專利名稱：伺服圖案寫入裝置及方法、伺服圖案讀取裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于利用振幅方法來在記錄介質上寫入伺服圖案的伺服 圖案寫入裝置/方法，以及用于讀取已利用振幅方法而寫入在記錄介質上的 伺服圖案的伺服圖案讀取裝置/方法，更具體地說，涉及一種用于對寫入伺 服圖案的位置的偏移進行補償?shù)募夹g。
背景技術：
當要在諸如磁盤的記錄介質上寫入伺服圖案時，將針對該用途而提供 的設備或者裝置設定成不受外部振動的影響。此外，還采取了諸如減少裝 置主體內部的風擾動的各種措施。但是仍然存在一些擾動的影響，導致在 寫入伺服圖案時的磁頭位置與磁道的垂直位置的理想位置略有偏移。在該 狀態(tài)下寫入的伺服圖案未展示出理想位置。假設理想磁道是形成完美的圓 的軌道，在該圓的圓周形狀中存在細微的不規(guī)則。在讀取時周期性地出現(xiàn)
已寫入在該介質上的不規(guī)則性，從而將該現(xiàn)象稱為"可重復偏離(RRO)"。 如圖11所示，使用磁盤作為記錄介質的磁盤驅動器使用磁頭32來在 一個或更多個盤狀記錄介質(磁盤)31中存儲信息。如圖12所示，為了 將該磁頭32準確地定位到目標位置，在記錄介質上寫入伺服圖案33。伺 服圖案33通常具有如圖13所示的結構。從圖13中可以看到，在由"位 置"表示的位置34寫入振幅伺服圖案并用于進行精確的位置測量。
圖14示.出了利用振幅方法的伺服圖案(振幅伺服圖案)的實施例。 如圖14所示，該振幅伺服圖案通常包括脈沖A、脈沖B、脈沖C和脈沖D 的四個脈沖圖案。為了簡化說明，僅將脈沖圖案A和B用于以下的對伺服 圖案寫入操作的描述。
首先如圖15A所示寫入脈沖A，接著如圖15B所示在移動寫入頭的 位置后寫入脈沖B。脈沖A的一部分由于被脈沖B重寫而被擦除，從而脈
沖A的邊緣和新寫入的脈沖B —起表示目標磁道的中心的正確位置。
在讀取伺服圖案時，讀取頭均等地跨在脈沖A和脈沖B上的點變?yōu)?目標磁道的中心。如果在寫入脈沖B時寫入頭的位置如圖16B所示地偏移 目標磁道中心，則脈沖A和脈沖B之間的邊界的位置相應地移動成與理想 中心位置偏移。在與一次磁道旋轉相對應的伺服信息中重復該偏移，則導 致在解調的位置信息中包括RRO。
通過被稱為STW (伺服磁道寫入器)的專用裝置寫入上述振幅伺服 圖案。此后，在將其上已寫入伺服圖案的記錄介質例如設置在磁盤驅動器 中的狀態(tài)下，檢查伺服圖案的位置，計算該伺服圖案與理想位置的偏移量， 并以數(shù)值形式寫入計算量作為隨后數(shù)據(jù)區(qū)域的RRO補償值。
針對每次磁道旋轉寫入幾十到幾百個伺服圖案，并且在記錄介質上形 成數(shù)萬個磁道。為了測量RRO，必須首先確定半徑彼此不同的多個圓周的 位置，然后利用該圓周進行測量。因此，需要大量的時間來生成用于RRO 補償?shù)臄?shù)據(jù)，這成為大批量生產(chǎn)的瓶頸。
作為另一種方法，已知一種改變要結合的脈沖圖案的長度來補償在磁 道方向上的偏移的方法[例如參照專利文獻l[美國專利第5,907,447號](圖 13)]。
此外，作為又一方法，已知一種使用相位伺服圖案的方法。該方法在 調整伺服圖案的相位的同時對其進行寫入從而補償在磁道方向上的偏移 [例如參照專利文獻2[日本特開平第10-172254號公報](圖17和以后的附
圖)]。
如上所述，使用振幅伺服圖案的方法的缺點在于需要大量的時間來生 成用于RRO補償?shù)臄?shù)據(jù)。
此外，在專利文獻l所公開的方法中，必須保證脈沖圖案的面積達到 最大程度上補償脈沖圖案所需的尺寸。該保證面積通常變?yōu)椴挥玫膮^(qū)域， 從而明顯劣化面積效率。此外，專利文獻2所公開的方法的缺點在于要使 用的伺服寫入系統(tǒng)限于相位伺服系統(tǒng)并且補償產(chǎn)生的作用小。

發(fā)明內容
為解決上述問題而提出本發(fā)明，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠消除 為補償在利用振幅方法寫入伺服圖案時出現(xiàn)的伺服圖案的偏移而生成數(shù)據(jù) 的需要，從而能夠明顯減少盤介質的制造時間的技術。本發(fā)明的另一目的 在于提供一種能夠在從利用以上技術寫入伺服圖案的盤介質中讀取伺服圖 案時減少偏移影響的技術。
為了解決以上問題，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種伺服圖案寫 入裝置，該伺服圖案寫入裝置使用寫入頭來根據(jù)振幅方法在記錄介質上寫 入伺服圖案，該伺服圖案寫入裝置包括偏移量檢測部，其檢測寫入頭在 磁道正交方向上相對于其基準位置的偏移量；以及寫入部，其與伺服圖案 寫入相位量相對應地寫入伺服圖案，該伺服圖案寫入相位量是為了在解調 伺服圖案時對通過所述偏移量檢測部檢測到的偏移量進行補償而設定的。
在根據(jù)本發(fā)明的伺服圖案寫入裝置中，伺服圖案包括多個脈沖圖案， 并且所述相位量對應于要寫入在一個磁道上的第一脈沖圖案與跟隨所述第 一脈沖圖案的第二脈沖圖案之間的延遲量。
此外，根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種伺服圖案寫入方法，該伺 服圖案寫入方法使用寫入頭來根據(jù)振幅方法在記錄介質上寫入伺服圖案， 該伺服圖案寫入方法包括以下步驟偏移量檢測步驟，其檢測寫入頭在磁 道正交方向上相對于其基準位置的偏移量；以及寫入步驟，其與伺服圖案 寫入相位量相對應地寫入伺服圖案，所述伺服圖案寫入相位量是為了在解 調伺服圖案時對通過所述偏移量檢測步驟檢測到的偏移量進行補償而設定 的。
此外，根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種伺服圖案讀取裝置，其從 記錄介質上讀取己根據(jù)振幅方法寫入的伺服圖案，該伺服圖案讀取裝置包 括相位量檢測部，其檢測伺服圖案之間的相位量；以及解調部，其通過 基于由所述相位量檢測部所檢測的相位量而對伺服圖案相對于其基準位置 的偏移量進行補償，來解調伺服圖案。
此外，根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種伺服圖案讀取方法，其從 記錄介質讀取已根據(jù)振幅方法寫入的伺服圖案，該伺服圖案讀取方法包括 以下步驟相位量檢測步驟，其檢測伺服圖案之間的相位量；以及解調步 驟，其通過基于由所述相位量檢測步驟檢測到的相位量而對伺服圖案相對 于其基準位置的偏移量進行補償，來解調伺服圖案。
根據(jù)本發(fā)明，可以消除為了補償在利用振幅方法寫入伺服圖案時出現(xiàn) 的伺服圖案的偏移而生成數(shù)據(jù)的需要，并從而可以明顯減少盤介質的制造 時間。
此外，根據(jù)本發(fā)明，當從具有以上優(yōu)點的盤介質中讀取伺服圖案時可 以減少偏移的影響。


圖1是用于說明本發(fā)明的第一實施方式的STW的框圖2A和2B是用于說明第一實施方式的操作的概念圖，圖中示出了 已寫入在磁道上的伺服圖案；
圖3是示出偏移量與相位量(延遲量)之間的關系的圖； 圖4是示出根據(jù)第一實施方式的操作的流程圖； 圖5是示出磁盤驅動器的解調電路部分的框圖； 圖6是示出已讀取的振幅與相位之間的關系的表； 圖7是示出伺服圖案的讀取操作的流程圖8示出了表示在根據(jù)脈沖信號生成PES信號的情況下的位置與輸出 振幅之間的關系的圖9是在寫入脈沖B的位置已在圖8的狀態(tài)的下偏移的情況下位置與 輸出振幅之間的關系的圖10A是表示在未進行根據(jù)第二實施方式的補償?shù)那闆r下獲得的讀 取操作的結果的圖； 、
圖10B是表示在進行了根據(jù)第二實施方式的補償?shù)那闆r下獲得的讀 取操作的結果的圖11是示出磁盤驅動器的結構圖12是示出記錄介質上的伺服圖案的圖13是示出伺服圖案的結構的實施例的圖14是示出利用脈沖A到D的伺服圖案的實施例的圖15A和15B示出了要在目標磁道上寫入伺服圖案的實施例；以及 圖16A和16B示出了其位置從目標磁道中心偏移的伺服圖案的實施例。
具體實施例方式
以下將參照附圖描述本發(fā)明的實施方式。 <第一實施方式〉
作為第一實施方式，將對根據(jù)本發(fā)明的伺服圖案寫入裝置/方法進行描述。
圖1是示出用作根據(jù)本發(fā)明的伺服圖案寫入裝置的STW的框圖。STW 具有時鐘信息存儲介質(例如，磁盤)l和時鐘頭2。 STW使用時鐘頭2 來讀取時鐘定時并使PLL同步電路3在時鐘定時工作，從而允許伺服圖案 生成器4生成伺服圖案。
接著，STW完全與主軸電機5 (SPM)同步地、根據(jù)從時鐘信息存儲 介質1中讀出的定時在另一介質7(用于記錄伺服圖案的介質)上使用寫 入頭6寫入利用伺服圖案生成器4獲得的伺服圖案。通常將光學位置傳感 器8用于由音圈電機(VCM) 9執(zhí)行的磁頭定位控制。然而，在本實施方 式中，該光學位置傳感器8也被用作用于檢測與目標磁道的偏移(在垂直 方向上與磁道基準位置的偏移)量的傳感器，并且將該檢測到的偏移量輸 入到延遲量調整電路10。
延遲量調整電路10根據(jù)來自伺服圖案生成器4和位置傳感器8的輸 出來調整與伺服圖案的相位量相對應的延遲量，并將伺服圖案寫入在用于 記錄伺服圖案的介質7上。位置傳感器8對應于本發(fā)明的偏移量檢測部， 而寫入頭6和延遲量調整電路10對應于本發(fā)明的寫入部。
這里，將以概念上的方式說明本實施方式中的操作。
如上述現(xiàn)有技術中的情況，假設伺服圖案具有如圖14所示的圖案。 在根據(jù)本實施方式的操作中，當寫入圖16B所示的脈沖B時，使與從位置 傳感器8獲得的偏移量相對應的補償量與要寫入的圖案的相移量(延遲量) 成比例，并且如圖2B所示將寫入脈沖B的啟動定時延遲S的延遲量。圖2A示出和圖16A所示的圖案一樣的圖案。例如，如下進行補償。如果寫入頭位于磁道正交方向上的理想位置， 則將相移量設定為0。如果寫入頭的位置與該理想位置偏移，則對每lnm 的偏移量將寫入脈沖B的啟動定時移動(延遲)0,1 ns。假設要寫入的信 號的頻率是100MHz，其循環(huán)時間是10ns。就相位量而言，獲得了 3.6[度] (=360*0.1/10)的相位量。盡管可以任意確定偏移量與相移量之間的對 應關系，但是相移量超出脈沖寬度的設定是沒有意義的。圖3示出了在STW時相位根據(jù)寫入頭在磁道方向上的偏移量而移動 的關系。如果在圖2B所示的狀態(tài)下所述頭與目標位置的偏移量是10 nm， 則寫入脈沖B的啟動定時延遲1 ns。在針對每個扇區(qū)和每個磁道寫入伺服 圖案時重復該操作。如上所述，通過所述頭與目標磁道的偏移量所對應的 移動量來寫入脈沖B。圖4是示出位置圖案的寫入操作以說明根據(jù)本實施方式的操作的流程圖。將寫入頭6移動到預定位置(步驟S1)，并在該位置寫入脈沖A (步 驟S2)。接著，將寫入頭6移動到預定位置(步驟S3)，并同時，根據(jù)來 自位置傳感器8的位置信號來檢測寫入頭6在磁道正交方向上與該寫入頭 6的基準位置的偏移量，利用與該偏移量對應的延遲量(相位量)寫入脈 沖B (步驟S4)。接著，確定當前磁道是否是最后一個磁道(步驟S5)。 在當前磁道是最后一個磁道的情況(步驟S5中的是)的情況下，該流程 結束。否則(步驟S5的否)，流程返回步驟S1，從該步驟起重復與如上所 述相同的操作。在一些STW系統(tǒng)中，沒有設置這種時鐘頭。然而，在這種情況下， 設置了用于獲得與介質的旋轉同步的信號的裝置來替代該時鐘頭，并且該 獲得的信號可以用來替代來自該時鐘頭的所述輸入。此外，存在一些沒有設置光學位置傳感器的STW系統(tǒng)。然而，在這 種情況下，可以使用用于識別磁頭位置的裝置(例如，已被寫入的另一伺 服圖案的位置信息)來替代所述傳感器輸入。在進行STW時執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的寫入操作，并例如在磁盤驅動器中
解調伺服信息時執(zhí)行對應于補償?shù)慕庹{，從而如隨后在圖10中所述地使RRO接近于0。<第二實施方式>'作為第二實施方式，將對根據(jù)本發(fā)明的伺服圖案讀取裝置/方法進行描 述。將該第二實施方式應用于例如在磁盤驅動器上解調伺服圖案的情況。圖5是示出第二實施方式中的磁盤驅動器的主要部件(解調電路部分) 的框圖。如圖5所示的磁盤驅動器包括磁盤17，其作為通過主軸電機 15旋轉的記錄介質；讀取頭18,其從磁盤17讀取信息；高速ADC 19， 其以高速將通過讀取頭18讀取的模擬信號轉換為數(shù)字信號；DFT 20，其 對通過高速ADC 19獲得的數(shù)字信號執(zhí)行離散傅立葉變換；振幅寄存器(A 到D)，其根據(jù)DFT20的輸出信號來存儲相應脈沖(脈沖圖案)A、 B、 C 和D的振幅；以及相位寄存器(A到D)，其存儲相應脈沖的相位(延遲 量)。將振幅寄存器(A到D)和相位寄存器(A到D)的輸出經(jīng)由總線發(fā) 送給處理器21。在上述結構中，通過高速ADC 19將來自讀取頭18的讀取信號轉換 為數(shù)字值。針對脈沖A、 B、 C和D的相應區(qū)域執(zhí)行DFT，并且在相應的 寄存器中設定與脈沖A、 B、 C和D的基頻相關的振幅信息以將該振幅信 息發(fā)送給處理器21。圖6是示出讀取信息的表。圖7是示出用于獲得上述 信息的解調操作的流程圖。高速ADC 19、 DFT 20、振幅寄存器A到D以 及相位寄存器A到D對應于本發(fā)明的相位量檢測部。處理器21對應于本 發(fā)明的解調部，該解調部使用構成伺服圖案的脈沖的相位量和振幅來解調 該伺服圖案。在圖7所示的解調操作中，讀取脈沖A、 B、 C和D(步驟Sll、 S14、 S17和S20)，對所讀取的脈沖A、 B、 C和D執(zhí)行DFT (步驟S12、 S15、 S18和S21)，并在相應的寄存器中寫入所述脈沖的振幅和相位(步驟S13、 S16、 S19和S22)。在獲得所有所述脈沖的振幅和相位之后，處理器21使 用以下等式(3)和(4)來執(zhí)行校正(解調)處理(步驟S23)。在典型(常規(guī))方法中，計算脈沖A與脈沖B之間的差以及脈沖C
與脈沖D之間的差，所得值是表示與磁道中心的偏移的位置誤差信號(PES)。<formula>formula see original document page 11</formula> (2)在本實施方式中，移動量包括對應于相移的補償信號，從而考慮表示 相位的項。<formula>formula see original document page 11</formula> (3)<formula>formula see original document page 11</formula> (4)在以上等式中，K是圖3所示的相位與偏移量之間的轉換因子。當寫 入脈沖A和C時，通常將其相移設定為O，從而可以省略該項。由于通常 僅利用脈沖A、 B、 C和D的振幅不可能在介質的所有位置都獲得線性信 號，因此分別根據(jù)脈沖A、 B和脈沖C、 D生成PES N和PES Q。圖8和9分別示出了 PES N與對應于脈沖A和B的位置的輸出振幅 之間的關系。圖8是通過利用等式(1)和(2)所獲得的情況，其中在寫 入脈沖B時在磁道正交方向上沒有發(fā)生偏移。如圖9中的虛線所示，在寫入脈沖B時在磁道方向上發(fā)生偏移的情況 下，在根據(jù)僅使用振幅的等式(1)和(2)的方法中無法使PES表現(xiàn)出正 確值。可以通過利用等式(3)和(4)將偏移測量值(虛線)調整回到正 確值(實線)。圖10A示出了與磁道的一周旋轉相對應的解調信號，其中該解調信號 是在沒有補償?shù)那闆r下寫入的。該信號表示磁頭位置以代表位置誤差，從 而該信號被稱為PES (位置誤差信號)。圖10B示出了在進行了根據(jù)本實 施方式的補償?shù)那闆r下獲得的PES信號。在存在如圖IOA所示的RRO的情況下，相鄰磁道之間的間隔并不保 持恒定。在確定例如磁盤驅動器中的磁頭位置時，添加有諸如風擾動、來 自外部的振動或者在電路中產(chǎn)生的噪聲的隨機分量。如果相鄰磁道之間的 間隔在這種情況下變小，則存在對一磁道的寫入操作會擦除記錄在相鄰磁 道上的數(shù)據(jù)的危險。為了避免這種情況，在寫入操作時對PES信號提供預定閾值，并且如
果超過該預定閾值，則取消該寫入操作。在這種情況下，在下一周旋轉或 以后再次執(zhí)行該寫入操作，明顯降低了數(shù)據(jù)傳輸速率。通過應用根據(jù)本實施方式的補償來降低RRO值，如圖10B所示，寫裕量變大，從而防止了 性能的劣化或者對相鄰磁道上的數(shù)據(jù)的錯誤擦除。
權利要求
1、一種伺服圖案寫入裝置，該伺服圖案寫入裝置使用寫入頭來根據(jù)振幅方法在記錄介質上寫入伺服圖案，該伺服圖案寫入裝置包括偏移量檢測部，其檢測寫入頭在磁道正交方向上相對于其基準位置的偏移量；以及寫入部，其與伺服圖案寫入相位量相對應地寫入伺服圖案，所述伺服圖案寫入相位量是為了在解調所述伺服圖案時對由所述偏移量檢測部檢測到的偏移量進行補償而設定的。
2、 根據(jù)權利要求1所述的伺服圖案寫入裝置，其中， 所述伺服圖案包括多個脈沖圖案，并且所述相位量對應于要寫入在一個磁道上的第一脈沖圖案與跟隨所述 第一脈沖圖案的第二脈沖圖案之間的延遲量。
3、 根據(jù)權利要求1所述的伺服圖案寫入裝置，其中， 所述記錄介質是磁盤。
4、 一種伺服圖案寫入方法，該伺服圖案寫入方法使用寫入頭來根據(jù) 振幅方法在記錄介質上寫入伺服圖案，該伺服圖案寫入方法包括以下步驟偏移量檢測步驟，其檢測寫入頭在磁道正交方向上相對于其基準位置 的偏移量；以及寫入步驟，其與伺服圖案寫入相位量相對應地寫入伺服圖案，所述伺 服圖案寫入相位量是為了在解調所述伺服圖案時對由所述偏移量檢測步驟 檢測到的偏移量進行補償而設定的。.
5、 根據(jù)權利要求4所述的伺服圖案寫入方法，其中， 所述伺服圖案包括多個脈沖圖案，并且所述相位量對應于要寫入在一個磁道上的第一脈沖圖案與跟隨所述 第一脈沖圖案的第二脈沖圖案之間的延遲量。
6、 根據(jù)權利要求4所述的伺服圖案寫入方法，其中， 所述記錄介質是磁盤。
7、 一種伺服圖案讀取裝置，其從記錄介質上讀取己根據(jù)振幅方法寫入的伺服圖案，該伺服圖案讀取裝置包括相位量檢測部，其檢測伺服圖案之間的相位量；以及解調部，其通過基于由所述相位量檢測部檢測到的相位量而對伺服圖案相對于其基準位置的偏移量進行補償，來解調伺服圖案。
8、 根據(jù)權利要求7所述的伺服圖案讀取裝置，其中，所述伺服圖案包括多個脈沖圖案，并且 所述相位量對應于要寫入在一個磁道上的第一脈沖圖案與跟隨所述 第一脈沖圖案的第二脈沖圖案之間的延遲量。
9、 根據(jù)權利要求7所述的伺服圖案讀取裝置，其中， 所述伺服圖案讀取裝置是磁盤驅動器。
10、 一種伺服圖案讀取方法，其從記錄介質上讀取已根據(jù)振幅方法寫入的伺服圖案，該伺服圖案讀取方法包括以下步驟相位量檢測步驟，其檢測伺服圖案之間的相位量；以及解調步驟，其通過基于由所述相位量檢測步驟檢測到的相位量而對伺服圖案相對于其基準位置的偏移量進行補償，來解調伺服圖案。
11、 根據(jù)權利要求10所述的伺服圖案讀取方法，其中， 所述伺服圖案包括多個脈沖圖案，并且所述相位量對應于要寫入在一磁道上的第一脈沖圖案與跟隨所述第 一脈沖圖案的第二脈沖圖案之間的延遲量。
12、 根據(jù)權利要求10所述的伺服圖案讀取方法，其中所述記錄介質是磁盤。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種伺服圖案寫入裝置及方法、伺服圖案讀取裝置及方法。提供了一種能夠消除為了補償在利用振幅方法寫入伺服圖案時出現(xiàn)的伺服圖案的偏移而生成數(shù)據(jù)的需要，從而能夠明顯減少盤介質的制造時間的技術。該伺服圖案寫入裝置使用寫頭來根據(jù)振幅方法在記錄介質上寫入伺服圖案，該伺服圖案寫入裝置包括位置傳感器(8)，其檢測寫入頭在磁道正交方向上相對于其基準位置的偏移量；以及延遲量調整電路(10)，其與伺服圖案寫入相位量相對應地寫入伺服圖案，所述伺服圖案寫入相位量是為了在解調伺服圖案時對通過位置傳感器(8)所檢測的偏移量進行補償而設定的。
文檔編號G11B5/596GK101211568SQ20071016263
公開日2008年7月2日 申請日期2007年10月15日 優(yōu)先權日2006年12月28日
發(fā)明者笹本達郎 申請人:富士通株式會社