专利名称：伺服图案写入装置及方法、伺服图案读取装置及方法
技术领域：
本发明涉及用于利用振幅方法来在记录介质上写入伺服图案的伺服 图案写入装置/方法，以及用于读取已利用振幅方法而写入在记录介质上的 伺服图案的伺服图案读取装置/方法，更具体地说，涉及一种用于对写入伺 服图案的位置的偏移进行补偿的技术。
背景技术：
当要在诸如磁盘的记录介质上写入伺服图案时，将针对该用途而提供 的设备或者装置设定成不受外部振动的影响。此外，还采取了诸如减少装 置主体内部的风扰动的各种措施。但是仍然存在一些扰动的影响，导致在 写入伺服图案时的磁头位置与磁道的垂直位置的理想位置略有偏移。在该 状态下写入的伺服图案未展示出理想位置。假设理想磁道是形成完美的圆 的轨道，在该圆的圆周形状中存在细微的不规则。在读取时周期性地出现
已写入在该介质上的不规则性，从而将该现象称为"可重复偏离(RRO)"。 如图11所示，使用磁盘作为记录介质的磁盘驱动器使用磁头32来在 一个或更多个盘状记录介质(磁盘)31中存储信息。如图12所示，为了 将该磁头32准确地定位到目标位置，在记录介质上写入伺服图案33。伺 服图案33通常具有如图13所示的结构。从图13中可以看到，在由"位 置"表示的位置34写入振幅伺服图案并用于进行精确的位置测量。
图14示.出了利用振幅方法的伺服图案(振幅伺服图案)的实施例。 如图14所示，该振幅伺服图案通常包括脉冲A、脉冲B、脉冲C和脉冲D 的四个脉冲图案。为了简化说明，仅将脉冲图案A和B用于以下的对伺服 图案写入操作的描述。
首先如图15A所示写入脉冲A，接着如图15B所示在移动写入头的 位置后写入脉冲B。脉冲A的一部分由于被脉冲B重写而被擦除，从而脉
冲A的边缘和新写入的脉冲B —起表示目标磁道的中心的正确位置。
在读取伺服图案时，读取头均等地跨在脉冲A和脉冲B上的点变为 目标磁道的中心。如果在写入脉冲B时写入头的位置如图16B所示地偏移 目标磁道中心，则脉冲A和脉冲B之间的边界的位置相应地移动成与理想 中心位置偏移。在与一次磁道旋转相对应的伺服信息中重复该偏移，则导 致在解调的位置信息中包括RRO。
通过被称为STW (伺服磁道写入器)的专用装置写入上述振幅伺服 图案。此后，在将其上已写入伺服图案的记录介质例如设置在磁盘驱动器 中的状态下，检查伺服图案的位置，计算该伺服图案与理想位置的偏移量， 并以数值形式写入计算量作为随后数据区域的RRO补偿值。
针对每次磁道旋转写入几十到几百个伺服图案，并且在记录介质上形 成数万个磁道。为了测量RRO，必须首先确定半径彼此不同的多个圆周的 位置，然后利用该圆周进行测量。因此，需要大量的时间来生成用于RRO 补偿的数据，这成为大批量生产的瓶颈。
作为另一种方法，已知一种改变要结合的脉冲图案的长度来补偿在磁 道方向上的偏移的方法[例如参照专利文献l[美国专利第5,907,447号](图 13)]。
此外，作为又一方法，已知一种使用相位伺服图案的方法。该方法在 调整伺服图案的相位的同时对其进行写入从而补偿在磁道方向上的偏移 [例如参照专利文献2[日本特开平第10-172254号公报](图17和以后的附
图)]。
如上所述，使用振幅伺服图案的方法的缺点在于需要大量的时间来生 成用于RRO补偿的数据。
此外，在专利文献l所公开的方法中，必须保证脉冲图案的面积达到 最大程度上补偿脉冲图案所需的尺寸。该保证面积通常变为不用的区域， 从而明显劣化面积效率。此外，专利文献2所公开的方法的缺点在于要使 用的伺服写入系统限于相位伺服系统并且补偿产生的作用小。
发明内容
为解决上述问题而提出本发明，本发明的目的在于提供一种能够消除 为补偿在利用振幅方法写入伺服图案时出现的伺服图案的偏移而生成数据 的需要，从而能够明显减少盘介质的制造时间的技术。本发明的另一目的 在于提供一种能够在从利用以上技术写入伺服图案的盘介质中读取伺服图 案时减少偏移影响的技术。
为了解决以上问题，根据本发明的第一方面，提供了一种伺服图案写 入装置，该伺服图案写入装置使用写入头来根据振幅方法在记录介质上写 入伺服图案，该伺服图案写入装置包括偏移量检测部，其检测写入头在 磁道正交方向上相对于其基准位置的偏移量；以及写入部，其与伺服图案 写入相位量相对应地写入伺服图案，该伺服图案写入相位量是为了在解调 伺服图案时对通过所述偏移量检测部检测到的偏移量进行补偿而设定的。
在根据本发明的伺服图案写入装置中，伺服图案包括多个脉冲图案， 并且所述相位量对应于要写入在一个磁道上的第一脉冲图案与跟随所述第 一脉冲图案的第二脉冲图案之间的延迟量。
此外，根据本发明的第二方面，提供了一种伺服图案写入方法，该伺 服图案写入方法使用写入头来根据振幅方法在记录介质上写入伺服图案， 该伺服图案写入方法包括以下步骤偏移量检测步骤，其检测写入头在磁 道正交方向上相对于其基准位置的偏移量；以及写入步骤，其与伺服图案 写入相位量相对应地写入伺服图案，所述伺服图案写入相位量是为了在解 调伺服图案时对通过所述偏移量检测步骤检测到的偏移量进行补偿而设定 的。
此外，根据本发明的第三方面，提供了一种伺服图案读取装置，其从 记录介质上读取己根据振幅方法写入的伺服图案，该伺服图案读取装置包 括相位量检测部，其检测伺服图案之间的相位量；以及解调部，其通过 基于由所述相位量检测部所检测的相位量而对伺服图案相对于其基准位置 的偏移量进行补偿，来解调伺服图案。
此外，根据本发明的第四方面，提供了一种伺服图案读取方法，其从 记录介质读取已根据振幅方法写入的伺服图案，该伺服图案读取方法包括 以下步骤相位量检测步骤，其检测伺服图案之间的相位量；以及解调步 骤，其通过基于由所述相位量检测步骤检测到的相位量而对伺服图案相对 于其基准位置的偏移量进行补偿，来解调伺服图案。
根据本发明，可以消除为了补偿在利用振幅方法写入伺服图案时出现 的伺服图案的偏移而生成数据的需要，并从而可以明显减少盘介质的制造 时间。
此外，根据本发明，当从具有以上优点的盘介质中读取伺服图案时可 以减少偏移的影响。
图1是用于说明本发明的第一实施方式的STW的框图2A和2B是用于说明第一实施方式的操作的概念图，图中示出了 已写入在磁道上的伺服图案；
图3是示出偏移量与相位量(延迟量)之间的关系的图； 图4是示出根据第一实施方式的操作的流程图； 图5是示出磁盘驱动器的解调电路部分的框图； 图6是示出已读取的振幅与相位之间的关系的表； 图7是示出伺服图案的读取操作的流程图8示出了表示在根据脉冲信号生成PES信号的情况下的位置与输出 振幅之间的关系的图9是在写入脉冲B的位置已在图8的状态的下偏移的情况下位置与 输出振幅之间的关系的图10A是表示在未进行根据第二实施方式的补偿的情况下获得的读 取操作的结果的图； 、
图10B是表示在进行了根据第二实施方式的补偿的情况下获得的读 取操作的结果的图11是示出磁盘驱动器的结构图12是示出记录介质上的伺服图案的图13是示出伺服图案的结构的实施例的图14是示出利用脉冲A到D的伺服图案的实施例的图15A和15B示出了要在目标磁道上写入伺服图案的实施例；以及 图16A和16B示出了其位置从目标磁道中心偏移的伺服图案的实施例。
具体实施例方式
以下将参照附图描述本发明的实施方式。 <第一实施方式〉
作为第一实施方式，将对根据本发明的伺服图案写入装置/方法进行描述。
图1是示出用作根据本发明的伺服图案写入装置的STW的框图。STW 具有时钟信息存储介质(例如，磁盘)l和时钟头2。 STW使用时钟头2 来读取时钟定时并使PLL同步电路3在时钟定时工作，从而允许伺服图案 生成器4生成伺服图案。
接着，STW完全与主轴电机5 (SPM)同步地、根据从时钟信息存储 介质1中读出的定时在另一介质7(用于记录伺服图案的介质)上使用写 入头6写入利用伺服图案生成器4获得的伺服图案。通常将光学位置传感 器8用于由音圈电机(VCM) 9执行的磁头定位控制。然而，在本实施方 式中，该光学位置传感器8也被用作用于检测与目标磁道的偏移(在垂直 方向上与磁道基准位置的偏移)量的传感器，并且将该检测到的偏移量输 入到延迟量调整电路10。
延迟量调整电路10根据来自伺服图案生成器4和位置传感器8的输 出来调整与伺服图案的相位量相对应的延迟量，并将伺服图案写入在用于 记录伺服图案的介质7上。位置传感器8对应于本发明的偏移量检测部， 而写入头6和延迟量调整电路10对应于本发明的写入部。
这里，将以概念上的方式说明本实施方式中的操作。
如上述现有技术中的情况，假设伺服图案具有如图14所示的图案。 在根据本实施方式的操作中，当写入图16B所示的脉冲B时，使与从位置 传感器8获得的偏移量相对应的补偿量与要写入的图案的相移量(延迟量) 成比例，并且如图2B所示将写入脉冲B的启动定时延迟S的延迟量。图2A示出和图16A所示的图案一样的图案。例如，如下进行补偿。如果写入头位于磁道正交方向上的理想位置， 则将相移量设定为0。如果写入头的位置与该理想位置偏移，则对每lnm 的偏移量将写入脉冲B的启动定时移动(延迟)0,1 ns。假设要写入的信 号的频率是100MHz，其循环时间是10ns。就相位量而言，获得了 3.6[度] (=360*0.1/10)的相位量。尽管可以任意确定偏移量与相移量之间的对 应关系，但是相移量超出脉冲宽度的设定是没有意义的。图3示出了在STW时相位根据写入头在磁道方向上的偏移量而移动 的关系。如果在图2B所示的状态下所述头与目标位置的偏移量是10 nm， 则写入脉冲B的启动定时延迟1 ns。在针对每个扇区和每个磁道写入伺服 图案时重复该操作。如上所述，通过所述头与目标磁道的偏移量所对应的 移动量来写入脉冲B。图4是示出位置图案的写入操作以说明根据本实施方式的操作的流程图。将写入头6移动到预定位置(步骤S1)，并在该位置写入脉冲A (步 骤S2)。接着，将写入头6移动到预定位置(步骤S3)，并同时，根据来 自位置传感器8的位置信号来检测写入头6在磁道正交方向上与该写入头 6的基准位置的偏移量，利用与该偏移量对应的延迟量(相位量)写入脉 冲B (步骤S4)。接着，确定当前磁道是否是最后一个磁道(步骤S5)。 在当前磁道是最后一个磁道的情况(步骤S5中的是)的情况下，该流程 结束。否则(步骤S5的否)，流程返回步骤S1，从该步骤起重复与如上所 述相同的操作。在一些STW系统中，没有设置这种时钟头。然而，在这种情况下， 设置了用于获得与介质的旋转同步的信号的装置来替代该时钟头，并且该 获得的信号可以用来替代来自该时钟头的所述输入。此外，存在一些没有设置光学位置传感器的STW系统。然而，在这 种情况下，可以使用用于识别磁头位置的装置(例如，已被写入的另一伺 服图案的位置信息)来替代所述传感器输入。在进行STW时执行根据本发明的写入操作，并例如在磁盘驱动器中
解调伺服信息时执行对应于补偿的解调，从而如随后在图10中所述地使RRO接近于0。<第二实施方式>'作为第二实施方式，将对根据本发明的伺服图案读取装置/方法进行描 述。将该第二实施方式应用于例如在磁盘驱动器上解调伺服图案的情况。图5是示出第二实施方式中的磁盘驱动器的主要部件(解调电路部分) 的框图。如图5所示的磁盘驱动器包括磁盘17，其作为通过主轴电机 15旋转的记录介质；读取头18,其从磁盘17读取信息；高速ADC 19， 其以高速将通过读取头18读取的模拟信号转换为数字信号；DFT 20，其 对通过高速ADC 19获得的数字信号执行离散傅立叶变换；振幅寄存器(A 到D)，其根据DFT20的输出信号来存储相应脉冲(脉冲图案)A、 B、 C 和D的振幅；以及相位寄存器(A到D)，其存储相应脉冲的相位(延迟 量)。将振幅寄存器(A到D)和相位寄存器(A到D)的输出经由总线发 送给处理器21。在上述结构中，通过高速ADC 19将来自读取头18的读取信号转换 为数字值。针对脉冲A、 B、 C和D的相应区域执行DFT，并且在相应的 寄存器中设定与脉冲A、 B、 C和D的基频相关的振幅信息以将该振幅信 息发送给处理器21。图6是示出读取信息的表。图7是示出用于获得上述 信息的解调操作的流程图。高速ADC 19、 DFT 20、振幅寄存器A到D以 及相位寄存器A到D对应于本发明的相位量检测部。处理器21对应于本 发明的解调部，该解调部使用构成伺服图案的脉冲的相位量和振幅来解调 该伺服图案。在图7所示的解调操作中，读取脉冲A、 B、 C和D(步骤Sll、 S14、 S17和S20)，对所读取的脉冲A、 B、 C和D执行DFT (步骤S12、 S15、 S18和S21)，并在相应的寄存器中写入所述脉冲的振幅和相位(步骤S13、 S16、 S19和S22)。在获得所有所述脉冲的振幅和相位之后，处理器21使 用以下等式(3)和(4)来执行校正(解调)处理(步骤S23)。在典型(常规)方法中，计算脉冲A与脉冲B之间的差以及脉冲C
与脉冲D之间的差，所得值是表示与磁道中心的偏移的位置误差信号(PES)。<formula>formula see original document page 11</formula> (2)在本实施方式中，移动量包括对应于相移的补偿信号，从而考虑表示 相位的项。<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是图3所示的相位与偏移量之间的转换因子。当写 入脉冲A和C时，通常将其相移设定为O，从而可以省略该项。由于通常 仅利用脉冲A、 B、 C和D的振幅不可能在介质的所有位置都获得线性信 号，因此分别根据脉冲A、 B和脉冲C、 D生成PES N和PES Q。图8和9分别示出了 PES N与对应于脉冲A和B的位置的输出振幅 之间的关系。图8是通过利用等式(1)和(2)所获得的情况，其中在写 入脉冲B时在磁道正交方向上没有发生偏移。如图9中的虚线所示，在写入脉冲B时在磁道方向上发生偏移的情况 下，在根据仅使用振幅的等式(1)和(2)的方法中无法使PES表现出正 确值。可以通过利用等式(3)和(4)将偏移测量值(虚线)调整回到正 确值(实线)。图10A示出了与磁道的一周旋转相对应的解调信号，其中该解调信号 是在没有补偿的情况下写入的。该信号表示磁头位置以代表位置误差，从 而该信号被称为PES (位置误差信号)。图10B示出了在进行了根据本实 施方式的补偿的情况下获得的PES信号。在存在如图IOA所示的RRO的情况下，相邻磁道之间的间隔并不保 持恒定。在确定例如磁盘驱动器中的磁头位置时，添加有诸如风扰动、来 自外部的振动或者在电路中产生的噪声的随机分量。如果相邻磁道之间的 间隔在这种情况下变小，则存在对一磁道的写入操作会擦除记录在相邻磁 道上的数据的危险。为了避免这种情况，在写入操作时对PES信号提供预定阈值，并且如
果超过该预定阈值，则取消该写入操作。在这种情况下，在下一周旋转或 以后再次执行该写入操作，明显降低了数据传输速率。通过应用根据本实施方式的补偿来降低RRO值，如图10B所示，写裕量变大，从而防止了 性能的劣化或者对相邻磁道上的数据的错误擦除。
权利要求
1、一种伺服图案写入装置，该伺服图案写入装置使用写入头来根据振幅方法在记录介质上写入伺服图案，该伺服图案写入装置包括偏移量检测部，其检测写入头在磁道正交方向上相对于其基准位置的偏移量；以及写入部，其与伺服图案写入相位量相对应地写入伺服图案，所述伺服图案写入相位量是为了在解调所述伺服图案时对由所述偏移量检测部检测到的偏移量进行补偿而设定的。
2、 根据权利要求1所述的伺服图案写入装置，其中， 所述伺服图案包括多个脉冲图案，并且所述相位量对应于要写入在一个磁道上的第一脉冲图案与跟随所述 第一脉冲图案的第二脉冲图案之间的延迟量。
3、 根据权利要求1所述的伺服图案写入装置，其中， 所述记录介质是磁盘。
4、 一种伺服图案写入方法，该伺服图案写入方法使用写入头来根据 振幅方法在记录介质上写入伺服图案，该伺服图案写入方法包括以下步骤偏移量检测步骤，其检测写入头在磁道正交方向上相对于其基准位置 的偏移量；以及写入步骤，其与伺服图案写入相位量相对应地写入伺服图案，所述伺 服图案写入相位量是为了在解调所述伺服图案时对由所述偏移量检测步骤 检测到的偏移量进行补偿而设定的。.
5、 根据权利要求4所述的伺服图案写入方法，其中， 所述伺服图案包括多个脉冲图案，并且所述相位量对应于要写入在一个磁道上的第一脉冲图案与跟随所述 第一脉冲图案的第二脉冲图案之间的延迟量。
6、 根据权利要求4所述的伺服图案写入方法，其中， 所述记录介质是磁盘。
7、 一种伺服图案读取装置，其从记录介质上读取己根据振幅方法写入的伺服图案，该伺服图案读取装置包括相位量检测部，其检测伺服图案之间的相位量；以及解调部，其通过基于由所述相位量检测部检测到的相位量而对伺服图案相对于其基准位置的偏移量进行补偿，来解调伺服图案。
8、 根据权利要求7所述的伺服图案读取装置，其中，所述伺服图案包括多个脉冲图案，并且 所述相位量对应于要写入在一个磁道上的第一脉冲图案与跟随所述 第一脉冲图案的第二脉冲图案之间的延迟量。
9、 根据权利要求7所述的伺服图案读取装置，其中， 所述伺服图案读取装置是磁盘驱动器。
10、 一种伺服图案读取方法，其从记录介质上读取已根据振幅方法写入的伺服图案，该伺服图案读取方法包括以下步骤相位量检测步骤，其检测伺服图案之间的相位量；以及解调步骤，其通过基于由所述相位量检测步骤检测到的相位量而对伺服图案相对于其基准位置的偏移量进行补偿，来解调伺服图案。
11、 根据权利要求10所述的伺服图案读取方法，其中， 所述伺服图案包括多个脉冲图案，并且所述相位量对应于要写入在一磁道上的第一脉冲图案与跟随所述第 一脉冲图案的第二脉冲图案之间的延迟量。
12、 根据权利要求10所述的伺服图案读取方法，其中所述记录介质是磁盘。
全文摘要
本发明公开了一种伺服图案写入装置及方法、伺服图案读取装置及方法。提供了一种能够消除为了补偿在利用振幅方法写入伺服图案时出现的伺服图案的偏移而生成数据的需要，从而能够明显减少盘介质的制造时间的技术。该伺服图案写入装置使用写头来根据振幅方法在记录介质上写入伺服图案，该伺服图案写入装置包括位置传感器(8)，其检测写入头在磁道正交方向上相对于其基准位置的偏移量；以及延迟量调整电路(10)，其与伺服图案写入相位量相对应地写入伺服图案，所述伺服图案写入相位量是为了在解调伺服图案时对通过位置传感器(8)所检测的偏移量进行补偿而设定的。
文档编号G11B5/596GK101211568SQ20071016263
公开日2008年7月2日 申请日期2007年10月15日 优先权日2006年12月28日
发明者笹本达郎 申请人:富士通株式会社