi)；和(d)擦除至少一部分位置參考信息。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括下列步驟(e)一旦將所述伺服信息寫在所選盤片表面上，就將伺服信息寫在所述盤片組件的另一個(gè)盤片表面上。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，執(zhí)行步驟(a)，同時(shí)將所述磁盤組件耦合到空氣軸承主軸。
4.一種包括具有操作轉(zhuǎn)速的盤片組件的盤片驅(qū)動(dòng)器，所述盤片驅(qū)動(dòng)器是根據(jù)如權(quán)利要求1所述的方法制造的，其特征在于，通過以不同于所述盤片驅(qū)動(dòng)器中的盤片組件的操作轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)所述磁盤組件，執(zhí)行步驟(a)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，一旦完成步驟(a)，所述位置參考信息基本上覆蓋所有參考盤片表面。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述參考盤片表面和所選盤片表面是同一盤片表面
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，將所述伺服信息寫在至少一部分位置參考信息上。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(c)還包括表征所述磁盤組件不可重復(fù)的偏心并減小偏心對所述伺服信息的影響。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述位置參考信息是相位模式。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述位置參考信息是空模式。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述磁盤組件包括多個(gè)盤片。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，以超出每英寸20,000磁道的磁道密度(每厘米7874條磁道)寫在步驟(a)期間寫入的伺服信息。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法制造的盤片驅(qū)動(dòng)器。
14.一種制造盤片驅(qū)動(dòng)器的方法，其中所述盤片驅(qū)動(dòng)器具有多個(gè)盤片表面的盤片組件，其特征在于，所述方法包括(a)在將所述盤片組件安裝在盤片驅(qū)動(dòng)器內(nèi)之前，將位置參考信息寫在所述盤片組件的參考盤片表面上的步驟；(b)將所述盤片組件組裝成盤片驅(qū)動(dòng)器的步驟；(c)根據(jù)位置參考信息，將伺服信息寫在盤片組件的所選盤片表面上，同時(shí)將所述盤片組件安裝在所述盤片驅(qū)動(dòng)器內(nèi)的步驟；和(d)至少擦除一部分位置參考信息的步驟。
15.一種根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法制造的盤片驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述參考盤片表面基本上沒有位置參考信息。
全文摘要
揭示一種對硬盤驅(qū)動(dòng)器寫入伺服信息的方法,以及根據(jù)該方法制造的盤片驅(qū)動(dòng)器。所述方法(148)包括在將盤片組件(106)安裝在硬盤驅(qū)動(dòng)器(100)內(nèi)之前,將位置參考信息(150)寫在參考盤片表面(130)上。一旦將盤片組件(106)安裝在盤片驅(qū)動(dòng)器(100)中,根據(jù)預(yù)寫位置參考信息,將伺服信息寫在盤片表面上。之后,可擦除或用用戶數(shù)據(jù)改寫位置參考信息。
文檔編號G11B21/10GK1341256SQ00804019
公開日2002年3月20日 申請日期2000年2月17日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月22日
發(fā)明者K·A·貝爾瑟, A·H·薩克斯 申請人:西加特技術(shù)有限責(zé)任公司