(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気記憶装置であって、
基部と、
前記基部に回転可能に搭載された磁気記憶媒体とを含み、前記磁気記憶媒体は、複数の記録ビットを含む少なくとも１つのデータアレイを含み、前記記録ビットは少なくとも２ビット幅の互い違いに配置されたパターンを形成するように離散的かつ別個であり、前記磁気記憶装置はさらに、
前記少なくとも１つのデータアレイに近接して位置決めされ、前記少なくとも１つのデータアレイの前記複数の記録ビットに応じてリードバック信号を生成するためのトランスデューサと、
前記トランスデューサに連結され、前記少なくとも１つのデータアレイに対して前記トランスデューサを移動させるためのアクチュエータと、
前記トランスデューサと前記アクチュエータとの間に連結されたサーボ制御システムとを含み、前記サーボ制御システムは、前記リードバック信号に従って前記少なくとも２ビット幅の互い違いに配置されたパターンそれぞれから少なくとも第１および第２の位置信号を生成する位置検出器と、前記少なくとも第１および第２の位置信号に従って前記アクチュエータの移動を制御するコントローラを含む、磁気記憶装置。
【請求項２】
前記複数の記録ビットは、前記リードバック信号において応答の第１および第２のグループをそれぞれもたらす記録ビットの第１および第２のグループを含み、前記少なくとも第１および第２の位置信号はそれぞれ前記応答の第１および第２のグループから生成される、請求項１に記載の磁気記憶装置。
【請求項３】
前記複数の記録ビットは、２ビット幅の交互に配置されたビットパターンを含み、前記記録ビットの第１のグループは外径記録ビットを含み、前記記録ビットの第２のグループは内径記録ビットを含む、請求項２に記載の磁気記憶装置。
【請求項４】
前記複数の記録ビットは、２ビット幅よりも大きな交互に配置されたビットパターンを含む、請求項３に記載の磁気記憶装置。
【請求項５】
前記位置検出器は、前記少なくとも第１および第２の位置信号をそれぞれ生成するための第１および第２のサンプル、ホールドおよび蓄積回路を含む、請求項１に記載の磁気記憶装置。
【請求項６】
前記位置検出器はさらに、前記第１および第２のサンプル、ホールドおよび蓄積回路の出力をそれぞれデジタル化するための少なくとも第１および第２のアナログ・デジタルコンバータをさらに含む、請求項５に記載の磁気記憶装置。
【請求項７】
前記コントローラは、前記少なくとも第１および第２の位置信号に基づいて位置誤差信号を生成する、請求項１に記載の磁気記憶装置。
【請求項８】
磁気記憶媒体に対するトランスデューサ位置を決定する方法であって、
複数の記録ビットを含む少なくとも１つのデータアレイを含む磁気記憶媒体を設けるステップを含み、前記記録ビットは少なくとも２ビット幅の互い違いに配置されたビットパターンを形成するように離散的かつ別個であり、前記方法はさらに、
前記少なくとも１つのデータアレイに近接してトランスデューサを設けるステップと、
前記少なくとも１つのデータアレイの前記複数の記録ビットに応じて、前記トランスデューサでリードバック信号を生成するステップと、
前記リードバック信号に従って前記少なくとも２ビット幅の互い違いに配置されたビットパターンからそれぞれ少なくとも第１および第２の位置信号を生成するステップとを含む、方法。
【請求項９】
前記複数の記録ビットは、前記リードバック信号において応答の第１および第２のグループをそれぞれもたらす記録ビットの第１および第２のグループを含み、前記少なくとも第１の位置信号を生成するための前記応答の第１のグループと、前記少なくとも第２の位置信号を生成するための前記応答の第２のグループとを前記リードバック信号から抽出するステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記磁気記憶媒体はディスクを含み、前記記録ビットの第１のグループは外径記録ビットを含み、前記記録ビットの第２のグループは内径記録ビットを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
蓄積ウインドウの間にわたり、結果として第１の蓄積された値をもたらす前記応答の第１のグループと、結果として第２の蓄積された値をもたらす前記応答の第２のグループとを蓄積するステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記蓄積ウインドウは、前記少なくとも１つのデータアレイに沿ったユーザデータセクタの長さを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記磁気記憶媒体がディスクを含み、前記トランスデューサに対して前記ディスクを回転させるステップをさらに含み、前記蓄積ウインドウは前記ディスクの少なくとも１回の回転を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
複数の蓄積ウインドウの間にわたって前記応答の第１および第２のグループを蓄積するステップをさらに含み、前記少なくとも第１および第２の位置信号を生成するステップは、それぞれ、第１および第２のアナログ・デジタルコンバータで前記第１および第２の蓄積された値をデジタル化するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１および第２のアナログ・デジタルコンバータで前記第１および第２の蓄積された値をサブサンプリングするステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記少なくとも第１および第２の位置信号に基づいて位置誤差信号を生成するステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１７】
磁気記憶媒体に対してトランスデューサを移動させる方法であって、
複数のデータアレイを含む磁気記憶媒体を設けるステップを含み、各々は複数の記録ビットを含み、前記記録ビットは少なくとも２ビット幅の互い違いに配置されたパターンを形成するように離散的かつ別個であり、前記方法はさらに、
前記磁気記憶媒体に近接してトランスデューサを設けるステップと、
前記複数のデータアレイにわたって前記トランスデューサを移動させるステップと、
前記トランスデューサを所望のデータアレイの近傍で停止させるステップと、
前記所望のデータアレイの前記複数の記録ビットに応じて、前記トランスデューサでリードバック信号を生成するステップと、
前記所望のデータアレイに対する前記トランスデューサの位置に応じて、前記リードバック信号に従って前記少なくとも２ビット幅の互い違いに配置されたビットパターンからそれぞれ少なくとも第１および第２の位置信号を生成して前記トランスデュー差の位置を調整するステップとを含む、方法。
【請求項１８】
各々のデータアレイはアレイ識別子を含み、前記トランスデューサが前記複数のデータアレイにわたって移動すると前記複数のデータアレイの各々から前記アレイ識別子を読取るステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記トランスデューサが前記複数のデータアレイにわたって移動するとカウンタをトリガするステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
各々のデータアレイにおける前記複数の記録ビットは、前記リードバック信号において応答の第１および第２のグループをそれぞれもたらす内側の記録ビットおよび外側の記録ビットを含み、予め定められたしきい値を満たす前記応答の第１および第２のグループのうちの１つに応答して前記カウンタをトリガするステップをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景
磁気記憶装置は、概して、磁気記憶媒体に対する磁気データの書込および読取を行なうトランスデューサを用いることにより磁気記憶媒体にデータを記憶する。たとえば、ディスク記憶装置は、高速回転用のスピンドルモータ上に同軸に搭載された１つ以上の磁気記録ディスクを含み得る。ディスクが回転すると、１つ以上のトランスデューサ、すなわち読取および／または書込ヘッドが、アクチュエータアセンブリによりディスクの表面を移動して、磁気記録ディスクに対するデジタル情報の書込および読取を行なう。
【０００２】
磁気記憶装置における磁気記憶媒体は、１つ以上のデータアレイに編成することができる。磁気記憶システムにおける磁気記録ディスクの表面は、たとえば、概して当該ディスクの半径に対して垂直である複数の同心円状に間隔をあけて配置されたデータトラックに分割され得る。ディスク上のデータトラックはさらに、複数のデータセクタに編成され得る。データは、大抵の場合、ヘッドによって記録または誘導された一連の磁気転移の形でデータトラックに沿ってセクタ内に記憶される。
【０００３】
磁気記憶装置は、大抵の場合、正確かつ確実にデータを記録しかつ読取るための制御システムを含む。たとえば、ディスク記憶装置は、通常、磁気記録ディスクの表面にわたるヘッドの動きを制御するための閉じループサーボ制御システムを含む。磁気記録ディスクにおける所望のデータトラックに対するデータの書込および読取を確実に行なうために、ヘッドは、トラックが当該ヘッドの下で回転する際にデータトラックの中心上に位置決めされる。１回の動作中にヘッドを位置決めするために、サーボ制御システムは、まず、ヘッドをその現在の位置から特定のデータトラックに移動させるシーク機能を実行する。移動先のデータトラックに到達すると、サーボ制御システムは、ヘッドがデータトラックの中心に確実に追従するように当該ヘッドの位置を監視および調整する追跡機能を実行する。
【０００４】
サーボ制御システムは、概して、ヘッドがディスク上の１つ以上のサーボセクタを通過すると、ヘッドの位置を示すサーボ情報信号を当該ヘッドから受信する。次いで、サーボ制御システムは、必要に応じてヘッドの位置を調整するためにヘッドの現在の位置とその動きとを決定するようサーボ情報信号を処理する。ディスク記憶装置は、概して、別個のディスクがサーボ情報の記憶専用にされている専用のサーボシステム、または、サーボセクタが単一のディスク上のデータセクタ間に位置決めされている埋込み型のサーボシステムを採用している。サーボセクタは、データトラックの中心上のヘッド位置を維持するのに用いられるサーボバーストパターンならびにセクタおよびトラック識別コードを含み得る。
【０００５】
さらに大量のデジタル情報を記憶したいという一般的な要望があるために、磁気記憶装置の設計者および製造業者は、磁気記憶媒体のビット密度を増すよう絶えず試みている。磁気記録ディスクの場合、これは、面積密度の増大、すなわち、ディスク上のトラックの数および所与のトラックに沿ったビットの数の増大を意味する。新しい材料および新しい記録方法により面積密度の増大が容易になった。たとえば、複数の別個のデータビットが磁気記憶媒体においてパターン化されているビットパターン化された媒体は、概して、連続した磁気媒体におけるよりもデータビット同士をより近接して位置決めすることを可能にする。しかしながら、サーボ制御システムに位置決め情報を与えるために、サーボ情報は依然としてディスク上に含まれなければならない。サーボパターン化プロセスの複雑さと、ビットパターン化された媒体の製造に伴う処理コストとに加えて、サーボセクタが存在するために、データを記録するのに利用できる面積がさらに小さくなってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６５２５８９７号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
概要
磁気記憶媒体に対するトランスデューサの位置を決定するステップは、当該トランスデューサによって生成されるリードバック信号から少なくとも第１の位置信号および第２の位置信号を生成するステップを含む。磁気記憶媒体は、複数の離散的かつ別個の記録ビットを備えた少なくとも１つのデータアレイを有する。トランスデューサは、少なくとも１つのデータアレイに近接して設けられており、トランスデューサによって生成されるリードバック信号は、少なくとも１つのデータアレイの複数の記録ビットに依存している。これらおよび他のさまざまな特徴および利点が、以下の詳細な説明を読むことにより明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施例に従った磁気記憶装置を示す上面図である。
【図２】この発明の実施例に従ったデータビットパターンおよびトランスデューサヘッドを示す上面図である。
【図３】この発明の実施例に従ったサーボ制御システムを示すブロック図である。
【図４】この発明の実施例に従ったデータビットパターンを示す磁気記憶媒体を示す上面図である。
【図５】この発明の実施例に従ったサーボ位置検出器を示すブロック図である。
【図６】この発明の実施例に従ったチャージポンプ回路を示すブロック図である。
【図７】この発明の実施例に従った、信号条件付けユニット通過後のシミュレートされたリードバック信号を示す図である。
【図８】この発明の実施例に従ったサンプル、ホールドおよび蓄積回路に渡される図７のリードバック信号をウインドウで示す図である。
【図９】この発明の実施例に従った図８の信号に基づいた位置信号を示す図である。
【図１０】この発明の実施例に従った図９の位置信号に基づいた位置誤差信号を示す図である。
【図１１】この発明の実施例に従ったアレイ計数回路を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
好ましい実施例の詳細な説明
以下の詳細な説明は添付の図面に関連して読まれるべきである。添付の図面においては、別個の図面中の同様の要素には同様の番号が付されている。添付の図面に示される実施例は、特に規定のない限り、必ずしも縮尺どおりではない。図面に示され、この明細書中に記載される実施例は単に例示を目的としたものであり、この発明をいずれかの実施例に限定することを意図したものではないことが理解されるだろう。逆に、添付の特許請求の範囲によって規定されるとおり、この発明の範囲内に含まれ得るよう代替例、変形例および同等例を包含することが意図される。
【００１０】
図１は磁気記憶装置１０の上面図を示しており、当該磁気記憶装置１０は、図示される実施例においては、ユーザデータを磁気的に記憶および検索するためのホストコンピュータとインターフェイスを取るのに用いられるタイプのディスクドライブの形を取る。ディスクドライブは、基部１２に搭載されたさまざまな構成要素を含む。（部分的に切断した状態で示される）上部カバー１４は基部１２と協働して、ディスクドライブのための内部の封止された環境を形成する。
【００１１】
磁気記憶装置１０は、データを記録するための磁気記憶媒体を含む。図１に示される実施例においては、当該媒体は、ある速度で回転方向２２に回転させるための（慨して２０で示される）スピンドルモータに搭載された複数の軸方向に整列した磁気記録ディスク１６の形を取る。ディスク１６の近傍に位置決めされた軸受シャフトアセンブリ２４を中心に回転するアクチュエータ２３は、ディスク１６上のトラック（図示せず）に対するデータの書込および読取を行なうのに用いられる。
【００１２】
アクチュエータ２３は、複数の剛性のアクチュエータアーム２６を含む。可撓性のあるサスペンションアセンブリ２８はアクチュエータアーム２６の遠端に取付けられて、トランスデューサ３０の対応するアレイ（たとえば、読取および／または書込ヘッド）を支持する。各ディスク表面の近傍にはトランスデューサが１つ備えられている。各々のトランスデューサ３０は、関連するディスク１６の対応する表面にごく近接して浮動するよう設計されたスライダアセンブリ（別個には明示せず）を含む。ディスクドライブ１０を停止させると、トランスデューサ３０が外側のストップ３２上で停止し、磁気ラッチ３４がアクチュエータ２３を固定する。
【００１３】
音声コイルモータ（ＶＣＭ）３６は、アクチュエータ２３を動かすのに用いられ、アクチュエータコイル３８および永久磁石４０を含む。コイル３８に電流を印加すると、アクチュエータ２３がピボットアセンブリ２４を中心に回転する。フレックス回路アセンブリ４２は、アクチュエータ２３と、基部１２の下側に搭載されたディスクドライブ印刷回路基板アセンブリ（ＰＣＢＡ）との間に電気通信経路を設けている。フレックス回路アセンブリ４２は、トランスデューサ３０に電流を印加してデータの読取および書込を行なうプリアンプ／ドライバ回路４４を含む。
【００１４】
図２は、この発明のいくつかの実施例に従った磁気記憶ディスク１６の上面図であり、拡大された区域はデータビットパターン５０を示している。磁気記憶ディスク１６はビットパターン化された媒体として示されており、データビットパターンは、互い違いに配置されたビットパターンで編成された複数の別個の離散的なデータビット５２を含む。ビットパターン化された媒体は、概して、いくつかの実施例に従った基板と磁気層との間の１つ以上の中間層とともに、垂直な異方性を備えた磁気記録層が上に重なっている非磁性基板を含む。磁気層は、たとえば、リソグラフィパターニングまたは自己組織化ナノ粒子アレイにより離散的かつ別個のデータビット５２を形成するようパターン化される。いくつかの実施例においては、磁気記憶ディスク１６は、ＤＣ消去されてから磁気記憶装置内に搭載される。
【００１５】
データビット５２はディスク１６の周りに延在し、複数のデータアレイ５４に分割される。複数のデータアレイ５４は、図示される実施例においては、ディスクの半径に対して概して垂直であり（図２において破線５６で示される）同心円状に間隔をあけて配置されたデータトラックの形を取る。データアレイ５４はこの実施例においては磁気記憶媒体において同心のデータトラックを含むが、当該データアレイが代替的な構成および幾何学的形態を有し得ることが理解されるべきである。一例として、いくつかの応用例においては、データアレイ５４は、データビットの１つ以上の実質的に真直ぐな列として形成され得る。図２を参照すると、この実施例における各々のデータアレイ５４は、ディスクの周りに延在する複数の互い違いに配置されたデータビット５２を含む。データアレイ５４は、互い違いに配置された２ビット幅のビットパターンを含み、各データアレイは少なくともデータビットの第１のグループ５８およびデータビットの第２のグループ５９を有する。たとえば、図２を参照すると、第１のグループ５８は外径（ＯＤ）データビットのグループを含み、第２のグループ５９は内径（ＩＤ）データビットのグループを含む。
【００１６】
データアレイ５４はさらに、データを記録するためにトランスデューサ３０によって磁
化された複数の記録ビットを有する１つ以上のデータセクタに編成される。「記録ビット」という語は、この明細書においては、トランスデューサ、たとえば読取／書込ヘッドが、たとえばコンピュータ動作システムから記憶装置に経路指定されるデータ（この明細書においては時に「ユーザデータ」と称される）などのデータを繰返し記録および／または上書きすることができるようなビットを説明するのに用いられる。対照的に、位置情報は、最初に「サーボ」セクタまたはサーボビットに記録されてもよいが、通常、データが記録ビットに記録されるのと同じやり方でサーボビットに繰返し記録および／または上書きされるものではない。図２のデータアレイ５４は２ビット幅として示されているが、いくつかの実施例に従うと、アレイは２ビットよりも幅広であってもよいことが企図される。
【００１７】
図３は、読取および／または書込ヘッド６１などのトランスデューサに位置制御を与えるサーボ制御システム６０の機能ブロック図を示す。サーボ制御システム６０は、ホストシステム（たとえば、パーソナルコンピュータ）からコマンド信号を受信し、サーボ位置検出器６４から１つ以上の位置信号６３を受信するコントローラ６２（たとえば、デジタル信号プロセッサ）を含む。位置検出器６４はヘッド６１からリードバック信号６５を受信し、そこから、この発明のいくつかの実施例に従って１つ以上の位置信号６３を抽出または生成する。コントローラ６２は、ホストシステムからの１つ以上の位置信号６３および任意のコマンド信号を処理し、対応する制御信号６６をＶＣＭ３６に送信してアクチュエータ２３およびヘッド６１を移動させる。
【００１８】
図４は、図２に示される磁気記憶ディスク１６上のユーザデータセクタにおける１つのデータアレイ５４（たとえば、データトラック）に近接して位置決めされたヘッド６１の上面図を示す。ヘッド６１は、磁気記憶ディスク１６およびデータアレイ５４が回転してヘッド６１を通り過ぎると、ダウントラック方向７０に向かってデータアレイ５４に対するユーザデータの読取および／または書込を行なう。図４に図示のとおり、ヘッド６１は、この実施例においては２つの記録ビット７２の幅であるデータアレイ５４の幅にわたって記録ビット７２に対するユーザデータの読取および／または書込を行なうのに十分な幅Ｗを有する。ヘッド６１はまた、ディスク１６の内径と外径との間においてクロストラック経路７４に沿ったデータアレイ５４にわたり、アクチュエータ２３を介して移動する。
【００１９】
ヘッド６１は、記録ビット７２から生じる磁界を有効に検知するために、および／または、アレイにおける特定の記録ビット７２に磁界を十分に誘導するために、アレイにまで浮動すると、データアレイ５４の中心線の上に位置決めされる必要がある。しかしながら、ヘッドがアレイの上方を自由に浮動するので、ヘッド６１の位置は、アレイの中心線から容易にずれる傾向がある。この実施例においては、データアレイがデータトラックを含む場合、このずれは、パターン化されたトラックにおけるトラック配置エラーまたは外部もしくは内部の障害によって引起こされる可能性がある。ヘッド６１のずれが大きくなりすぎると、ヘッド６１は、データアレイにおける記録ビット７２のうちのいくつかによって生成された磁界を検知することができなくなるか、または、適切な記録ビット７２に所望の磁界を誘導することができなくなるだろう。
【００２０】
上述のとおり、多くの磁気記録媒体は、ヘッドの位置を維持するためのフィードバックを与えるために、専用のサーボバーストパターンでパターン化される。この発明の実施例に従うと、データアレイに記憶されたユーザデータを示すヘッドからのリードバック信号はまた、ヘッドのトラック外れ位置を示すよう処理され得る。したがって、この発明の実施例では、磁気記憶媒体上の専用のサーボバーストパターンが不要になる。こうして、媒体のパターン化に付随する費用が低減され、データ記憶のために利用可能となる総面積が大きくなる。というのも、ユーザデータをアレイから読取る際にヘッドの位置を決定することができるからである。
【００２１】
図４を参照すると、ヘッド６１は、データアレイ５４の上を浮動すると、ヘッドが通り過ぎた記録ビット７２に記憶されたデータパターンに応じてリードバック信号を生成する。リードバック信号は、ヘッド６１のトラック外れ位置、すなわち、データアレイ５４の中心線７５に対するヘッドの位置を直接的に示す。たとえば、図４を参照すると、リードバック信号は、ヘッド６１が中心線７５からずれた経路７６に沿って移動する際のヘッドのトラック外れ位置を示す。図４は、静止したデータアレイ５４と相対的に移動するヘッド６１を簡潔に示しているが、ディスクの製造プロセス中にもたらされるトラックの偏心もしくは振れおよび／または動作環境において生じる障害のせいで、ディスクドライブ構成を含むこの実施例におけるヘッド６１とデータアレイ５４との間に相対的移動が実際に起こる可能性があることが認識されるだろう。
【００２２】
図３および図４に示される実施例に従うと、リードバック信号６５は、記録ビットの第１のグループ５８によってヘッド６１においてもたらされる応答の第１のグループと、記録ビットの第２のグループ５９によってヘッド６１においてもたらされる応答の第２のグループとを含む。ヘッド６１がデータアレイ５４の中心線７５から離れて第１のグループ５８に向かって移動すると、第１のグループ５８によるリードバック信号６５における応答が大きくなり、第２のグループ５９からの応答が小さくなる。ヘッド６１が第１のグループ５８から離れて第２のグループ５９に向かって移動すると、類似しているが逆の影響が生じる。
【００２３】
こうして、記録ビットの第１および第２のグループからのリードバック信号６５における応答は、サーボ制御ループ６０のための１つ以上の位置信号６３を生成するために位置検出器６４が用いるヘッド位置情報を含む。一実施例においては、抽出された位置信号に基づいて位置誤差信号（ＰＥＳ）が生成される。有利には、位置情報は、図２および図４の実施例における互い違いに配置されたドットアレイとして示される記録ビット７２の本来のビットパターン５０から抽出される。こうして、サーボバーストパターンを含む専用のサーボデータセクタについての必要性が、いくつかの実施例において最小限にされるかまたはなくされる。
【００２４】
位置情報は、本来のビットパターン５０から直接得られるので、たとえば専用のＰＥＳバーストパターンの特性を多少とも上回るデータアレイ５４の長さに関して監視され得る。たとえば、位置情報は、データアレイ５４に沿ったユーザデータセクタ全体の長さに沿って抽出され得る。次いで、位置情報をサブサンプリングして、サーボ制御のための十分な情報とサンプルレートとを維持しつつ、制御信号に高い信号対雑音比（ＳＮＲ）を有利に与えることができる。
【００２５】
図５は、リードバック信号６５から位置情報を抽出するためのサーボ位置検出器６４の一実施例を示す。図示された位置検出器６４は、ヘッド６１からリードバック信号６５を受信し、位置情報を抽出してコントローラ６２に渡すと、当該コントローラ６２が、これに応じてヘッド６１を再度位置決めするようアクチュエータ２３を作動させる。
【００２６】
専用のサーボ位置検出器６４は、たとえば、リードバック信号６５を受取り、条件付けされたリードバック信号８３を出力する連続時間フィルタおよび自動利得制御を含むアナログ信号調整回路８２（ＡＳＣ）を含む。一実施例においては、ＡＳＣ８２はまた、リードバック信号６５をクロック回復回路８４に送信する前に整流するための整流器と、位置情報を抽出するための回路とを含む。
【００２７】
図７は、ヘッドが一実施例に従って図４のデータアレイ５４の上方を進む際の、ヘッド６１からの条件付けされたリードバック信号８３のシミュレーションを示す。この実施例において、当該シミュレーションでは、データアレイ５４、たとえばデータトラックが０
．２トラックの偏心または振れを有すると想定されている。個々の応答８０の大きさは、互い違いに配置されたビットパターン５０における個々の記録ビット７２に対応する。図７は、同じ極性を有する記録ビット７２から生成された条件付けされたリードバック信号８３を示す。しかしながら、いくつかの実施例においては、個々の応答８０のうちのいくつかは（反対方向に分極された記録ビット７２からの）逆の極性を有し、そのＡＳＣ全波が、クロック回復および位置情報抽出のための整流を行なう。
【００２８】
一実施例においては、クロック回復回路８４は、リードバック信号６５の位相および周波数を捕らえて自動追尾してクロック信号８６を与える位相ロックループ（ＰＬＬ）を含む。図５を参照すると、クロック信号８６は、条件付けされたリードバック信号８３から位置情報を抽出するよう回路を駆動する。図示される実施例においては、クロック信号８６は、第１および第２のサンプル、ホールドおよび蓄積（ＳＨＡ（sample, hold, and accumulate））回路９０、９１と、第１および第２のアナログ・デジタルコンバータ（ＡＤＣ）９２、９３とを駆動し、これらが、条件付けされたリードバック信号８３を処理し、第１の位置信号（ＰＳ１）９４および第２の位置信号（ＰＳ２）９５を出力する。
【００２９】
第１および第２のＳＨＡ回路９０、９１は、リードバック信号６５を選択的にサンプリングして、互い違いに配置された記録ビットの第１および第２のグループ５８、５９からの応答を抽出して、ＰＳ１  ９４およびＰＳ２  ９５をそれぞれ生成するようにする。図８は、第１および第２のＳＨＡ回路９０、９１によるサンプリングの準備ができた条件付けされたリードバック信号８３を示す。
【００３０】
図５および図８を参照すると、インバータ９６は、第１のＳＨＡ回路９０を駆動するクロック信号８６を反転させる。一実施例に従うと、第１のＳＨＡ回路９０は、条件付けされたリードバック信号８３をサンプリングして、交流応答９８の第１のグループを抽出および蓄積する。たとえば、第１のＳＨＡ回路９０は、反転されたクロック信号の立上がりエッジ上の条件付けされたリードバック信号８３のサンプリングを始め、立下がりエッジ上のサンプリングされた応答をホールドし、予め定められた蓄積ウインドウの間にわたって、サンプリングされた応答９８を蓄積する。
【００３１】
各々の蓄積ウインドウの端部において、第１のＳＨＡ回路９０が、蓄積された値を第１のＡＤＣ９２に提示し、次の蓄積ウインドウの間にわたって当該サンプリングされた応答を蓄積するようリセットする。第１のＡＤＣ９２は、蓄積されたアナログ値をデジタル値に変換することによってＰＳ１  ９４を生成する。図９は、一実施例に従って生成されたＰＳ１  ９４を示す。
【００３２】
第２のＳＨＡ回路９１は、同様の態様で、条件付けされたリードバック信号８３を選択的にサンプリングする。非反転クロック信号によって駆動されると、第２のＳＨＡ回路９１は、条件付けされたリードバック信号８３をサンプリングし、蓄積ウインドウの間にわたって、記録ビットの第２のグループ５９から交流応答９９のグループを抽出および蓄積する。蓄積された値は、第２のＡＤＣ９３によってデジタル値に変換されて、ＰＳ２  ９５を生成する。図９は、一実施例に従って生成されたＰＳ２  ９５を示す。
【００３３】
第１および／または第２のＳＨＡ回路９０、９１は、サンプル、ホールドおよび蓄積の機能を実行するためのデジタルおよび／またはアナログ回路を含み得る。たとえば、一実施例においては、複数のＡｔｍｅｌ  ＴＳ８３１０２Ｇ０Ｂ  ＡＤＣは、十分に高いサンプルレートをもたらすようインターレース可能であり、サンプルおよびホールド装置として使用可能である。当該装置の出力は、プログラムされた蓄積ウインドウのための蓄積を実行するＡＳＩＣ装置に対し多重化される。
【００３４】
図６を参照すると、アナログ領域における１つの代替的な実施例においては、第１および／または第２のＳＨＡ回路９０、９１はチャージポンプ回路１００を含み得る。図示のとおり、チャージポンプ回路１００は、アナログスイッチを通じて可能化および／または不能化され、放電され得る。たとえば、複数の無線周波数（ＲＦ）スイッチ、たとえばアナログ装置のＡＤＧ９０２のスイッチなどを用いて、チャージポンプ１０２の充放電を制御することができる。図６に示される構成においては、回復されたクロック信号１０６によって駆動される第１のスイッチ１０４は、リードバック信号６５をサンプリングし、チャージポンプ１０２を充電することができる。コントローラ６２からの蓄積ゲート信号１１０によって駆動される第２のスイッチ１０８は、蓄積ウインドウの期間にわたってサンプリングを可能化し得る。第３のスイッチ１１２は、コントローラから放電制御パルス１１４を受信すると、蓄積ウインドウの端部においてチャージポンプ１０２を放電し得る。放電前に、チャージポンプ１０２に蓄えられた蓄積された応答が、ＡＤＣ９２、９３のうちの１つに送信され得る。
【００３５】
蓄積ウインドウは、この発明の一実施例においては、磁気記憶ディスク１６上の同期マークによって決定される。同期マークはさまざまな使用可能な形を取り得る。一例として、欠落しているデータビットのうちの１つ以上のラジアルラインが、一定の間隔をおいて蓄積ウインドウを再同期させるためにビットパターンに含まれてもよい。別の実施例においては、同期マークは、一定の間隔をおいてデータアレイにおいて符号化されるグレイコードを含む。
【００３６】
図８および図９に図示のとおり、蓄積ウインドウは、本質的に、各々の連続した記録ビットのための応答をサンプリングして、記録ビットの第１および第２のグループ５８、５９に個々に蓄積するよう設定される。他の実施例においては、蓄積ウインドウが長ければ長いほど、位置検出器６４が一度にいくつもの記録ビットからの応答を蓄積することが可能となる。たとえば、蓄積期間は、いくつかの磁気記録ディスクにおいて用いられるサーボセクタと同様の長さを持つ均一なディスクセグメントに対応し得る。いくつかの実施例に従うと、蓄積ウインドウは、５００ビット以上までであってもよい。蓄積ウインドウが長ければ長いほど、有利には、位置検出器６４に一層のノイズ低減がもたらされ、さらに、ダウントラック方向における蓄積ウインドウのジッタ、クロックジッタ、スキューおよびビット配置エラーの影響をより受けにくくなる。
【００３７】
図５を参照すると、位置検出器６４は、一実施例に従ったクロック分周器１１６を含む。分周されたクロック信号が第１および第２のＡＤＣ９２、９３を駆動して、ＰＳ１およびＰＳ２をそれぞれ生成するのに用いられるサンプリングレートを制御する。図９を参照すると、１に設定されたクロック分周器で生成されるＰＳ１  ９４およびＰＳ２  ９５が示される。こうして、ＰＳ１  ９４およびＰＳ２  ９５は、交互の記録ビット７２の各々についてのデータ点を含む。代替的な実施例においては、分周器は、１よりも大きな値に設定されて、蓄積された値を第１および第２のＡＤＣ９２、９３がサブサンプリングすることを可能にする。一例として、ディスクドライブ構成におけるサンプルレートの要件およびトラック位置決め不良の予算要件に応じて、このサブサンプリングは、１００倍ほどの数値によるものであってもよいが、他の値も可能である。
【００３８】
図１０は、０．２トラックのトラック偏心率でデータアレイ、たとえばデータトラック上を移動する際のアレイ中心線７５からのヘッドのずれを表わす位置誤差信号（ＰＥＳ）１２０を示す。この実施例においては、コントローラは、ＰＥＳ＝（ＰＳ１−ＰＳ２）／（ＰＳ１＋ＰＳ２）という関係に従ってＰＥＳ１２０を生成するようプログラムされる。しかしながら、コントローラは、さまざまな実施例に従って、ＰＥＳについての他の計算を用いるようプログラムされてもよい。この実施例の１つの付加的な利点は、典型的にはデータトラックがサーボトラックの半分ほどの幅である場合にディスクドライブ線形化方
式に比べて線形化プロセスがより単純になるようなサーボトラック幅を本質的にデータトラック（すなわちデータアレイ）の幅が有することである。
【００３９】
ＰＥＳ１２０は、アレイ中心線７５からのヘッド６１のずれの大きさおよび方向を示す。認識されるように、この実施例においては、振幅が大きければ大きいほど、アレイ中心線７５からのずれが大きくなる。正の振幅は、記録ビット７２の第１のグループ５８に向かうヘッド６１の動きを表わし（たとえば、アレイの外径）、負の振幅は、記録ビットの第２のグループ５９に向かうヘッド６１の動きを表わす（たとえば、アレイの内径）。一実施例においては、ＰＥＳの方向性は、反転クロック信号および非反転クロック信号でサンプリングされた応答がそれぞれ記録ビットの第１のグループ５８および第２のグループ５９と合致するように記録ビット７２をパターン化することによって確実にされる。たとえば、蓄積ウインドウの始端における第１の記録ビット７２、および、その後の奇数の記録ビットのすべては、記録ビットの第２のグループ５９に属し得る。同様に、第２の記録ビット、および、偶数の記録ビットのすべては、記録ビットの第１のグループ５８に属し得る。
【００４０】
こうして、位置検出器６４は、所望のデータアレイの中心線に対するヘッドの微細な位置を検出するようヘッド６１からのリードバック信号６５を処理する。図５に示される位置検出器は実現可能な一実施例に過ぎず、サーボ位置検出器の構成を限定するよう意図されるものではない。位置情報を抽出し、ＰＳ１  ９４、ＰＳ２  ９５および／またはＰＥＳ１２０などの対応する位置信号を生成するのに複数の方式が利用可能であることが認識されるだろう。
【００４１】
ヘッドをデータアレイ上で中心に配置することに加えて、サーボ制御システムはまた、読取および／または書込ヘッドが所望のデータアレイの近傍にくることを確実にするために粗い位置情報を提供する。たとえば、一実施例においては、各々のデータアレイはグレイコードなどのアレイ識別子を含み、サーボコントローラは、アレイ識別子から受取った応答を解釈するようプログラムされ得る。こうして、ヘッドは、シーク動作中に粗い位置情報を用いて所望のデータアレイに近接して位置決め可能となり、後続のトラックまたはアレイ追従動作中に位置信号からの微細な位置情報が使用可能となる。
【００４２】
しかしながら、いくつかの実施例においては、磁気記憶媒体のデータ密度を高めるのに専用のグレイコードを使用することを避けることが望ましいかもしれない。図１１は、この発明の実施例に従ったアレイ計数回路１３０のブロック図を示す。アレイ計数回路１３０は、位置検出器６４と並行して作動して、ヘッド６１の粗い位置および微細な位置をそれぞれ決定し得る。
【００４３】
図１１に図示のとおり、ヘッドの微細な位置を決定するのに用いられるリードバック信号６５はヘッド６１からＡＳＣ１３２に経路指定される。このＡＳＣ１３２は、位置検出器６４におけるＡＳＣ８２と同じであっても同じでなくてもよい。リードバック信号６５が条件付けされ、コンパレータ回路１３４に供給されると、当該コンパレータ回路１３４が、リードバック信号の大きさを予め定められた交差しきい値（crossing threshold）と比較する。リードバック信号の大きさがこのしきい値に達すると、コンパレータがカウンタ１３６をトリガする。たとえば、図４に関して、ディスクの外径に向かってクロストラック経路７４に沿って次の隣接するデータアレイへと移動すると、小さくされた信号を検出することによってこのことが登録される。これは、記録ビット（ＩＤビット）の第２のグループ５９からの信号寄与が低減していることによるものである。
【００４４】
したがって、磁気記憶ディスク１６のデータアレイ５４に対してヘッド６１（すなわち、トランスデューサ）位置を移動させる方法は、データアレイにわたってトランスデュー
サを移動させ、ヘッド６１が当該データアレイを横断する際にカウンタ１３６をトリガするステップを含む。所望のデータアレイを示すカウンタ１３６についての予め定められた限度に達した後、コントローラが所望のデータアレイの近傍でヘッド６１を停止させる。次いで、サーボ制御システムが、上述のとおり、データアレイの中心線に対するヘッドの微細な位置を監視するトラックまたはアレイ追従モードに入り得る。
【００４５】
アレイ計数回路１３０は、一実施例においては、図１に示される外側のストップ３２などの予め定められた区域にヘッド６１を移動させることによって初期設定される。位置識別子、たとえばグレイコードまたは同期マークにより、その初期位置が回路に提供される。アレイ計数回路１３０は、次いで、アレイ間の移動時にそのカウンタ１３６を増分および／または減分させ得る。
【００４６】
こうして、この発明の実施例が開示される。この発明をいくつかの開示された実施例に関連付けて詳細に説明してきたが、開示される実施例は限定ではなく例示を目的として提示されるものである。上述の実現例および他の実現例は添付の特許請求の範囲内にある。
【符号の説明】
【００４７】
１０  磁気記憶装置、１２  基部、１４  上部カバー、１６  磁気記録ディスク、２３アクチュエータ、２４  軸受シャフトアセンブリ、３０  トランスデューサ。
【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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