(57)【要約】      （修正有）【課題】ＳＳＷにおける誤差伝播防止のためのサーボ補正を効率的に行う。【解決手段】サーボ位置信号生成部２３１は、サーボ・チャネル２１１からのサーボ信号に基づいて、リード素子の現在位置を示すサーボ位置信号を生成する。ターゲット位置設定部２３２は、リード素子がフォロしているトラック書き込み時のＰＥＳと予め登録されている補正係数との積和演算により補正値を生成する。この補正値と基準ターゲット位置とから補正ターゲット位置を生成し、位置誤差量算出部２３３に出力する。位置誤差量算出部２３３は、サーボ位置信号とターゲット位置信号とから位置誤差信号（ＰＥＳ）を生成し、サーボ・コントローラ２３４に出力する。サーボ・コントローラ２３４は、ＰＥＳに従って制御信号（ＤＡＣＯＵＴ）を生成し、モータ・ドライバ・ユニット２２はその制御信号に従って所定値の電流をＶＣＭ１５に供給する。【選択図】図７
2006323966.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する記録ディスク上において、サーボ制御によってリード素子で第１トラックをフォロしながら、半径位置の異なるライト素子で、前記第１トラックの各セクタのパターンを基準としてその第１トラックと異なる第２トラックの各セクタのパターンを書き込む方法であって、
前記第１トラックの複数セクタのサーボ・パターンを書き込み、
前記第１トラックの書き込み時における各セクタに対応する前記リード素子のターゲット位置からの位置誤差量と、サーボ・ループの選択された周波数におけるサーボ書き込みによるトラック位置誤差の伝播増幅度を抑える予め登録された係数群との積和演算により補正値を算出し、
前記補正値によってサーボ制御の補正を行って、前記リード素子を前記第１トラックの各セクタについて位置決めし、
位置決めした状態で前記ライト素子によって前記第１トラックの各セクタを基準として前記第２トラックに各セクタのパターンを書き込む方法。
【請求項２】
前記係数群は、前記記録ディスクの回転周波数の整数倍の全ての周波数において前記サーボ書き込みによるトラック位置誤差の伝播増幅度が１未満となるように設定されている、請求項１に記載の各セクタのパターンを書き込む方法。
【請求項３】
前記サーボ制御補正は、前記補正値によって前記第１トラックの各セクタに対するターゲット位置を補正する、請求項１に記載の各セクタのパターンを書き込む方法。
【請求項４】
前記第１トラックの各セクタに対する補正値の算出は、そのセクタを含む連続する複数セクタであって、前記第１トラックの全セクタ数よりも少ない複数セクタの書き込み時の各位置誤差量と、前記係数群との積和演算によって行う、請求項２に記載の各セクタのパターンを書き込む方法。
【請求項５】
前記第１トラックの各セクタに対する補正値の算出は、そのセクタの前及び後のセクタを含む連続する複数セクタの書き込み時の各位置誤差量と前記係数群との積和演算によって行う、請求項４に記載の各セクタのパターンを書き込む方法。
【請求項６】
前記第１トラックの各セクタに対する補正値の算出は、そのセクタの前及び後のそれぞれ一定数のセクタを含む連続する複数セクタと前記係数群との積和演算によって行う、請求項４に記載の各セクタのパターンを書き込む方法。
【請求項７】
前記係数群は、前記記録ディスクの回転周波数の整数倍の複数周波数において前記サーボ書き込みによるトラック位置誤差の伝播増幅度を小さくするように設定されている、請求項１に記載の各セクタのパターンを書き込む方法。
【請求項８】
前記係数群を、予め決められたトラック数ごとに再演算により算出し、算出された係数群を使用してその後のパターン書き込みにおけるサーボ制御補正を実行する、請求項１に記載の各セクタのパターンを書き込む方法。
【請求項９】
記録ディスク上に、各トラックのパターンを書きこむデータ記憶装置であって、
回転する記録ディスクと、
前記記録ディスクに書き込まれている複数セクタのパターンを含む第１トラックを、サーボ制御によってフォロするリード素子と、
前記リード素子と半径位置が異なり、前記第１トラックの各セクタを基準として、前記第１のトラックと異なる第２トラックに、各セクタのパターンを書き込むライト素子と、
前記第１トラックの書き込み時における各セクタに対応する前記リード素子のターゲット位置からの位置誤差量と、サーボ・ループの選択された周波数におけるサーボ書き込みによるトラック位置誤差の伝播増幅度を抑える予め登録された係数群との積和演算により補正値を算出し、その補正値によって補正したサーボ制御によって、前記第１トラックの各セクタにおいて前記リード素子を位置決めするコントローラと、
を備える、データ記憶装置。
【請求項１０】
前記係数群は、前記記録ディスクの回転周波数の整数倍の全ての周波数においてサーボ書き込みによるトラック位置誤差の伝播増幅度が１未満となるように設定されている、請求項９に記載のデータ記憶装置。
【請求項１１】
前記コントローラは、算出された補正値を使用して前記第１トラックの各セクタに対応するターゲット位置を補正することによってサーボ制御補正を行う、請求項１０に記載のデータ記憶装置。
【請求項１２】
前記コントローラは、前記第１トラックの各セクタについて、そのセクタを含む連続する複数セクタであって、前記第１トラックの全セクタ数よりも少ない複数セクタの各位置誤差量と、前記係数群との積和演算によって前記補正値を算出する、請求項９に記載のデータ記憶装置。
【請求項１３】
前記コントローラは、前記第１トラックの各セクタについて、当該セクタの前及び後のセクタを含む連続複数セクタの各位置誤差量と、前記係数群との積和演算によって前記補正値を算出する、請求項１２に記載のデータ記憶装置。
【請求項１４】
前記係数群は、前記記録ディスクの回転周波数の整数倍の複数周波数において前記サーボ書き込みによるトラック位置誤差の伝播増幅度が１未満となるように設定されている、請求項１０に記載のデータ記憶装置。
【請求項１５】
前記コントローラは、前記第１トラックのフォロ前に、フーリエ逆変換、補正ゲイン・マトリックス及びフーリエ変換のマトリックス積に相当する演算によって前記係数群を予め算出して登録する、請求項１０に記載のデータ記憶装置。
【請求項１６】
前記コントローラはＦＩＲフィルタを備え、前記係数群をそのＦＩＲフィルタの重み係数とし、前記第１トラックの位置誤差量を順次入力して、各セクタに対する前記補正値を生成する、請求項１１に記載のデータ記憶装置。
【請求項１７】
前記重み係数は前記第１のトラックの全てのセクタに対して同一である、請求項１６に記載のデータ記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転する記録ディスクにパターンを書き込む方法及びそれを実行するデータ記憶装置に関し、特に、記録ディスクへのパターン書き込みにおける、サーボ補正処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
データ記憶装置として、光ディスクや磁気テープなどの様々な態様のメディアを使用する装置が知られている。その中で、ハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）は、コンピュータの記憶装置として広く普及し、現在のコンピュータ・システムにおいて欠かすことができない記憶装置の一つとなっている。さらに、コンピュータ・システムにとどまらず、動画像記録再生装置、カーナビゲーション・システム、携帯電話、あるいはデジタル・カメラなどで使用されるリムーバブルメモリなど、ＨＤＤの用途は、その優れた特性により益々拡大している。
【０００３】
ＨＤＤで使用される磁気ディスクは、同心円状に形成された複数のトラックを有しており、各トラックにはサーボ・データと、ユーザ・データが記憶される。薄膜素子で形成されたヘッド素子部がサーボ・データに従って所望の領域（アドレス）にアクセスすることによって、データ書き込みあるいはデータ読み出しを行うことができる。データ読み出し処理において、ヘッド素子部が磁気ディスクから読み出した信号は、信号処理回路によって波形整形や復号処理などの所定の信号処理が施され、ホストに送信される。ホストからの転送データは、信号処理回路によって同様に所定処理された後に、磁気ディスクに書き込まれる。
【０００４】
上述のように、各トラックはユーザ・データが記憶されるユーザ・データ領域とサーボ・データが記憶されるサーボ・パターン領域とを備えている。サーボ・パターンは、シリンダＩＤ、セクタ番号、バースト・パターンなどから構成されている。シリンダＩＤはトラックのアドレス、セクタ番号はトラック内のセクタ・アドレスを示す。バースト・パターンはトラックに対する磁気ヘッドの相対位置情報を有している。
【０００５】
サーボ・パターンは各トラックにおいて円周方向に離間して複数セクタ形成されており、全トラックに渡る各セクタのサーボ・パターンは、円周方向において位置（位相）が揃っている。磁気ディスクに対するデータの読み出しまたは書き込みは、磁気ディスクが回転している状態において、サーボ・データによって磁気ヘッドの位置を確認しながら実行される。
【０００６】
サーボ・パターンは、製品としてのＨＤＤが出荷される前に工場内において磁気ディスクに書き込まれる。従来の典型的なサーボ・パターンの書き込みは、外部装置としてのサーボ・ライタを使用して行われている。トップ・カバーを外した状態のＨＤＤがサーボ・ライタにセットされ、サーボ・ライタはＨＤＤ内のヘッドをポジショナ（外部位置決め機構）によって位置決めし、サーボ・パターン生成回路が生成したサーボ・パターンを磁気ディスクに書き込む。
【０００７】
現在、サーボ・データの書き込み工程（Servo Track Write：ＳＴＷ）は、ＨＤＤの製造コストの中で主要な位置を占めている。特に近年、ＨＤＤは高容量化の競争が激化し、これに伴いＴＰＩ（Track Per Inch）の増加が進んでいる。ＴＰＩが増加する事により、Track数は増え、Track幅が小さくなる、これらはＳＴＷ時間の増加及びサーボ・ライタの高精密化を進め、ＳＴＷのコスト増加の要因となっている。このコストを削減する為にサーボ・ライタのコスト削減、ＳＴＷ時間の短縮等が進められている。
【０００８】
例えば、ＳＳＷ（Self Servo Write）は、ＨＤＤ本体のメカ部分のみを使い、外部回路からＨＤＤ内のスピンドル・モータとボイス・コイル・モータをコントロールし、外部回路を用いてサーボ・パターンを書き込む。これによって、サーボ・ライタのコスト削減を図っている。
【０００９】
ＳＳＷの手法として、ヘッド素子部のリード素子とライト素子の半径方向位置が異なる（これをリード・ライト・オフセットと呼ぶ）ことを利用して、内周側もしくは外周側にすでに書き込まれたサーボ・パターンをリード素子が読み出しながら位置決めを行い、ライト素子が、リード・ライト・オフセット離れた所望のトラックに新たなサーボ・パターンを書きこむものが知られている。
【００１０】
このように、新たなトラックを書き込むサーボ・パターンの自己伝播において、基本的には読み出すサーボ・パターンの半径方向の精度が、そのまま新たな書き込むサーボ・パターンに受け継がれることが期待される。しかしながら、種々の誤差を引き起こす要因のため、この精度は伝播によって劣化していく。位置決め精度低下は、バースト・パターンの本来あるべき位置からのずれを引き起こし、これが次の伝播のときに引き継がれていく。また、このプロセスは、ヘッド素子部をトラック・フォロさせるためのサーボ・ループの係数にも依存する。このように、精度の劣化は、種々の要因が絡んだ複雑なメカニズムである。
【００１１】
この伝播によるトラック・フォロの精度の劣化を防ぐためにＳＳＷでは次のような方法が、特許文献１において提唱されている。例えば、現在トラックＴＯをトラック・フォロし、新たなトラックＴＮを書こうとしている場合を考える。トラックＴＯを書き込んだ時のトラック・フォロの位置誤差信号（Position Error Signal：ＰＥＳ）を記憶しておく。このＰＥＳのフーリエ変換を行い、これに基準修正係数をかける。この修正係数はヘッド素子部の位置決めサーボの閉ループ応答の周波数成分のうち、ゲインの大きい成分に対して（これは通常小さい周波数のいくつかの成分のみに限定されるが）準備されるものである。次にこれを逆フーリエ変換して、トラックＴＮにトラック・フォロするときの各セクタでのターゲット値の補正をする。これによって半径方向の伝播誤差を抑えている。
【特許文献１】特開平８−２１２７３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記特許文献１に開示された補正方法は、各セクタのターゲット値への補正において、（１）ＰＥＳに対する離散的フーリエ変換、（２）係数をかけることによるフーリエ変換のゲインの大きい成分の抑制、（３）離散的逆フーリエ変換による補正値の算出、（４）ターゲット基準位置に補正値を加えて新しいターゲット位置を取得、となる。この補正処理は、各トラックの書き込みの際に、セクタ毎に実行することが必要である。しかし、フーリエ変換及び逆フーリエ変換をセクタ毎に繰り返すことは非常に大きな演算パワーを必要とする。このような処理は、専用のサーボ・ライタに実装されたＤＳＰであれば可能であるが、ＨＤＤ内に実装されている内部回路を使用してこの作業を短時間に行うことは困難を伴う。
【００１３】
本発明は上述のような事情を背景としてなされたものであって、記録ディスクへのパターン自己書き込みにおいて、誤差累積を抑制するサーボ補正を効率的に行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１の態様は、回転する記録ディスク上において、サーボ制御によってリード素子で第１トラックをフォロしながら、半径位置の異なるライト素子で、前記第１トラックの各セクタのパターンを基準としてその第１トラックと異なる第２トラックの各セクタのパターンを書き込む方法であって、前記第１トラックの複数セクタのサーボ・パターンを書き込み、前記第１トラックの書き込み時における各セクタに対応する前記リード素子のターゲット位置からの位置誤差量と、サーボ・ループの選択された周波数におけるサーボ書き込みによるトラック位置誤差の伝播増幅度を抑える予め登録された係数群との積和演算により補正値を算出し、前記補正値によってサーボ制御の補正を行って、前記リード素子を前記第１トラックの各セクタについて位置決めし、位置決めした状態で前記ライト素子によって前記第１トラックの各セクタを基準として前記第２トラックに各セクタのパターンを書き込むものである。
【００１５】
前記第１トラックの書き込み時における各セクタに対応する前記リード素子のターゲット位置からの位置誤差量と、サーボ・ループの選択された周波数におけるサーボ書き込みによるトラック位置誤差の伝播増幅度を抑える予め登録された係数群との積和演算により補正値を算出することによって、位置誤差の伝播累積を抑制するサーボ制御補正のための補正値を効率的に算出することができ、演算パワーの小さいプロセッサであっても容易にサーボ制御補正を行うことができる。ここで、前記サーボ制御補正は、前記補正値によって前記第１トラックの各セクタに対するターゲット位置を補正するものとすることが好ましい。
【００１６】
前記係数群は、前記記録ディスクの回転周波数の整数倍の全ての周波数において前記サーボ書き込みによるトラック位置誤差の伝播増幅度が１未満となるように設定されていることが好ましい。これによって、位置誤差の伝播累積をより効果的に抑制することができる。
【００１７】
さらに、前記第１トラックの各セクタに対する補正値の算出は、そのセクタを含む連続する複数セクタであって、前記第１トラックの全セクタ数よりも少ない複数セクタの書き込み時の各位置誤差量と、前記係数群との積和演算によって行うことが好ましい。これによって、誤差累積を抑制しつつ、補正値算出の演算処理を減らすことができる。さらに、前記第１トラックの各セクタに対する補正値の算出は、そのセクタの前及び後のセクタを含む連続する複数セクタの書き込み時の各位置誤差量と前記係数群との積和演算によって行うことが好ましい。あるいは、前記第１トラックの各セクタに対する補正値の算出は、そのセクタの前及び後のそれぞれ一定数のセクタを含む連続する複数セクタと前記係数群との積和演算によって行うことが好ましい。これによって、位置誤差の伝播累積をより効果的に抑制することができる。
【００１８】
前記係数群は、前記記録ディスクの回転周波数の整数倍の複数周波数において前記サーボ書き込みによるトラック位置誤差の伝播増幅度を小さくするように設定されていることが好ましい。これによって、位置誤差の伝播累積を効率的に抑制することができる。
【００１９】
前記係数群を、予め決められたトラック数ごとに再演算により算出し、算出された係数群を使用してその後のパターン書き込みにおけるサーボ制御補正を実行することが好ましい。これによって、ことなるトラック位置に対する適切な補正を行うことができる。
【００２０】
本発明の他の態様は、記録ディスク上に、各トラックのパターンを書きこむデータ記憶装置であって、回転する記録ディスクと、前記記録ディスクに書き込まれており、複数セクタのパターンを含む第１トラックを、サーボ制御によってフォロするリード素子と、前記リード素子と半径位置が異なり、前記第１トラックの各セクタを基準として、前記第１のトラックと異なる第２トラックに、各セクタのパターンを書き込むライト素子と、前記第１トラックの書き込み時における各セクタに対応する前記リード素子のターゲット位置からの位置誤差量と、サーボ・ループの選択された周波数におけるサーボ書き込みによるトラック位置誤差の伝播増幅度を抑える予め登録された係数群との積和演算により補正値を算出し、その補正値によって補正したサーボ制御によって、前記第１トラックの各セクタにおいて前記リード素子を位置決めするコントローラとを備える。
【００２１】
前記第１トラックの書き込み時における各セクタに対応する前記リード素子のターゲット位置からの位置誤差量と、サーボ・ループの選択された周波数におけるサーボ書き込みによるトラック位置誤差の伝播増幅度を抑える予め登録された係数群との積和演算により補正値を算出することによって、位置誤差の伝播累積を抑制するサーボ制御補正のための補正値を効率的に算出することができ、演算パターの小さいプロセッサであっても容易にサーボ制御補正を行うことができる。ここで、前記コントローラは、算出された補正値を使用して前記第１トラックの各セクタに対応するターゲット位置を補正することによってサーボ制御補正を行うことができる。
【００２２】
前記係数群は、前記記録ディスクの回転周波数の整数倍の全ての周波数においてサーボ書き込みによるトラック位置誤差の伝播増幅度が１未満となるように設定されていることが好ましい。これによって、効果的に伝播誤差累積を抑制することができる。
【００２３】
前記コントローラは、前記第１トラックの各セクタについて、そのセクタを含む連続する複数セクタであって、前記第１トラックの全セクタ数よりも少ない複数セクタの各位置誤差量と、前記係数群との積和演算によって前記補正値を算出することが好ましい。これによって、より効率的な演算処理によって位置誤差の伝播累積を抑制することができる。さらに、前記コントローラは、前記第１トラックの各セクタについて、当該セクタの前及び後のセクタを含む連続複数セクタの各位置誤差量と、前記係数群との積和演算によって前記補正値を算出することが好ましい。これによって、より効果的に位置誤差の伝播累積を抑制することができる。
【００２４】
前記係数群は、前記記録ディスクの回転周波数の整数倍の複数周波数において前記サーボ書き込みによるトラック位置誤差の伝播増幅度が１未満となるように設定されていることが好ましい。
【００２５】
前記コントローラは、前記第１トラックのフォロ前に、フーリエ逆変換、補正ゲイン・マトリックス及びフーリエ変換のマトリックス積に相当する演算によって前記係数群を予め算出して登録することができる。
【００２６】
前記コントローラはＦＩＲフィルタを備え、前記係数群をそのＦＩＲフィルタの重み係数とし、前記第１トラックの位置誤差量を順次入力して、各セクタに対する前記補正値を生成することができる。これによって、効率的な演算によって補正値を算出することができる。さらに、効率的な演算の点から、前記重み係数は前記第１のトラックの全てのセクタに対して同一であることが好ましい。あるいは、前記ＦＩＲフィルタのタップ数は、前記第１トラックのセクタ数よりも小さく、各セクタの補正値の算出において、そのセクタを含む連続する複数セクタの位置誤差量が各タップからの値となっていることが好ましい。これによって、より効率的な演算処理によって位置誤差の伝播累積を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、記録ディスクへのパターン自己書き込みにおいて、誤差累積を抑制するサーボ補正を効率的に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。また、各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略されている。
【００２９】
本実施形態は、データ記憶装置におけるメディアへの自己パターン書き込み、つまり、自らメディアに書き込んだパターンを基準として新たなパターンを書き進む処理に関する。特に、自己パターン書き込みにおけるヘッド位置制御に関する。本形態においては、データ記憶装置の一例であるハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）における、サーボ・パターンの自己書き込み処理を例として、本発明を説明する。
【００３０】
ＨＤＤにおいて、その内部機構を使用してサーボ・パターンを書き込む自己サーボ書き込み（Self Servo Write（ＳＳＷ））が知られている。好ましい実施形態のＨＤＤにおいて、従来のＳＳＷにおいて外部回路が行っていた機能が、製品カード（完成品としてのＨＤＤの各ＩＣが実装されている基板）上の内部回路自体に組み込まれている。これによって、ＨＤＤは、外部装置としてのサーボ・ライタ装置に直接的に依存することなく、実質的に内部構成のみによって磁気ディスクへのサーボ・パターン書き込み処理を実行することができる。ＨＤＤは、外部の制御装置からのスタート信号に応答して内部回路に実装された機能によってサーボ・パターンを磁気ディスクに書き込む。
【００３１】
そこで、本形態におけるＳＳＷの処理について説明する前に、本形態のＳＳＷを実行するＨＤＤの全体構成について、その概略を説明する。図１は、ＨＤＤ１の概略構成を示すブロック図である。ＨＤＤ１は、密閉されたエンクロージャ１０内に、メディア（記録媒体）の一例である磁気ディスク１１、ヘッド素子部１２、アーム電子回路（アームエレクトロニクス：ＡＥ）１３、スピンドル・モータ（ＳＰＭ）１４、ボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）１５、そしてアクチュエータ１６を備えている。
【００３２】
ＨＤＤ１は、エンクロージャ１０の外側に固定された回路基板２０を備えている。回路基板２０上には、リード・ライト・チャネル（Ｒ／Ｗチャネル）２１、モータ・ドライバ・ユニット２２、ハードディスク・コントローラ（ＨＤＣ）とＭＰＵの集積回路（以下、ＨＤＣ／ＭＰＵ）２３、及び揮発性メモリの一例であるＲＡＭ２４などの各ＩＣを備えている。尚、各回路構成は一つのＩＣに集積すること、あるいは、複数のＩＣに分けて実装することができる。
【００３３】
外部ホスト５１からのライト・データは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３によって受信され、Ｒ／Ｗチャネル２１、ＡＥ１３を介して、ヘッド素子部１２によって、不揮発性の記録媒体である磁気ディスク１１に書き込まれる。また、磁気ディスク１１に記憶されているリード・データはヘッド素子部１２によって読み出され、そのリード・データは、ＡＥ１３、Ｒ／Ｗチャネル２１を介して、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３から外部ホスト５１に出力される。
【００３４】
次に、ＨＤＤ１の各構成要素について説明する。磁気ディスク１１は、ＳＰＭ１４に固定されている。ＳＰＭ１４は所定の速度で磁気ディスク１１を回転する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３からの制御データに従って、モータ・ドライバ・ユニット２２がＳＰＭ１４を駆動する。本例の磁気ディスク１１は、データを記録する記録面を両面に備え、各記録面に対応するヘッド素子部１２が設けられている。
【００３５】
各ヘッド素子部１２はスライダ（不図示）に固定されている。また、スライダはアクチュエータ１６に固定されている。アクチュエータ１６はＶＣＭ１５に連結され、回動軸を中心に揺動することによって、ヘッド素子部１２（及びスライダ）を磁気ディスク１１上において半径方向に移動する。モータ・ドライバ・ユニット２２は、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３からの制御データ（ＤＡＣＯＵＴ）に従ってＶＣＭ１５を駆動する。
【００３６】
ヘッド素子部１２には、磁気ディスク１１への記録データに応じて電気信号を磁界に変換するライト素子、及び磁気ディスク１１からの磁界を電気信号に変換するリード素子を備えている。この点については後述する。なお、磁気ディスク１１は、１枚以上あればよく、記録面は磁気ディスク１１の片面あるいは両面に形成することができる。
【００３７】
続いて各回路部の説明を行う。ＡＥ１３は、複数のヘッド素子部１２の中からデータ・アクセスが行われる１つのヘッド素子部１２を選択し、選択されたヘッド素子部１２により再生される再生信号を一定のゲインで増幅（プリアンプ）し、Ｒ／Ｗチャネル２１に送る。また、Ｒ／Ｗチャネル２１からの記録信号を選択されたヘッド素子部１２に送る。ＳＳＷにおいては、ＡＥ１３は選択したヘッド素子部１２が読み出したサーボ信号をＲ／Ｗチャネル２１に転送し、全てのヘッド素子部１２に対してＲ／Ｗチャネル２１からのライト・データ（サーボ・データ）を転送する。
【００３８】
Ｒ／Ｗチャネル２１は、ホスト５１から転送されたデータについて、ライト処理を実行する。ライト処理において、Ｒ／Ｗチャネル２１はＨＤＣ／ＭＰＵ２３から供給されたライト・データをコード変調し、更にコード変調されたライト・データをライト信号に変換してＡＥ１３に供給する。また、ホスト５１にデータを供給する際にはリード処理を行う。リード処理において、Ｒ／Ｗチャネル２１はＡＥ１３から供給されたリード信号を一定の振幅となるように増幅し、取得したリード信号からデータを抽出し、デコード処理を行う。読み出されるデータは、ユーザ・データとサーボ・データを含む。デコード処理されたリード・データは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３に供給される。Ｒ／Ｗチャネル２１はクロック回路を備え、ＳＳＷのタイミング制御は、Ｒ／Ｗチャネル２１が生成するクロック信号に従って実行される。
【００３９】
ＨＤＣ／ＭＰＵ２３において、ＭＰＵはＲＡＭ２４にロードされたマイクロコードに従って動作する。ＨＤＤ１の起動に伴い、ＲＡＭ２４には、ＭＰＵ上で動作するマイクロコードの他、制御及びデータ処理に必要とされるデータが磁気ディスク１１あるいはＲＯＭ（不図示）からロードされる。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、コマンド実行順序の管理、サーボ・データを使用したヘッド素子部１２のポジショニング制御、インターフェース制御、ディフェクト管理などのデータ処理に関する必要な処理の他、ＨＤＤ１の全体制御を実行する。ＳＳＷは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３の制御の下において実行される。
【００４０】
図２は、ＳＳＷの手法を概略的に示している。ＳＳＷは、内周（ＩＤ）側もしくは外周（ＯＤ）側サーボ・トラック（ＴＯ）に書き込まれているパターン（ＰＯ）をヘッド素子部１２内のリード素子１２１で読み出しながら、外周側もしくは内周側サーボ・トラック（ＴＮ）に配置されたヘッド素子部１２内のライト素子１２２で新たなパターン（ＰＮ）を書き込む。つまり、リード素子１２１が基準トラックＴＯの各セクタのサーボ・パターンをフォロしながら、各セクタの検出から所定タイミング後にライト素子１２２がトラックＴＮに新たなサーボ・パターンＰＮを書きこむ。ヘッド素子部１２を外周側もしくは内周側に順次移動させながらパターンを書き進めることによって、磁気ディスク１１全面にサーボ・パターンを書き込むことができる。
【００４１】
ＳＳＷは、いくつかのシーケンスから構成されている。磁気ディスク１１上には、最終的にユーザ・データのリード／ライトのための最終的なサーボ・パターン（Product Servo Pattern）が全面に書きこまれる。その書き込みのために、磁気ディスク１１上のProduct Servo Patternを使用してProduct Servo Patternを書き進めるシーケンス（Product Servo Patternの自己伝播）の他に、初期シーケンスにおいて、他のタイプのパターンを使用してProduct Servo Patternを書き込む。本発明のパターン自己書き込みは、サーボ制御が可能であれば、いずれのパターンの自己書き込みにも利用することができるが、以下においてはProduct Servo Patternの自己伝播処理の例について詳細に説明する。以下、Product Servo Patternをサーボ・パターンと呼ぶ。
【００４２】
図３は、本形態のヘッド素子部１２におけるリード素子１２１とライト素子１２２の位置関係を示している。本例において、リード素子１２１がライト素子１２２よりも磁気ディスク１１の内周（ＩＤ）側に配置されている。内周側からパターンを書き込むことによって、ライト素子１２２により先に書き込まれたパターンをリード素子１２１が読み取ることができる。これによって、リード素子１２１が読み取ったパターンによってヘッド素子部１２の位置合わせを行いながら、ライト素子１２２が新たなパターンの書き込みを行うことができる。以下では、磁気ディスク１１の内周側からサーボ・パターンを書き進めていく例を説明する。尚、リード／ライト素子１２２、１２２の位置を変更することによって、磁気ディスク１１の外側からＳＳＷを開始することも可能である。尚、本形態のＳＳＷにおいては、円周方向における各素子の位置は特に限定されない。
【００４３】
さらに、図３はリード素子１２１とライト素子１２２の位置の相違が規定するいくつかの値を示している。一つはRead/Write Separationである。Read/Write Separationはリード素子１２１とライト素子１２２の磁気ディスク１１の円周方向の時間的な差である。例えば、リード素子１２１が特定トラック（半径位置）の特定円周方向位置に達してから、磁気ディスク１１が回転し、同一の円周方向位置（トラックは異なる）にライト素子１２２が到達するまでの時間をRead/Write Separation Timeと呼ぶ。
【００４４】
もう一つは、Read/Write offsetである。Read/Write offsetは、リード素子１２１とライト素子１２２との間の半径方向における距離である。具体的には、リード素子１２１とライト素子１２２の各センター（Read Element Center/Write Element Center）間の、磁気ディスク１１の半径方向における距離である。Read/Write offsetはスキュー角のためヘッド素子部１２の半径方向の位置によって変化し、一般的にはＯＤ側へ向かうにつれて大きくなる。ヘッド素子部１２において、最もＩＤ側のトラック位置から最もＯＤ側の全てのトラック位置においてもRead/Write offsetが存在する。これによって、内周側に書き込んだサーボ・パターンを読み出してヘッド素子部１２の位置合わせを行い、最もＯＤ側のトラックまでサーボ・パターンを書き込むことができる。
【００４５】
すでに書きこまれたサーボ・パターンを使いさらにＯＤ側にサーボ・パターンを書き伸ばして行く（伝播）方法について具体的に説明する。本シーケンスは、図４に示す工程を備えている。まず、リード素子１２１を、基準とするサーボ・トラックに移動する（S１１）。次に、そのサーボ・トラックにおけるサーボ・パターン間の時間間隔（インターバル）を測定する（S１２）。さらに、測定した時間間隔からサーボ・パターンの書き込みタイミングを計算する（S１３）。
【００４６】
続いて、リード素子１２１が読み出したサーボ・パターンを基準に計算された書き込みタイミングを使用して、ライト素子１２２がサーボ・パターンを書き込む（S１４）。ここで、サーボ・パターンの書き込みは、１サーボ・トラックのサーボ・パターンの半数ずつ行う。つまり、磁気ディスク１１が２周することで、１サーボ・トラックのサーボ・パターンの書き込み処理が完了する。一つのサーボ・トラックにおけるサーボ・パターンの書き込みが終了すると、ＯＤ側の隣接サーボ・トラックへリード素子１２１を移動し（S１５）、上記処理を繰り返す。
【００４７】
リード素子１２１（ヘッド素子部１２）の位置決め、サーボ・パターン間のインターバル測定及びサーボ・パターン書き込みのタイミング制御は、サーボ・パターン内の所定のパターン要素を使用して行う。そこで、サーボ・パターンのパターン・フォーマットについて、図５を参照して説明する。図５（ａ）は、一つのサーボ・パターンのフォーマットを示している。サーボ・パターンは、プリアンブル（Preamble）、サーボ・アドレス・マーク（Servo Address Mark：ＳＡＭ）、グレイ・コードからなるトラックＩＤ（Gray）、サーボ・セクタ・ナンバ（ＰＨＳＮ）及びバースト・パターン（Burst）から構成されている。
【００４８】
プリアンブルは、読み出し信号の位相の検出や信号アンプの増幅率調整のためのパターンを含んでいる。サーボ・アドレス・マークはサーボ・データの始まりを示す。トラックＩＤは、最終的にユーザ・データが記録されるトラックのトラック番号を示す。サーボ・セクタ・ナンバは、一つのトラック内におけるサーボ・セクタの番号を示す。最後に、バースト・パターンは４種類のパターンＡ、Ｂ、Ｃ及びＤを備えており、トラックに対するリード素子１２１（ヘッド素子部１２）の相対位置を示す。
【００４９】
図５（ｂ）は、複数連続サーボ・トラック、具体的には１０サーボ・トラックにわたって書き込まれたサーボ・パターンを示している。ここで、サーボ・トラック・ピッチは、ユーザ・データが記憶されるデータ・トラック・ピッチの半分であり、図５（ｂ）は５データ・トラックに相当する。ＳＳＷは、内周側に書き込まれたパターンの半分に外周側のパターンの半分を重ねるようにして、内周側から外周側にサーボ・パターンを書き進めていく。
【００５０】
図４のフロー・チャートに示すように、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、トラックＩＤ（Gray）及びバースト・パターンを使用して、リード素子１２１(ヘッド素子部１２)を所望の位置に位置決めする（Ｓ１１）。また、サーボ・アドレス・マークの読み出しタイミングを使用してサーボ・パターン間の時間間隔を測定し（Ｓ１２）、さらに、その読み出しタイミングを、サーボ・パターン書き込みにおける基準タイミングとして使用する（Ｓ１４）。なお、ＳＳＷ専用の付加的機能を少なくするため、ＨＤＤ１は、最終的なProduct Servo Patternのみを使用してProduct Servo Patternを伝播することが好ましいが、この他に付加的なタイミング・パターンやバースト・パターンなどを備えることは、本発明と抵触するものではない。
【００５１】
図４及び図６を参照して、サーボ・パターンの書き込み処理を説明する。図４のＳ１１において、リード素子１２１は基準とするサーボ・トラックＴＯ（図６）に移動し、そのサーボ・トラックをフォローイングする。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、リード素子１２１が読み出したトラックＩＤとバースト・パターンとから、サーボ・トラック番号と、バースト位置信号を生成する。ここで、バースト位置信号は、サーボ・トラック中心からのずれ量を示し、その距離に比例する。バースト位置信号は、バースト・パターンの振幅を測定してその振幅の比率から生成する。
【００５２】
なお、バースト位置信号の算出はサーボ・トラックに応じて、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを選択的に使用する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、これらの値が所定値になるように、リード素子１２１を位置決めする。本実施形態に係るＳＳＷは、ヘッド素子部１２の位置決め、特にそのトラック・フォローイング制御に特徴的な点を有するが、この点については後述する。
【００５３】
続いて、Ｓ１２において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ＳＡＭの検出タイミング間の時間間隔を測定することによって、サーボ・パターン間の時間間隔を測定する。測定は、Indexを基準にして、Ｒ／Ｗチャネル２１が生成するクロック信号を使用して実行する。ここでIndexは、スピンドル・モータ１４を駆動するモータ・ドライバ・ユニット２２がスピンドル・モータの逆起電力に応じて生成する信号であって、スピンドル・モータ１４の回転周期によって規定される。
【００５４】
図６の例において、Index直後のサーボ・パターンから測定結果をTP_00、TP_01、TP_02、・・・TP_2*Ns-1と定義している。ここで、サフィックス00、01、02、・・・2*Ns-1 はセクタ番号で、この場合のサーボ・セクタ数は最終的な製品のサーボ・セクタ数Nsの２倍の数だけある。この理由は後述する。最終的なサーボ・セクタ間（サーボ・パターン間）の時間間隔をTsとすると、伝播における各サーボ・パターンの時間間隔はTs/2となる。
【００５５】
次に、Ｓ１３において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、測定した時間間隔から、ヘッド素子部１２のRead/Write Separation Time及びプリアンブルからＳＡＭまでの理論的時間について補正を行い、書き込みタイミングを計算する。ここで、書き込みタイミングは、内周側基準トラック（ＴＯ）のＳＡＭの検出タイミングを基準として、外周側トラック（ＴＮ）におけるサーボ・パターンの書き込み開始を示すタイミングである。
【００５６】
Ｓ１４において、以上の計算結果と時間的に1つ前のセクタのサーボ・パターンを使用して、ＯＤ側トラックＴＮにサーボ・パターンを書く。サーボ・パターンの書き込みは、磁気ディスク１１の２回転を使用して行う。最初の回転で[0]、[2]、[4]、[6]・・・と偶数セクタのサーボ・パターンを基準にして奇数セクタのサーボ・パターンを書く。次の回転で[1]、[3]、[5]、[7]・・・と奇数セクタのサーボ・パターンを基準にして偶数セクタのサーボ・パターンを書く(この順番は逆でもかまわない。)。通常、ヘッド素子部は書き込みと読み出しを同時に行うことは出来ない。その為、例えば、内周側基準トラックのサーボ・パターン[0]を基準に最初の外周側トラックにおけるサーボ・パターン[1]を書いている時、リード素子１２１は内周側基準トラックのサーボ・パターン[1]を読むことはできない。
【００５７】
上述のように、書かれたサーボ・パターンは実際に必要なサーボ・パターンの２倍の数が書かれている。製品としてサーボ・パターンを使う場合、このうちの半分(奇数のみあるいは偶数のみ)を使用する。この場合奇数と偶数セクタをそれぞれ別々の回転で書く必要がある。サーボ・パターンの書き込みを磁気ディスク１１の２回転で行った場合、１回転目と２回転目に書かれたサーボ・パターンの間に半径方向のずれが生じ、あるいは、集配方向における時間のずれが問題となることがある。しかし、２倍の方法で書き込むことによって磁気ディスク１１の１回転で、最終製品で必要なセクタ数のサーボ・パターンを全て書き込むことができるので、これらを防止することができる。なお、奇数セクタと偶数セクタに異なるタイプＳＡＭを使用することによって区別することが好ましい。
【００５８】
上述のシーケンスによって内周側の基準となるトラック（ＴＯ）にすでに書きこまれているサーボ・パターン（ＰＯ）をフォロして、外周側に新たなサーボ・パターン（ＰＮ）からなるトラック（ＴＮ）を形成することができる。このように、外周側に新たなトラックＴＮを書き込むパターンの伝播において、基本的には内周側の基準となるパターンＰＯの半径方向の精度（ヘッド素子部１２の位置決め精度）が、そのまま新たな書き込むパターンＰＮに受け継がれることが期待される。しかしながら、種々の誤差を引き起こす要因のため、この精度は伝播によって劣化していく。位置決め精度低下は、サーボ・パターンのうちのバースト・パターンＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの本来あるべき位置からのずれを引き起こし、これが次の伝播のときに引き継がれていく。また、このプロセスは、ヘッド素子部１２をトラック・フォロさせるためのサーボ・ループの係数にも依存する。このように、精度の劣化は、種々の要因が絡んだ複雑なメカニズムである。
【００５９】
この伝播によるトラック・フォロ精度の劣化を防ぐために、本形態のＳＳＷではサーボ・トラックＴＮを書き込む際における、基準トラックＴＯの目標位置からのずれ（位置誤差）を記憶する。ここで、ターゲット位置からのずれを示す信号を位置誤差信号（Position Error Signal：ＰＥＳ）と呼ぶ。位置誤差信号（ＰＥＳ）は、リード素子部１２１が読み出したサーボ信号から、（ターゲット位置−現在位置）で表すことができる。
【００６０】
その後、そのトラックＴＮをフォロするとき、トラックＴＮ書き込みにおいて記憶しておいたＰＥＳを使用して位置決めターゲット値を補正することによって、半径方向の伝播誤差を抑制する。つまり、ＴＯのトラックをフォロして新たにトラックＴＮを書こうとしている場合、かつてそのトラックＴＯを書き込んだ時のトラック・フォロのＰＥＳを記憶しておき、このＰＥＳを使用して、トラックＴＯのフォロのためのターゲット値を補正する。ターゲット値の補正はセクタ毎に行われる。
【００６１】
補正値の具体的な算出方法について説明する前に、ＨＤＤ１のサーボ・システムについて説明を行う。図７は、本形態のサーボ・システムの構成を示すブロック図である。Ｒ／Ｗチャネル２１は、ＡＥ１３からの出力信号からサーボ信号を抽出するサーボ・チャネル２１１を備えている。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、サーボ位置信号を生成するサーボ位置信号生成部２３１、ヘッド素子部１２のターゲット位置を設定するターゲット位置設定部２３２、サーボ位置信号及び基準信号であるターゲット位置設定部２３２からのターゲット位置信号との差分を算出する位置誤差量算出部２３３、モータ・ドライバ・ユニット２２にＶＣＭ１５を制御する（ＶＣＭ１５の電流量を制御する）ためのデジタル制御信号（ＤＡＣＯＵＴ）を出力するサーボ・コントローラ２３４を備えている。
【００６２】
尚、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３内の各構成要素は、ハードウェア構成によって、あるいは、ＭＰＵ上でマイクロコードが動作することによって実現することができる。ハードウェア／ソフトウェアの構成は、設計に従って適切な構成が選択される。また、必要な処理を実行する各論理ブロックは、設計によって、いずれのハードウェア構成に実装することも可能である。
【００６３】
サーボ・チャネル２１１は、ＡＥ１３からのアナログ・サーボ信号を、所定のサンプリング周波数においてＡＤ変換する。サーボ・チャネル２１１は、さらに、ＡＤ変換された信号からサーボ・アドレスをデコードする。デコードされたアドレスと、ＡＤ変換されたバースト信号は、サーボ位置信号生成部２３１に転送される。
【００６４】
サーボ位置信号生成部２３１は、サーボ・チャネル２１１からのサーボ信号に基づいて、ヘッド素子部１２の現在位置を示すサーボ位置信号を生成する。具体的には、トラック番号及びバースト位置信号から構成される。さらに、サーボ位置信号生成部２３１は、セクタ番号を生成する。トラック番号及びバースト位置信号は位置誤差量算出部２３３に入力され、セクタ番号はターゲット位置設定部２３２に入力される。例えば、トラック番号を上位ビットとし、バースト位置信号を下位ビットとするデータが、位置誤差量算出部２３３に入力される。
【００６５】
ターゲット位置設定部２３２は、ヘッド素子部１２（リード素子１２１）が移動すべきターゲット位置を示すターゲット位置信号を出力する。ターゲット位置信号は位置誤差量算出部２３３に入力され、それはターゲットとなるトラック番号及びバースト位置信号を含む。本形態のＨＤＤ１はターゲット位置設定部２３２の処理に特徴を有するが、具体的な説明は後述する。
【００６６】
位置誤差量算出部２３３は、サーボ位置信号とターゲット位置信号を比較し、ターゲット位置に対する現在位置の偏差の大きさ及び方向を示す位置誤差信号（ＰＥＳ）を生成する。ＰＥＳは、ヘッド素子部１２がターゲット位置に対して磁気ディスク１１半径方向の内側もしくは外側に、どの程度ずれているかを示す。
【００６７】
位置誤差量算出部２３３によって生成されたＰＥＳは、サーボ・コントローラ２３４に入力される。サーボ・コントローラ２３４は、ＰＥＳに従ってＶＣＭ１５のデジタル制御信号ＤＡＣＯＵＴを生成する。ＤＡＣＯＵＴは、モータ・ドライバ・ユニット２２に入力され、モータ・ドライバ・ユニット２２はＤＡＣＯＵＴをＤＡ変換して、所定値の電流をＶＣＭ１５に供給する。
【００６８】
上述のように、本形態のＨＤＤ１は、ターゲット位置設定部２３２におけるターゲット位置信号の生成に特徴的な点を備えている。ターゲット位置設定部２３２は、トラックを書き込む際のＰＥＳを記憶しておき、そのトラックをフォロするために記憶しているＰＥＳを使用してターゲット位置を補正する。ターゲット位置の補正はセクタ毎に行われ、各セクタ[m]（indexを基準とする）におけるターゲット値の補正値Corr[m]は、全セクタ数をＮ（図６における２Ｎｓ−１に相当する）とすると以下の数式（１）での積和演算（マトリックス演算）で与えられる。
【数１】
2006323966.tif 000003
【００６９】
図８のフロー・チャートに示すように、ターゲット位置設定部２３２は予め積和演算の各係数Ｔm,tを算出し、それをＲＡＭ２４内のテーブルに登録しておく（Ｓ２１）。位置誤差量算出部２３３は、各トラックを書き込む際に、サーボ・コントローラ２３４にＰＥＳを出力すると共に、各セクタのＰＥＳをＲＡＭ内のテーブルに登録しておく（Ｓ２２）。ターゲット位置設定部２３２は、各トラックのトラック・フォロにおいて、そのトラックを書き込んだときのＰＥＳと係数Ｔm,tを使用してターゲット位置の補正を行い、補正されたターゲット位置信号を位置誤差量算出部２３３に出力する（Ｓ２３）。位置誤差量算出部２３３は、サーボ位置信号と補正されたターゲット位置信号を比較してＰＥＳを生成する（Ｓ２４）。
【００７０】
Ｓ２１に示すようにターゲット位置設定部２３２がトラック・フォロのタイミングまでに係数Ｔm,tを取得しておくことによって、専用サーボ・ライタと異なり演算パワーの小さいＨＤＤ１に実装されるＭＰＵであっても、トラック・フォロ時にターゲット位置の補正を短時間で処理することができる。各係数Ｔm,tは磁気ディスク１１全体において同一のものを使用することも可能であるが、好ましくは、数千トラック程度の間隔でキャリブレーションを実行して各係数Ｔm,tの再演算を実行する。アクチュエータ位置によって風乱などの影響が異なるため、適切なトラック間隔で係数Ｔm,tのキャリブレーションを実行することが好ましい。
【００７１】
ここで、係数Ｔm,tの算出方法について説明する。数式（１）から理解されるように、各セクタの補正値を要素とする補正値ベクトル|Corr＞は、各セクタのＰＥＳを要素とするＰＥＳベクトルと、補正係数を要素とする補正マトリックスの行列式で表すことができる。
【数２】
2006323966.tif 000004
ここで、補正マトリックスＴは
【数３】
2006323966.tif 000005
と表され、さらに、各補正値Corr[m]は、以下のように表すことができる。
【数４】
2006323966.tif 000006
【００７２】
数式（３）、（４）において、ＩＦは逆離散フーリエ変換マトリックス、Ｇは周波数に対応する補正係数を要素とするゲイン・マトリックス、Ｆは離散フーリエ変換マトリックスである。つまり、書き込み時のＰＥＳの周波数特性を修正する。ここでゲイン・マトリックスは、書き込み時におけるサーボ・ループの閉ループ応答の周波数成分のうちゲインの大きい成分に対して補正をして、サーボ書き込みによるトラック位置誤差の伝播増幅度を抑制する。好ましくは、全ての周波数において伝播増幅度が１未満になるように決定される。これによって、誤差の増加を抑えながら偶発機械動作を効果的に減らすことができる。
【００７３】
ＰＥＳの軌道は、基本的には回転周波数を周期とする周期関数である。このようなすべての周期関数波形は、基本周波数の整数倍に対応する周波数からなる離散集合でのみ非ゼロの振幅を含む周波数スペクトルを有する。この場合は磁気ディスク１１の回転周波数が基本周波数に当たる。そのため、サーボ書き込みによるトラック位置誤差の伝播増幅度を１未満に保つべき周波数は、磁気ディスク１１の回転周波数の整数倍のものを考えればよい。
【００７４】
周波数に依存する量としてのサーボ書き込みによるトラック位置誤差の伝播増幅度は、実際には、大きさと位相の両方を有する複素数のベクトルであり、このベクトルの各成分が磁気ディスク１１の回転周波数のある倍数に対応している。１未満でなければならないのは、このベクトルの各成分の大きさである。実際には、磁気ディスク１１の回転周波数の整数倍のうち、限られた倍数までの周波数においてのみサーボ書き込みによるトラック位置誤差の伝播増幅度が１以上となる、これらの限られた周波数においてのみ補正すればよい。
【００７５】
ここで、上記特許文献１に記載されているように、書き込み時のＰＥＳを使用した補正によって、サーボ書き込みによるトラック位置誤差の伝播増幅度Ｓは、Ｓ＝Ｃ＋ｇ（１−Ｃ）と表すことができる。Ｃはサーボ・ループの伝達関数であって、補正前のサーボ・ループの閉ループ応答である。伝達関数Ｃは、図７における位置誤差量算出部２３３の出力から入力までのループに相当する。ｇは修正ゲイン・ファクタであって補正値となるＰＥＳの割合を示す。
【００７６】
上述のように、磁気ディスク１１の回転周波数の整数倍の複数周波数において、サーボ書き込みによるトラック位置誤差の伝播増幅度Ｓ＝Ｃ＋ｇ（１−Ｃ）の調整を行う。好ましくは、回転周波数の全ての整数倍において、Ｓが１未満の大きさになるように調整を行う。つまり、回転周波数の整数倍において、伝達関数Ｃにおいて１以上となる周波数成分についてターゲット位置の修正を行い、補正後のサーボ書き込みによるトラック位置誤差の伝播増幅度を全ての周波数で１未満とする。ここで、Ｓは、典型的には、０．９以下の値に設定する。
【００７７】
また、ターゲット位置設定部２３２が上記ｇ（つまりマトリックスＴ）を算出するためには、伝達関数Ｃを決定しなければならない。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、各キャリブレーション・ステップにおいて、ＶＣＭ１５に磁気ディスク１１の回転周波数の整数倍のサイン波を加えるように制御し、ヘッド素子部１２の位置情報（ＰＥＳ）の周波数成分を測定することによって伝達関数Ｃの周波数応答を求めることができる。上述のように、実際には、サーボのパラメターを調整することにより、回転周波数の特定の整数倍以上は１以下となるようにすることができるため、限られた数の測定でＣの必要な値を得ることができる。ターゲット位置設定部２３２は、求められたＣと設定されているＳとから、ｇ（マトリックスＴ）を決定することができる。なお、一つのマトリックスＴで全サーボ・トラックの補正を行うこと可能である場合、ＨＤＤ１に予めマトリックスＴを規定値として登録しておくことを妨げるものではない。
【００７８】
続いて、マトリックスＴの具体的な詳細について説明する。上述のように、ターゲット位置の修正は、磁気ディスク１１の回転周波数の整数倍においてのみ実行すればよいことから、上述の数式（４）における各マトリックス［ＩＦ］、［Ｇ］、［Ｆ］の要素は、以下のように表すことができる。
【数５】
2006323966.tif 000007
【００７９】
ゲイン・ファクタ（Ｇマトリックスの要素）は１つの周波数成分に対して１つの値であるので、Ｇは対角成分のみが０ではないマトリックスとなる。さらに、マトリックスＴの成分要素は、
【数６】
2006323966.tif 000008
となり、（ｍ−ｔ）の関数である。
【００８０】
この式から、マトリックスＴの要素間で下の数式（７）の関係が満たされていることが導出される。
【数７】
2006323966.tif 000009
【００８１】
ここで、Ｔm,t＝Ｔm-tとしてマトリックスＴを表すと、
【数８】
2006323966.tif 000010
となる。
【００８２】
これは、上記数式（１）のように、書き込み時における各セクタで、ＰＥＳとマトリックスＴとの積和演算を行うことを示している。さらに、各マトリックス要素を見ればわかるように、セクタが１つ変わるごとにサイクリックに積和の項を変えていけばよく、簡略な計算によって補正値を算出することができる。つまり、各セクタ[m]におけるターゲット値の補正値Corr[m]は、以下の式で与えられる。
【数９】
2006323966.tif 000011
【００８３】
この演算は、ＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタとして実装することが可能である。ＦＩＲフィルタはＭＰＵによる効率的な演算が可能であり、演算パワーの小さいＭＰＵであっても高速処理が可能である。図９に示すように、ＦＩＲフィルタ３１０は、１クロック分遅延させる遅延要素３１１、マトリックスＴの要素を係数とする重み関数３１２（積算）及び重み関数３１２により処理された各値を加算する和要素３１３から構成されている。
【００８４】
ＦＩＲフィルタ３１０はＮタップのＦＩＲフィルタであり、各タップにＴ０〜ＴＮ−１の重み関数が結合されている。つまり、各タップからの出力は重み関数によって係数と積算される。ＦＩＲフィルタ３１０には、セクタ[０]からセクタ[Ｎ−１]のＰＥＳが順次入力される。例えば、セクタ[０]の演算において、各タップからは、ＰＥＳ[０]〜ＰＥＳ[Ｎ−１]の各値が出力されている。ここで、ＦＩＲフィルタ３１０はハードウェアで構成することもできるが、設計のフレキシビリティの点からマイクロコードで実装し、ＭＰＵによってＦＩＲ処理を実行することが好ましい。
【００８５】
図１０は、ターゲット位置信号の生成処理に関する機能部のブロック図である。ＲＡＭ２４内において、マトリックスＴ・テーブル２４１はマトリックスＴの各要素を登録し、ＰＥＳテーブル２４２は各サーボ・トラックの書き込み時における各セクタのＰＥＳを登録している。ＰＥＳテーブル２４２には、位置誤差量算出部２３３がリード・トラックの書きこみ時における各セクタに対応するＰＥＳを登録する。また、ターゲット位置基準テーブル２４３は、各サーボ・トラックに対応する、サーボ位置信号のターゲット値の基準値が登録されている。具体的には、ターゲット・トラック番号とターゲットＰＥＳの各基準値から構成されている。
【００８６】
ターゲット位置設定部２３２は、マトリックスＴ・テーブル２４１からマトリックス要素、つまり重み係数を取得し、ＦＩＲフィルタ３１０の重み関数３１２として使用する。リード素子１２１のフォローイング動作に合わせて、ターゲット位置設定部２３２は、ＰＥＳテーブル２４２に登録されている対応サーボ・トラックの各セクタのＰＥＳを取得し、順次ＦＩＲフィルタ３１０に入力することによって、各セクタの補正値を生成する。さらに、ターゲット位置基準テーブル２４３からターゲット基準値を取得し、補正演算部３２０が生成した補正値を使用してそれを補正する。ターゲット位置設定部２３２は、補正されたターゲット値をターゲット位置信号として位置誤差量算出部２３３に出力する。
【００８７】
ここで重要なこととして、ＦＩＲフィルタ３１０のタップ数を減らす、つまり、数式（９）の積和演算を短くし、処理の効率化を図ることが好ましい。タップ数を減らすことによって、補正値の計算時間を短縮することができる。しかし、タップ数を減らすことによって補正値の効果が半減し、伝播誤差の累積による大きな位置誤差が生じることは避けなければならない。発明者らは、マトリックスＴの特定要素を選択することによって、残りの要素を０とする、つまりそれらを使用せずとも伝播誤差の累積を防止することができることを見出した。
【００８８】
具体的には、マトリックスＴにおいて、Ｔ０成分の前後の限られた数の要素のみを考慮し、積和演算を短くすることができる。Ｔ０はリード素子１２１が読み出すセクタとライト素子１２２が書き込むセクタが同一であることを意味している。つまり、セクタ[ｋ]を書き込むときに、そのセクタを含む前後の複数セクタのＰＥＳを使用してターゲット位置を補正する。各セクタの位置ずれは、その前後の近いセクタの位置ずれと強い相関性を示し、セクタが遠くなるほど相関性が小さくなる。つまり、セクタが遠いほどＴの値が小さくなる。そのため、該当セクタ及びその近隣セクタの位置ずれのみを演算において使用することによっても、十分な位置ずれ補正を達成することができる。
【００８９】
例えば、Ｔ０成分の前後２ずつの要素を考慮した、タップ数５のＦＩＲフィルタ４１０を図１１に示す。このＦＩＲフィルタ４１０は、数式（８）のマトリックスにおいて、ＴN-2、ＴN-1、Ｔ0、Ｔ1、Ｔ2、のみを使用することを意味する。各タップからの出力は、それぞれＴN-2、ＴN-1、Ｔ0、Ｔ1及びＴ2の係数を持つ重み関数４１２によって演算処理されて和要素４１３において加算される。図１１は、セクタ[０]の演算時における状態を例示しており、各タップからは、ＰＥＳ[Ｎ−２]、ＰＥＳ[Ｎ−１]、ＰＥＳ[０]、ＰＥＳ[１]及びＰＥＳ[２]が、ＴN-2、ＴN-1、Ｔ0、Ｔ1及びＴ2の重み関数４１２にそれぞれ入力される。
【００９０】
各セクタの補正値計算において、ＦＩＲフィルタ４１０には各セクタのＰＥＳが順次入力される。例えば、セクタ[１]の演算時には、ＦＩＲフィルタ４１０にＰＥＳ[３]が入力され、セクタ[２]の演算時には、ＦＩＲフィルタにＰＥＳ[４]が入力される。以下同様に、順次ＰＥＳがＦＩＲフィルタに入力される。図１１の状態における演算をマトリックス式で表せば以下のようになる。
【数１０】
2006323966.tif 000012
【００９１】
このように、補正値の計算において、書き込みセクタと同一セクタのＰＥＳを含む、連続する複数セクタのＰＥＳを使用する。使用するセクタ数は全セクタ数よりも少なく、設計によって適切な数が選択される。各セクタの位置ずれは、該当セクタの前後のセクタの位置ずれとそれぞれ強い相関性有しているため、補正値の計算は書き込みセクタの前及び後のセクタのＰＥＳを含むことが好ましい。該当セクタの前後同数の連続する数セクタもしくは数十セクタを使用することは、好ましい一例である。
【００９２】
図１２は、セクタ数が１６８におけるマトリックスＴの１行目の要素の分布例を示している。このグラフは、シミュレーションによって得られた。図１２が示すように、マトリックスＴは小さい引数の要素のみが有効であることがわかる。さらに、１６８セクタの例において、Ｔ０の前後１２の要素を使用した場合、つまり、２５タップのＦＩＲフィルタを使用した場合と、１６８セクタの全てについて演算処理した場合の補正量を同じ誤差入力に対して計算した結果を図１３に示す。図１３において、実線が２５タップのＦＩＲフィルタを使用した場合、点線が１６８セクタの全てについて演算処理した場合である。図１３が示すように、２５タップのＦＩＲフィルタを使用して、全セクタ演算処理と同等の結果を得ることができた。
【００９３】
以上、本発明を好ましい実施形態を例として説明したが、本発明が上記の実施形態に限定されるものではない。当業者であれば、上記の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。例えば、本発明は磁気ディスク装置に限らず、他のタイプのメディアを使用するデータ記憶装置に適用することができる。あるいは、本発明はサーボ・パターンの自己書き込みに特に有用であるが、他のパターンの自己書き込みに適用することを妨げるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本実施形態にかかるＨＤＤの構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態にＳＳＷの手法を概略的に示す図である。
【図３】本実施形態のヘッド素子部におけるリード素子とライト素子の位置関係を示す図である。
【図４】すでに書きこまれたＩＤ側サーボ・パターンを使いさらにＯＤ側にサーボ・パターンを書き伸ばして行く（伝播）方法を示す図である。
【図５】サーボ・パターンのフォーマットを示す図である。
【図６】磁気ディスク２回転によって、ＩＤ側サーボ・パターンを使いさらにＯＤ側にサーボ・パターンを書き伸ばして行く方法を示す図である。
【図７】本実施形態のサーボ・システムの構成を示すブロック図である。
【図８】ターゲット位置設定部のターゲット位置信号生成処理を示すフロー・チャートである。
【図９】ターゲット位置設定部における、ＦＩＲフィルタの機能構成を示すブロック図である
【図１０】ターゲット位置信号の生成処理に関する機能部のブロック図である。
【図１１】ターゲット位置設定部における、タップ数５のＦＩＲフィルタの例を示す機能構成図である。
【図１２】セクタ数が１６８におけるマトリックスＴの１行目の要素の分布例を示す図である。
【図１３】２５タップのＦＩＲフィルタを使用した場合と、１６８セクタの全てについて演算処理した場合の補正量を同じ誤差入力に対して計算した結果を示す図である。
【符号の説明】
【００９５】
１  ハードディスク・ドライブ、１０  エンクロージャ、１１  磁気ディスク
１２  ヘッド素子部、１４  スピンドル・モータ、１５  ボイス・コイル・モータ、
１６  アクチュエータ、２０  回路基板、２１  リード・ライト・チャネル、
２２  モータ・ドライバ・ユニット、５１  ホスト、１２１  リード素子、
１２２  ライト素子、２１１  サーボ・チャネル、２３１  サーボ位置信号生成部、
２３２  ターゲット位置設定部、２３３  位置誤差量算出部、
２３４  サーボ・コントローラ、３１０  ＦＩＲフィルタ、３１１  遅延要素、
３１２  重み関数、３１３  和要素、３２０  補正演算部、４１０  ＦＩＲフィルタ、
４１２  重み関数、４１３  和要素
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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