(57)【要約】【課題】新規且つ改善された、ドライブ内でセルフサーボ書き込みのためにスパイラルを書き込む方法の提供。【解決手段】セルフサーボ書き込みの方法が示されている。実施形態の例において、スパイラルや他のインデキシングパターンは、完全にハードディスクドライブ内で書き込まれ得るため、ディスク表面全体のセルフサーボ書き込みが、可能となる。スパイラル書き込みの精度が順に高まると、セルフサーボ書き込み技術を用いて実現しうるトラック密度が増大する。方法の一例には、第１のインデキシングパターンを書き込むこと、その後、サーボ及び隣接する第２のインデキシングパターンの書き込みのために、第１のインデキシングパターンを使用することが含まれる。他の方法の例には、スパイラルのようなパターンの書き込み精度を高めるため、逆起電力（back EMF）の使用が更に含まれる。【選択図】      図１
2009087514.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インデックスされた領域及びブランク領域を形成するように、第１のインデキシングパターンをハードディスク表面のブランク部分に書き込むことと、
前記インデックスされた領域と前記ブランク領域の間のインタフェースから、又はその近くから始めて、前記ブランク領域へ伸びるよう、第２のインデキシングパターンを前記ブランク領域に書き込むことと、を備える方法であって、
前記第２のインデキシングパターンを書き込むことは、読み出し／書き込みヘッドをサーボするために、前記インタフェースに隣接する前記第１のインデキシングパターンを使用することを含む、方法。
【請求項２】
前記第１のインデキシングパターンをハードディスク表面のブランク部分に書き込むことは、内径から外径へ外向きに書き込むことを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２のインデキシングパターンを書き込むことは、インデックスパターンの書き込みのための書き込みクロックを提供するために、ボイスコイルモータからの逆起電力を使用することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
第１のスパイラル領域及びブランク領域を形成するように、第１の数のスパイラルをハードディスク表面のブランク部分に書き込むことと、
前記第１のスパイラル領域と前記ブランク領域の間のインタフェースから、又はその近くから始めて、前記ブランク領域へ伸びるよう、第２の数のスパイラルを前記ブランク領域に書き込むことと、を備える方法であって、
前記第２の数のスパイラルを書き込むことは、読み出し／書き込みヘッドをサーボするために、前記インタフェースに隣接する前記第１の数のスパイラルを使用すること、を含む方法。
【請求項５】
前記第１の数のスパイラルと前記第２の数のスパイラルとの間の不一致を測定することを更に含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の数のスパイラルを書き込むこと、及び前記第２の数のスパイラルを書き込むことは、どちらも完全にハードディスクドライブ内で実行される、請求項４記載の方法。
【請求項７】
前記第２の数のスパイラルを書き込むことは、読み出し／書き込みヘッドをサーボするためにボイスコイルモータからの逆起電力を、インデックスパターンの書き込みのための書き込みクロックを提供するためにスピンドルモータからの逆起電力を、使用することを更に含む、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記読み出し／書き込みヘッドをサーボするために、前記インタフェースに隣接する前記第１の数のスパイラルを使用することは、
前記第１のスパイラル領域にサーボパターンをセルフサーボ書き込みするために、前記第１の数のスパイラルを使用することと、
前記読み出し／書き込みヘッドをサーボするために、前記サーボパターンを使用すること、
を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項９】
ハードディスクと、
前記ハードディスクを回転させるスピンドルモータと、
前記ハードディスク上のトラックを追跡する読み出し／書き込みヘッドと、
メディアに記憶され、ハードディスクドライブに連結されたコンピュータ読み取り可能な命令であって、
第１のスパイラル領域及びブランク領域を形成するように、第１の数のスパイラルをハードディスク表面のブランク部分に書き込むことと、
第１のセルフサーボ領域を形成するように、前記第１のスパイラル領域のセルフサーボ書き込みを行うことと、
前記ブランク領域の少なくとも一部分を第２のスパイラル領域に置き換えるために、前記第１のスパイラル領域と前記ブランク領域の間のインタフェースから、又はその近くから始めて、前記ブランク領域へ伸びるよう、第２の数のスパイラルを前記ブランク領域に書き込むことであって、
読み出し／書き込みヘッドをサーボするために、前記インタフェースに隣接した前記第１のセルフサーボ領域を使用することを含む、前記第２の数のスパイラルを書き込むことと、
前記第２のスパイラル領域のセルフサーボ書き込みを行うことと、
を含む多数の動作を、前記読み出し／書き込みヘッドに行わせる命令と、
を備えるハードディスクドライブ。
【請求項１０】
前記第２の数のスパイラルを前記ブランク領域に書き込むことは、
増加的なスパイラル領域を形成するよう、前記ブランク領域に、前記インタフェースに隣接する前記第１のセルフサーボ領域内の位置から、選択された距離へ書き込むことと、
前記増加的なスパイラル領域のセルフサーボ書き込みを行うことと、
前記ブランク領域が置き換えられるまで、増加的なスパイラル領域の形成を繰り返すことと、
を含む、請求項９に記載のハードディスクドライブ。
【請求項１１】
前記第２の数のスパイラルを書き込むことは、前記読み出し／書き込みヘッドをサーボするために、ボイスコイルモータからの逆起電力を使用することを更に含む、請求項９に記載のハードディスクドライブ。
【請求項１２】
前記第２の数のスパイラルを書き込むことは、インデックスパターンの書き込みのための書き込みクロックを提供するために、ボイスコイルモータからの逆起電力とスピンドルモータからの逆起電力を使用することを更に含む、請求項９に記載のハードディスクドライブ。
【請求項１３】
前記コンピュータ読み取り可能な命令は、ハードディスクドライブ内のファームウェアに記憶されている、請求項９に記載のハードディスクドライブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セルフサーボ書き込みのためにドライブ内で書き込まれたスパイラルに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスクドライブは、情報記憶装置である。ディスクドライブは回転スピンドルに固定された１枚以上のディスクと、それぞれのディスクの表面からデータを表す情報を読み出すための、及び／又は、それぞれのディスクの表面にデータを書き込むための、少なくとも一つのヘッドを含む。ヘッドは、ボイスコイルモータ(voice coil motor)によって駆動され得るアクチュエータに連結されたサスペンションによって支持される。ディスクドライブの制御電子回路は、電気信号をボイスコイルモータに提供して、ディスク上のトラック内でのデータ読み出し及び書き込みのためにヘッドをディスク上の所望の位置に移動させ、不使用時あるいはディスクドライブの保護のために好ましい他の場合にヘッドを安全なエリアに止めさせる。
【０００３】
動作中に読み出し／書き込みヘッドをディスク表面上に配置させるため、サーボゾーンは普通、ディスク表面に書き込まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明は、新規且つ改善された、ドライブ内でセルフサーボ書き込みのためにスパイラルを書き込む方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は以下の態様を含む。
【０００６】
（１）インデックスされた領域及びブランク領域を形成するように、第１のインデキシングパターンをハードディスク表面のブランク部分に書き込むことと、
前記インデックスされた領域と前記ブランク領域の間のインタフェースから、又はその近くから始めて、前記ブランク領域へ伸びるよう、第２のインデキシングパターンを前記ブランク領域に書き込むことと、を備える方法であって、
前記第２のインデキシングパターンを書き込むことは、読み出し／書き込みヘッドをサーボするために、前記インタフェースに隣接する前記第１のインデキシングパターンを使用することを含む、方法。
【０００７】
（２）前記第１のインデキシングパターンをハードディスク表面のブランク部分に書き込むことは、内径から外径へ外向きに書き込むことを含む、（１）記載の方法。
【０００８】
（３）前記内径から前記外径へ外向きに書き込むことは、前記内径と前記外径への距離の１０％との間の領域に書き込むことを含む、（２）記載の方法。
【０００９】
（４）前記第２のインデキシングパターンを書き込むことは、インデックスパターンの書き込みのための書き込みクロックを提供するために、ボイスコイルモータからの逆起電力を使用することを更に含む、（１）記載の方法。
【００１０】
（５）前記第２のインデキシングパターンを書き込むことは、前記インデックスパターンの書き込みのための前記書き込みクロックを提供するために、スピンドルモータからの逆起電力を使用することを更に含む、（４）記載の方法。
【００１１】
（６）第１のスパイラル領域及びブランク領域を形成するように、第１の数のスパイラルをハードディスク表面のブランク部分に書き込むことと、
前記第１のスパイラル領域と前記ブランク領域の間のインタフェースから、又はその近くから始めて、前記ブランク領域へ伸びるよう、第２の数のスパイラルを前記ブランク領域に書き込むことと、を備える方法であって、
前記第２の数のスパイラルを書き込むことは、読み出し／書き込みヘッドをサーボするために、前記インタフェースに隣接する前記第１の数のスパイラルを使用すること、を含む方法。
【００１２】
（７）前記第１の数のスパイラルと前記第２の数のスパイラルとの間の不一致を測定することを更に含む、（６）記載の方法。
【００１３】
（８）前記第１の数のスパイラルを書き込むこと、及び前記第２の数のスパイラルを書き込むことは、どちらも完全にハードディスクドライブ内で実行される、（６）記載の方法。
【００１４】
（９）前記第２の数のスパイラルを書き込むことは、読み出し／書き込みヘッドをサーボするためにボイスコイルモータからの逆起電力を、インデックスパターンの書き込みのための書き込みクロックを提供するためにスピンドルモータからの逆起電力を、使用することを更に含む、（６）記載の方法。
【００１５】
（１０）前記読み出し／書き込みヘッドをサーボするために、前記インタフェースに隣接する前記第１の数のスパイラルを使用することは、
前記第１のスパイラル領域にサーボパターンをセルフサーボ書き込みするために、前記第１の数のスパイラルを使用することと、
前記読み出し／書き込みヘッドをサーボするために、前記サーボパターンを使用すること、
を含む、（６）記載の方法。
【００１６】
（１１）ハードディスクと、
前記ハードディスクを回転させるスピンドルモータと、
前記ハードディスク上のトラックを追跡する読み出し／書き込みヘッドと、
メディアに記憶され、ハードディスクドライブに連結されたコンピュータ読み取り可能な命令であって、
第１のスパイラル領域及びブランク領域を形成するように、第１の数のスパイラルをハードディスク表面のブランク部分に書き込むことと、
第１のセルフサーボ領域を形成するように、前記第１のスパイラル領域のセルフサーボ書き込みを行うことと、
前記ブランク領域の少なくとも一部分を第２のスパイラル領域に置き換えるために、前記第１のスパイラル領域と前記ブランク領域の間のインタフェースから、又はその近くから始めて、前記ブランク領域へ伸びるよう、第２の数のスパイラルを前記ブランク領域に書き込むことであって、
読み出し／書き込みヘッドをサーボするために、前記インタフェースに隣接した前記第１のセルフサーボ領域を使用することを含む、前記第２の数のスパイラルを書き込むことと、
前記第２のスパイラル領域のセルフサーボ書き込みを行うことと、
を含む多数の動作を、前記読み出し／書き込みヘッドに行わせる命令と、
を備えるハードディスクドライブ。
【００１７】
（１２）前記第２の数のスパイラルを前記ブランク領域に書き込むことは、
増加的なスパイラル領域を形成するよう、前記ブランク領域に、前記インタフェースに隣接する前記第１のセルフサーボ領域内の位置から、選択された距離へ書き込むことと、
前記増加的なスパイラル領域のセルフサーボ書き込みを行うことと、
前記ブランク領域が置き換えられるまで、増加的なスパイラル領域の形成を繰り返すことと、
を含む、（１１）記載のハードディスクドライブ。
【００１８】
（１３）前記選択された距離は、増加的なスパイラス領域の各形成について、前記ハードディスク表面の内径と外径の間の距離のおよそ１０％を含む、（１２）記載のハードディスクドライブ。
【００１９】
（１４）前記第１の数のスパイラルは、前記ハードディスク表面の前記内径から前記外径へ向かう方向に書き込まれる、（１３）記載のハードディスクドライブ。
【００２０】
（１５）前記第１の数のスパイラルと、前記第２の数のスパイラルとの間の不一致を測定すること更に含む、（１４）記載のハードディスクドライブ。
【００２１】
（１６）前記第２の数のスパイラルを書き込むことは、前記読み出し／書き込みヘッドをサーボするために、ボイスコイルモータからの逆起電力を使用することを更に含む、（１１）記載のハードディスクドライブ。
【００２２】
（１７）前記第２の数のスパイラルを書き込むことは、インデックスパターンの書き込みのための書き込みクロックを提供するために、ボイスコイルモータからの逆起電力とスピンドルモータからの逆起電力を使用することを更に含む、（１１）記載のハードディスクドライブ。
【００２３】
（１８）前記コンピュータ読み取り可能な命令は、ハードディスクドライブ内のファームウェアに記憶されている、（１１）記載のハードディスクドライブ。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、新規且つ改善された、ドライブ内でセルフサーボ書き込みのためにスパイラルを書き込む方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下では、本発明の実施形態の例が、図面を参照して説明される。
【００２６】
図１は、実施形態の一例による、磁気記録再生装置（ハードディスクドライブ）の斜視図である。磁気記録再生装置は内部にシャシー(chassis)１０、磁気ディスク１１、読み出しヘッド及び書き込みヘッドを含んだヘッドスライダ(head slider)１６、ヘッドスライダ１６を支持するヘッドサスペンションアッセンブリ(head suspension assembly)（サスペンション１５及びアクチュエータアーム１４）、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１７、及び回路基板を含む。
【００２７】
磁気ディスク１１は、スピンドルモータ(spindle motor)１２に取り付けられ、スピンドルモータ１２によって回転される。各種のデジタルデータは、磁気ディスク１１に記録される。実施形態の一例においては、ヘッドスライダ１６に内蔵された磁気ヘッドは、単極構造の書き込みヘッドと、遮蔽ＭＲ読み出し素子(ＧＭＲフィルムやＴＭＲフィルム等)を用いる読み出しヘッドとを含む統合ヘッドである。サスペンション１５はアクチュエータアーム１４の一端で保持され、ヘッドスライダ１６を支持して磁気ディスク１１の記録面を向くようにする。アクチュエータアーム１４は、ピボット(pivot)１３に取り付けられる。ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１７は、アクチュエータを駆動するもので、アクチュエータアーム１４の他端に備えられる。ＶＣＭ１７は、ヘッドサスペンションアッセンブリを駆動し、磁気ヘッドの位置を磁気ディスク１１の半径方向で任意の位置に定める。回路基板は、ＶＣＭのための駆動信号と、磁気ヘッドによって行われる読み出し及び書き込み動作を制御するための制御信号とを生成するヘッドＩＣ(head IC)を含む。
【００２８】
図２は、一実施形態による、磁気ディスク１１の概略平面図である。図２は、データゾーン(data zone)１８及びサーボゾーン(servo zone)１９を示す。ユーザデータは、データゾーン１８の各々に記録される。本例の磁気ディスクは、同心の磁気パターンを成すトラックを有する。記録トラックの一例については、図３を参照して後述される。ヘッドの位置決めのためのサーボデータ(servo data)は、異なって磁化された物質によるパターンとして、各サーボゾーン１９に形成される。図２に示す一実施形態の例においては、サーボゾーン１９は、アクセス中のヘッドスライダの軌跡に対応する円弧のような形状をしている。サーボゾーンを１９の形成及びセルフサーボ書き込みの方法は、以下でより詳細に論じられる。
【００２９】
図３は、実施形態の一例による、磁気ディスクメディア内のデータゾーンの一例の斜視図である。柔軟な基層(underlayer)２２は、記録トラック(recording track)２３を構成する磁気パターンと共に、基板(substrate)２１上に形成されている。記録トラック２３の半径方向の幅及びトラックピッチ(track pitch)は、それぞれＴｗ及びＴｐによって示される。読み出しヘッドのＧＭＲ素子３１及び書き込みヘッドの単極(single pole)３２は、ヘッドスライダ内に形成されており、記録トラック２３上に配置される。
【００３０】
基板２１としては、平坦なガラス基板が用いられてもよい。基板２１はガラス基板に限らず、アルミ基板（あるいは他の適当な基板）が用いられてもよい。磁性材料は、基板２１上に配置され、選択的に磁化されて記録トラックを形成する。ＣｏＣｒＰｔのような磁性材料が用いられてもよいが、実施形態の各例はこれに限定されない。図示されていないが、ダイアモンド状炭素(diamond-like carbon)（ＤＬＣ）の保護フィルムが、メディアの表面上に形成されてもよい。一例においては、保護フィルムの表面に潤滑剤が塗布されてもよい。
【００３１】
図４及び図５を参照して、サーボゾーン及びデータゾーンのパターンが説明される。図４に概略的に示されるように、サーボゾーン１９はプリアンブルセクション(preamble section)４１、アドレスセクション(address section)４２、バーストセクション(burst section)４３を偏差(deviation)の検出のために有する。
【００３２】
図５に示すように、データゾーン１８は記録トラック２３を含む。サーボ信号(servo signal)を提供する磁化のパターンは、サーボゾーン１９内のプリアンブルセクション４１、アドレスセクション４２、及びバーストセクション４３のそれぞれにおいて形成される。これらのセクションは、以下に述べる機能を有してもよい。
【００３３】
プリアンブルセクション４１は、関連するヘッド及びメディアの運動によって引き起こされる偏差に関するサーボ信号読み出しのためのクロックを同期させるフェーズロックループ(phase lock loop)（ＰＬＬ）処理、及び適切な信号振幅を維持するＡＧＣ処理を実行するために備えられる。
【００３４】
アドレスセクション４２は、例えばマンチェスター符号化方式(Manchester encoding)や他のタイプの符号化を用いて、円周方向にプリアンブルセクション４１と同じピッチで形成され、サーボマーク(servo mark)、セクタデータ(sector data)、シリンダデータ(cylinder data)等と称されるサーボ信号認識コード(servo signal recognition code)を有してもよい。バーストセクション４３は、シリンダアドレス(cylinder address)についてオントラック(on-track)状態に対するオフトラック量の検出に用いられる、オフトラック検出領域(off-track detection region)の一例である。バーストセクション４３は、所望のトラック中心に対して、読み出し又は書き込みヘッドを配置するためのパターンを含む。図５のパターンは、バーストマーク(burst mark)（Ａ，Ｂ，Ｃ，及びＤ）の４つのフィールドを含む例として示され、その半径方向のパターンは、各フィールドにおいて互いにシフトしている。他のバーストパターンもまた用いられ得る。一例としては、複数のマークが、円周方向にプリアンブルセクションと同ピッチで配置される。
【００３５】
バーストセクション４３に基づく位置検出の原理は、詳細には説明されない。図示されたパターンを用いる場合、オフトラック量は、Ａ，Ｂ，Ｃ及びＤバーストからの読み出し信号の平均振幅値の計算によって得られてもよい。上述のように、平均振幅に依らない他のパターンが用いられてもよい。
【００３６】
図６は、実施形態の一例による、磁気記録再生装置（ハードディスクドライブ）のブロック図を示す。一例が示されてはいるが、本発明の開示を利用する当業者は、他の装置や回路構成も、本発明の範囲内で可能であることを認識するであろう。この図は、磁気ディスク１１の上面の上方にのみ存在するヘッドスライダ１６を示す。しかしながら、垂直磁気記録層は磁気ディスクの各々の面に形成されている。ダウンヘッド(down head)及びアップヘッド(up head)は、磁気ディスクの上面及び下面の上方及び下方にそれぞれ設けられる。ディスクドライブは、ヘッドディスクアッセンブリ(head disk assembly)（ＨＤＡ）１００と呼ばれる本体ユニット及びプリント基板（ＰＣＢ）２００を含む。
【００３７】
図６に示すように、ＨＤＡ１００は、磁気ディスク１１、磁気ディスク１１を回転させるスピンドルモータ１２、読み出しヘッド及び書き込みヘッドを含むヘッドスライダ１６、サスペンション１５及びアクチュエータアーム１４、ＶＣＭ１７、及び図示しないヘッド増幅器(head amplifier)（ＨＩＣ）を有する。ヘッドスライダ１６には、図３に示す素子３１、３２と同様の、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）素子といった読み出し素子を含む読み出しヘッド及び書き込みヘッドが備えられる。
【００３８】
ヘッドスライダ１６は、サスペンション１５上に設けられたジンバルによって伸縮自在に支持されてもよい。サスペンション１５はアクチュエータアーム１４に取り付けられ、アクチュエータアーム１４は、ピボット１３に回転可能に取り付けられている。ＶＣＭ１７はピボット１３周りにトルクを発生させ、アクチュエータアーム１４が磁気ディスク１１の半径方向にヘッドを動かす。ＨＩＣは、アクチュエータアーム１４に固定され、ヘッドからの入力信号及び出力信号を増幅する。ＨＩＣはフレキシブルケーブル(flexible cable)１２０を介してＰＣＢ２００に接続される。ＨＩＣをアクチュエータアーム１４上に備えると、ヘッド信号内のノイズが効果的に低減され得る。しかしながら、ＨＩＣはＨＤＡ本体に固定されてもよい。
【００３９】
上述のように、磁気記録層は磁気ディスク１１の各面上に形成され、それぞれが円弧のような形状をもつサーボゾーン１９は移動するヘッドの軌跡に対応するよう形成される。磁気ディスクの仕様は、特定のドライブに適した読み出し／書き込み特性、外径及び内径に応じる。サーボゾーン１９によって形成される円弧の半径は、ピボットから磁気ヘッド素子への距離として与えられる。
【００４０】
図示された実施形態の例では、いくつかの主要な電気的コンポーネント、いわゆるシステムＬＳＩがプリント基板（ＰＣＢ）２００上に取り付けられている。システムＬＳＩはコントローラ２１０、読み出し／書き込みチャネルＩＣ(read/write channel IC)２２０、及びモータドライバＩＣ(motor driver IC)２４０である。コントローラ２１０は、ディスクコントローラ（ＨＤＣ）及びＭＰＵと、ファームウェアを含む。ＭＰＵは、駆動システムの制御ユニットであり、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵ、及び本実施形態の例に係るヘッド位置決め制御システムを実施する論理処理ユニットを含む。論理処理ユニットは、高速計算を実行するハードウェア回路から成る演算処理ユニットである。論理処理回路のためのファームウェアは、ＲＯＭあるいはディスクドライブの他の場所に保存されている。ＭＰＵは、ファームウェアに従ってドライブを制御する。
【００４１】
ディスクコントローラ（ＨＤＣ）は、ハードディスクドライブ内のインタフェースユニットであり、ディスクドライブとホストコンピュータ５００（例えば、パーソナルコンピュータ）間のインタフェースと、ＭＰＵ、読み出し／書き込みチャネルＩＣ２２０、及びモータドライバＩＣ２４０とを用いた情報交換によりドライブ全体を管理する。
【００４２】
読み出し／書き込みチャネルＩＣ２２０は、読み出し／書き込み動作に関連するヘッド信号処理ユニット(head signal processing unit)である。読み出し／書き込みチャネルＩＣ２２０は、読み出し／書き込みパス(read/write path)２１２及びサーボ復調器(servo demodulator)２０４を含んで図示される。読み出し／書き込みパス２１２は、ユーザデータとサーボデータの読み出し及び書き込みに用いられことができ、サーボ復調に有用なフロントエンド回路(front end circuitry)を含んでもよい。読み出し／書き込みパス２１２はまた、セルフサーボ書き込み(self-servowriting)に用いられてもよい。ディスクドライブは他のコンポーネントをも含んでいるが、実施形態の各例を説明するのに必須ではないため図示されていないことには留意すべきである。
【００４３】
サーボ復調器２０４は、サーボフェーズロックドループ(phase locked loop)（ＰＬＬ）２２６、サーボ自動ゲイン制御(automatic gain control)（ＡＧＣ）２２８、サーボフィールドディテクタ(field detector)２３１、及びレジスタスペース(register space)２３２を含んで図示される。サーボＰＬＬ２２６は、一般に、サーボ復調器２０４内で、１以上のタイミングあるいはクロック回路(図６には示さず)のための周波数及び位相の制御を提供するのに用いられる制御ループである。例えば、サーボＰＬＬ２２６は、タイミング信号を読み出し／書き込みパス２１２に提供することができる。サーボＡＧＣ２２８は、可変ゲイン増幅器(variable gain amplifier)を含み(又は駆動し)、複数のディスク１１のうち１つ上のサーボゾーン１９が読み出されている時の、読み出し／書き込みパス２１２の出力をほぼ一定レベルに保つために用いられる。サーボフィールドディテクタ２３１は、ＳＡＭ(Servo Address Mark)、トラック番号、第１サーボバースト(first servo burst)、及び第２サーボバースト(second servo burst)を含む、サーボゾーン１９の様々なサブフィールド(subfield)の検出及び／又は復調に用いられる。ＭＰＵは、様々なサーボ復調機能(例えば、決定、比較、特徴付け等)の実行に用いられ、サーボ復調器２０４の一部であるとも考えることができる。別の方法では、サーボ復調器２０４は、独自のマイクロプロセッサを持つことも可能である。
【００４４】
読み出し／書き込みパス２１２がサーボデータを読んでいる場合は、１以上のレジスタ(例えばレジスタスペース２３３内)が適切なサーボＡＧＣ値(例えばゲイン値、フィルタ係数、フィルタ蓄積パス(filter accumulation path)等)の記憶に用いられ、読み出し／書き込みパス２１２がユーザデータを読んでいる場合には、１以上のレジスタが適切な値(例えばゲイン値、フィルタ係数、フィルタ蓄積パス等)を記憶するのに用いられ得る。制御信号は、読み出し／書き込みパス２１２のカレントモードに従い、適切なレジスタを選択するのに用いられ得る。記憶されたサーボＡＧＣ値は、動的な更新が可能である。例えば、読み出し／書き込みパス２１２がサーボデータを読んでいる時に用いられる記憶されたサーボＡＧＣ値は、更なるサーボゾーン１９が読み出されるたびに更新され得る。このように、直近のサーボゾーン１９の読み出しについて決定されたサーボＡＧＣ値は、次のサーボゾーン１９が読み出される際には、始動サーボＡＧＣ値となり得る。
【００４５】
読み出し／書き込みパス２１２は、磁気ディスク１１への情報の書き込み及び磁気ディスク１１からの情報の読み出し処理に用いられる電子回路を含む。ＭＰＵは、サーボ制御アルゴリズムを実行することができ、このため、サーボコントローラと称される。あるいは、別個のマイクロプロセッサ又はデジタル信号プロセッサ（図示せず）がサーボコントロール機能を実行することもできる。
【００４６】
図２に示されたゾーン１９等のサーボゾーンは一般に、上記の例で論じられたように、ディスク１１上での読み出し／書き込みヘッドの配置を制御するのに用いられる。ディスク表面へのサーボゾーンの書き込みは重要な作業であり、多くの製造プロセスにおいて、極めて時間がかかる。組み立て後に、ハードディスクドライブが効果的にシェルフ(shelf)に乗り、更なる人間の接触を要せず自身の製造が完了できるよう、ハードディスクドライブ内にサーボゾーンを書き込むのに、セルフサーボ書き込みが用いられている。ハードディスクドライブがセルフサーボ書き込みを実行する場合に用いられる、何らかの基準の枠組み(frame of reference)を提供するために、一般的に使用されるリファレンスパターン(reference pattern)もある。
【００４７】
図７は、多数のスパイラル７２０が、リファレンスパターンとしてハードディスク表面７０２の内径７１０及び外径７１２の間に書き込まれたハードディスク７００を示す。セルフサーボ書き込みの一つの方法は、ディスク表面７０２上のスパイラルのパターンを用いて、ハードディスクドライブが、上述の図２及び図３に示す例のような最終的なサーボパターンを書き込む際に用いる粗い基準の枠組みを提供する。スパイラル書き込みの中間ステップは相対的に高速であり、ハードディスクドライブは、ほとんどの時間を、シェルフ上でのセルフサーボ書き込み方法を用いたサーボゾーンの書き込みに費やすことができる。図２及び図３の例のゾーン１９のようなサーボゾーンを書き込んだ後、スパイラル７２０は書き直されることができ、もはや必要とされない。ハードディスクドライブがセルフサーボ書き込みの実行に費やした時間はまだ長くなり得るが、このプロセスは他の製造プロセスには影響を及ぼさず、大きな加工機械無しで、また人的労力無しで実行される。
【００４８】
例として、図７は、それぞれ内径７１０と外径７１２の間でディスクを２回転する６つのスパイラル７２０を示す。さらに有効なスパイラル構成は、内径７１０と外径７１２の間でおよそ１５回転する約３００あるいはそれ以上のスパイラルである。たわんだディスク表面上のトラック密度は絶えず増大するため、改善されたスパイラルの書き込み方法が、次世代のハードディスクドライブとして必要とされ、開発されている。
【００４９】
スパイラルを書き込む１つの方法は、メディアライタ(media writer)を使用し、図１で説明されるように、ハードディスクドライブ外で実行される。メディアライタは、数枚のディスクを共通のスピンドルに積み重ね、複数の対応する書き込みヘッドを用いてディスクにパターンを書き込む。メディアライタは数枚のディスクに一度に書き込むことができるが、ディスクはまずスピンドルに取り付けられ、書き込み後に取り外され、その後各ハードディスクドライブ内に組み込まれなければならない。このプロセスには、ディスクの物理的な取り扱いを要する多数のステップがあり、時間がかかる。ディスクの物理的な取り扱いを伴うステップは、ディスクを引掻いたり、又は別の損傷を与えたりする可能性が増す。ディスクへの損傷の可能性は、低減させることが望ましい。
【００５０】
図８及び図９は、完全にハードディスク内部で実行され得る、スパイラルを用いたセルフサーボ書き込み方法を説明するものである。図８は、内径８１０及び外径８１２を有するハードディスク８００示す。第１のインデキシングパターン(first indexing pattern)が書き込まれ、幅８３２を有する第１のインデックスされた領域(first indexed region)８３０が形成されて、インデックスされないブランク領域(blank region)８２０が残される。一例において、第１のインデキシングパターンは、第１の数のスパイラル(a first number of spirals)８３４を含む。一例においては、第１のインデックスされた領域８３０の幅８３２は、内径８１０及び外径８１２間の半径方向の距離のおよそ１０％である。スパイラルが図示されているが、実施形態の例はこれに限定されない。直線、曲線、図形、その他の組合せ等の他のインデキシングパターンも、本発明の範囲内である。スパイラル数の一例は、３００あるいはそれ以上の個々のスパイラルを含む。第１のインタフェース(first interface)８２２は、第１のインデックスされた領域８３０及びブランク領域８２０の間に示される。
【００５１】
一例において、上述のように、ハードディスクドライブが、多数のサーボゾーンといった最終的なサーボパターンを後になってセルフサーボ書き込みするのに用いることができる、粗いインデキシングパターンを、スパイラルは提供する。図８は、内径８１０に隣接して配置された第１のインデックスされた領域８３０を示すが、実施形態の例は、これに限定されない。外径に隣接して、あるいはディスク８００の中間に書き込まれた第１のインデックスされた領域を有する他の例もある。
【００５２】
一例においては、ハードディスクドライブ内を移動する素子からの逆起電力(back electromotive force(EMF))フィードバックを用いて、第１の数のスパイラル８３４がハードディスクドライブ内に書き込まれる。例えば、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）の構成要素が作動すると、ワイヤがＶＣＭ内の磁場を移動するのに伴い、ＶＣＭの動きは逆ＥＭＦも生じさせる。ＶＣＭの逆ＥＭＦは検出され、ディスク表面上での読み出し／書き込みヘッドの半径方向の速度を与えるようなフィードバックが生じる。この速度は統合されることが可能で、ディスク表面上での読み出し／書き込みヘッドの半径方向での位置の推定が提示される。さらに、一例においては、スピンドルモータからの逆ＥＭＦが検出されて、ディスクスピードを与えるフィードバックが生じ、読み出し／書き込みヘッドの円周方向の位置情報が与えられる。
【００５３】
図９は、第１のインデックスされた領域８３０に隣接し、第２のインデックスされた領域(second indexed region)８４０を形成する第２のインデキシングパターン(second indexing pattern)を示す。実施形態の一例において、第２のインデキシングパターンは多数のスパイラルを含む。図９では、第２のインデックスされた領域８４０内のスパイラルは、第１のインタフェース(first interface)８２２に隣接した位置から第２のインタフェース(second interface)８４２まで書き込まれており、第２のインタフェースはここで、第２のインデックスされた領域８４０とブランク領域８２０との間で定義される。矢印８４４は、第２のインデックスされた領域８４０におけるスパイラルの書き込み方向を示す。上記のように論じられ示されたように、スパイラルを含む領域は内径から外側へ書き込まれるが、外径から内側への書き込みを含む他の実施形態の例もある。
【００５４】
実施形態の一例において、第２のインデックスされた領域８４０は、第１のインデックスされた領域を用いて書き込まれ、第１のインタフェース８２２において、又はその近くで、読み出し／書き込みヘッドがサーボされる。読み出し／書き込みヘッドをサーボするのに第１のインデックスされた領域８２２を用いることには、スパイラルパターンを最終的なサーボパターンに置き換えるよう、第１のインデックスされた領域においてセルフサーボ動作を行うことが含まれる。読み出し／書き込みヘッドをサーボするのに第１のインデックスされた領域を用いることの一例には、スパイラル自身を用いて読み出し／書き込みヘッドをサーボすることが含まれる。第２のインデックスされた領域へスパイラルを書き込む前に、最終的なサーボパターンがセルフサーボ書き込みされるような実施形態の例において、優れて正確なサーボ位置が得られる。
【００５５】
逆ＥＭＦを用いて、内径８１０及び外径８１２間の半径方向の距離の１０％程度の第１の部分のみにスパイラルを書き込み、その後第１のインデックスされた領域８３０からサーボすることによって、第２のインデックスされた領域８４０において逆ＥＭＦのみが用いられるよりも、優れた精度が第２のインデックスされた領域８４０において得られる。これは、第１の書き込み領域の内端においてサーボしている間、ドライブはスパイラルパターンの半径方向又は円周方向の位置決めにおける主要でない不正確さを特徴付けて補正するため、正しい。ドライブのストローク全体のごく一部のみが、一度に書き込まれるため、ディスクの推定されたスピンスピード(spin-speed)又はヘッドの半径方向のスピードにおける主要でないエラーは、結果としてスパイラルの半径方向及び／又は円周方向の配置における小さなエラーのみをもたらす。
【００５６】
実施形態の一例において、第２のインデックスされた領域８４０は、ＶＣＭからの逆ＥＭＦ、スピンドルモータからの逆ＥＭＦ、あるいはＶＭＣとスピンドルモータ双方からの逆ＥＭＦを用いて、及び第１のインデックスされた領域からのサーボデータも用いて書き込まれる。第１のインデックスされた領域８３０におけるサーボデータからの付加的なフィードバック及び逆ＥＭＦは、第２のインデックスされた領域８４０におけるスパイラルあるいは他のパターンの配置精度を向上させる。
【００５７】
実施形態の一例において、第２のインデックスされた領域８４０は、インタフェース８２２に接している。実施形態の一例において、第２のインデックスされた領域８４０は、第１のインタフェース８２２付近で半径方向に第１のインデックスされた領域８３０と重なり合う。実施形態の一例において、第１のインデックスされた領域８３０におけるように、第２のインデックスされた領域８４０におけるスパイラルは、セルフサーボ書き込みによって、第２のインデックスされた領域８４０上での最終的なサーボパターンに置き換えられる。第１のインデックスされた領域８３０におけるスパイラルと第２のインデックスされた領域８４０におけるスパイラルとの間に、円周方向または半径方向の配置に不一致(mismatch)があれば、この不一致は、第２のインデックスされた領域８４０において最終的なサーボパターンをセルフサーボ書き込みする際に、測定され、補正されてもよい。
【００５８】
実施形態の一例において、不一致を測定し、補正するには、第１及び第２のインデックスされた領域双方からのスパイラルを含む領域において、ドライブが、ヘッドをサーボする。ドライブは、第１のスパイラルのセットからの位置情報を用いてサーボするだけでなく、位置及びタイミング情報を第２のスパイラルのセットから決定する。当業者によく知られた技術を用いて、ドライブは、サーボコントローラが第１のスパイラルのセットの半径方向の配置ミスを判断するために測定された（又はモデル化された）ループ伝達関数(loop transfer function)と、第１のスパイラルのセットからの測定された位置情報とを組み合わせる。そして、ドライブはこの情報とともに、第２のスパイラルのセットからの測定された位置情報を用いて、このスパイラルのセットの、第１のセットに対する半径方向の配置ミスを判断する。スパイラルの関連するタイミングは、各スパイラルの遭遇時刻を、スピンドル逆ＥＭＦ信号に固定されたフェーズロックドループから生成されるクロックと比較することにより決定される。不一致の補正の一方法が説明されるが、本発明の開示を利用する当業者は、他の方法も本発明の範囲内にあることを認識するであろう。
【００５９】
一例において、第２のインデックスされた領域がブランク領域８２０全体を満たし、第２のインデックスされた領域８４０におけるセルフサーボ書き込みの後、セルフサーボ書き込み動作が完了する。他の例では、ブランク領域８２０内へのインタフェースからの半径距離の一部分におけるスパイラルの書き込み処理は、増加的(incremental)な処理である。増加的な処理には、より時間がかかるが、最終的なサーボパターンをより正確に与える。一例において、それぞれのインクリメント(increment)が、内径８１０と外径８１２との間の半径方向の距離の１０％を占める。
【００６０】
図１０は、本明細書中で述べられた、実施形態の各例において説明された方法の一例を示す。この方法は、第１のインデキシングパターンをハードディスク表面のブランク部分に書き込み、インデックスされた領域及びブランク領域を形成することをリストアップする。上述のように、一つのインデキシングパターンは、１以上のスパイラルを含む。この方法はまた、インタフェースに隣接したインデキシングパターンを用いて、インデックスされた領域とブランク領域の間のインタフェースから始めて、ブランク領域へ伸びるよう、第２のインデキシングパターンをブランク領域に書き込み、読み出し／書き込みヘッドをサーボすることもリストアップする。この方法はまた、インデキシングパターンの１つ以上の部分をセルフサーボ書き込みすることもリストアップする。図１０には方法の一例が示されているが、実施形態の例はこれに限定されない。本発明の開示を利用する当業者は、他の変形した方法もまた本発明の範囲内であることを認識するであろう。
【００６１】
上述のように、選択された方法を用いて、スパイラルあるいは他のインデキシングパターンが完全にハードディスクドライブ内に書き込まれることができ、従ってディスク表面全体のセルフサーボ書き込みが可能になる。
【００６２】
スパイラル書き込みの精度が順に高まると、セルフサーボ書き込み技術を用いて実現しうるトラック密度が増大する。上記のように論じられた各例は、ハードディスクドライブ内で全ての動作を実行することについての議論であるが、実施形態の例は、これに限定されない。
【００６３】
上述のようにドライブ動作を演算し実行するソフトウェアは、一般的にはハードドライブ内のファームウェアに記憶されるが、実施形態の例はこれに限定されない。上述のような選択された方法を実行する、より一般的なコンピュータシステムのブロック図は、図１１に示される。コンピュータ６１０の形式の一般的な計算装置は、プロセッシングユニット６０２、メモリ６０４、リムーバブルストレージ(removable storage)６１２、及びノンリムーバブルストレージ(non-removable storage)６１４を含んでもよい。メモリ６０４は、揮発性メモリ６０６及び不揮発性メモリ６０８を含んでもよい。コンピュータ６１０は、揮発性メモリ６０６と不揮発性メモリ６０８、リムーバブルストレージ６１２とノンリムーバブルストレージ６１４といった多様なコンピュータ読取り可能なメディアを含んでも、あるいはこれらの多様なメディアを含むコンピュータ環境へのアクセスを有してもよい。コンピュータストレージはＲＡＭ、ＲＯＭ、消去可能ＰＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリや他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、その他の光学ディスクストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージやその他の磁気ストレージ装置、あるいはその他のコンピュータ読取り可能な命令を記憶できるメディアを含む。コンピュータ６１０は、入力６１６、出力６１８、及び通信接続６２０を含むコンピュータ環境を含んでも、あるいはこのようなコンピュータ環境へのアクセスを含んでもよい。コンピュータは、１以上のリモートコンピュータ(remote computer)と接続するのに、通信接続を用いてネットワーク化された環境において動作してもよい。リモートコンピュータは、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、サーバ、ルータ、ネットワークＰＣ、ピアデバイス(peer device)や他の一般的なネットワークノード(network node)等を含んでもよい。通信接続は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）や他のネットワークを含んでもよい。ディスクドライブのコントローラ２１０又は他の選択された回路やコンポーネントが、このようなコンピュータシステムであってもよい。
【００６４】
コンピュータ読取り可能なメディアに記憶されたコンピュータ読取り可能な命令は、コンピュータ６１０のプロセッシングユニット６０２によって実行可能である。ハードドライブ、ＣＤ−ＲＯＭ、及びＲＡＭは、コンピュータ読取り可能なメディアを含む物品の例である。コンピュータプログラムは、ディスクドライブに関連してファームウェアと称されてもよい。実施形態によっては、コンピュータプログラム６２５のコピーが、ディスクドライブの磁気ディスク１１に記憶されることも可能である。
【００６５】
上述の特定の実施形態の説明は、本発明の一般的な性質を効果的に明らかにしており、現在の知識の適用により、包括的な概念から逸脱することなく、様々な応用のために容易に修正及び／又は適合が可能である。従って、このような適合及び修正は、開示された実施形態の等価物の意義及び範囲内に包括されることが意図されている。
【００６６】
要約書は、本技術的開示の本質と要旨を、読者が迅速に確かめられるように提供されている。要約書は、請求項の範囲や意味を解釈したり限定したりするためには用いられないという理解の下で提出されている。
【００６７】
本明細書において採用された語法や用語は、説明を目的とするものであり、限定のためではないということが理解される。従って本発明は、添付の請求項の精神と範囲内に含まれるこのような代替物、修正、等価物、及び変形全てを包含することが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】実施形態の一例による、磁気記録再生装置（ハードディスクドライブ）の斜視図。
【図２】実施形態の一例による、磁気ディスクの概略平面図。
【図３】実施形態の一例による、磁気ディスクの一部の斜視図。
【図４】実施形態の一例による、磁気ディスク内のサーボゾーン及びデータゾーンの概略図。
【図５】実施形態の一例による、磁気ディスク内のサーボゾーン及びデータゾーンにおけるパターンを示す平面図。
【図６】実施形態の一例による、磁気記録再生装置（ハードディスクドライブ）のブロック図。
【図７】実施形態の一例による、磁気ディスクの概略平面図。
【図８】実施形態の一例による、製造プロセス中の磁気ディスクの概略平面図。
【図９】実施形態の一例による、製造プロセス中の磁気ディスクの他の概略平面図。
【図１０】実施形態の一例による、方法のフロー図。
【図１１】実施形態の例で説明された方法及び装置を実施するためのコンピュータシステムのブロック図の例。
【符号の説明】
【００６９】
１０…シャシー、１１…磁気ディスク、１２…スピンドルモータ、１４…アクチュエータアーム、１５…サスペンション、１６…ヘッドスライダ、１７…ボイスコイルモータ、１８…データゾーン、１９…サーボゾーン。
【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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