ディスク記憶装置のサーボ書込み装置及びサーボ書込み方法
【課題】常に一定の書き込み間隔で、マルチスパイラルサーボパターンを書き込むことができるサーボ書込み装置を提供することにある。
【解決手段】マルチスパイラルサーボパターンを書き込むサーボ書込み装置において、シークの開始タイミングを決定するサーボクロックを生成するサーボコントローラ２０と、ディスク媒体１０上に書き込むマルチスパイラルサーボパターンの間隔を決定するセクタインデックスパルスを生成するサーボパターン生成部１９と、サーボクロック及びセクタインデックスパルスの位相差を測定するクロック位相差測定ユニット２１と、測定された位相差を調整するコントローラ２２とを備えた構成である。
【解決手段】マルチスパイラルサーボパターンを書き込むサーボ書込み装置において、シークの開始タイミングを決定するサーボクロックを生成するサーボコントローラ２０と、ディスク媒体１０上に書き込むマルチスパイラルサーボパターンの間隔を決定するセクタインデックスパルスを生成するサーボパターン生成部１９と、サーボクロック及びセクタインデックスパルスの位相差を測定するクロック位相差測定ユニット２１と、測定された位相差を調整するコントローラ２２とを備えた構成である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスク記憶装置のサーボパターンの書込み技術に関し、特に、スパイラルサーボパターンのサーボ書込み技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ハードディスクドライブを代表とするディスク記憶装置（以下、ディスクドライブと表記する場合がある）では、データの記録媒体であるディスク媒体上には、ヘッドの位置決め制御に使用されるサーボパターン（サーボデータ）が記録されている。ディスクドライブは、ヘッドにより読出されたサーボパターンを使用して、ディスク媒体上での目標位置（目標トラック）にヘッドを位置決め制御する。
【０００３】
ディスク媒体上に記録されるサーボパターンは、通常では周方向に一定間隔で配置される複数のサーボセクタを有し、これらのサーボセクタにより同心円状のサーボトラックを構成する。ディスクドライブは、ヘッドをサーボパターンに基づいて位置決めし、このヘッドでディスク媒体上にユーザデータを記録することで、同心円状のデータトラックを構成する。
【０００４】
ところで、サーボパターンは、ディスクドライブの製造工程に含まれるサーボ書込み工程により、ディスク媒体上に記録される。サーボ書込み工程において、ディスク媒体上にベースパターンとなる螺旋状のサーボパターン（以下、スパイラルサーボパターンと表記する）の複数本を記録する方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００５】
この方法によるサーボ書込み工程では、製品として出荷されるディスクドライブに組み込まれる前のディスク媒体上に、例えば専用のサーボトラックライタ（ＳＴＷ）により、複数本のスパイラルサーボパターン（マルチスパイラルサーボパターン）が記録される。この後に、ディスク媒体がディスクドライブに組み込まれて、このディスクドライブによるセルフサーボ書込み方法により、ディスク媒体上には製品として使用される指定のサーボパターン（便宜的に指定サーボパターンと表記する）が書き込まれる。この指定サーボパターンは、前述した同心円状のサーボトラックを構成するサーボパターンである。
【特許文献１】米国特許公報ＵＳＰ ６，９６５，４８９Ｂ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
マルチスパイラルサーボパターンの書込み方法では、ディスク媒体上に予め記録されたクロックパターンからクロックヘッドにより生成したクロックに基づいて、ヘッドのシーク開始タイミングを生成する。ディスク媒体上の半径方向にヘッドをシークさせながら、ディスク媒体上の全面にマルチスパイラルサーボパターンを書き込む。
【０００７】
ヘッドのシーク制御は、サーボトラックライタのサーボコントローラにより実行される。サーボコントローラは、サーボクロックに同期してヘッドのシーク動作を実行する。ここで、ヘッドのシーク開始タイミングとサーボクロックの同期が取れない場合には、マルチスパイラルサーボパターンの書き込み間隔が不均一になる。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、常に一定の書き込み間隔で、マルチスパイラルサーボパターンを書き込むことができるサーボ書込み装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の観点に従ったサーボ書込み装置は、データの読出し、書き込みを行なうためのヘッド及びデータを記録するディスク媒体を有するディスク記憶装置のサーボ書込み装置において、前記ヘッドを前記ディスク媒体上の半径方向にシークさせるヘッド移動機構と、前記シークの開始タイミングを決定するサーボクロックを生成する手段と、前記ディスク媒体上に書き込むマルチスパイラルサーボパターンの間隔を決定するセクタインデックスパルスを生成する手段と、前記サーボクロック及び前記セクタインデックスパルスに基づいて、前記ヘッドにより前記ディスク媒体上に前記マルチスパイラルサーボパターンを書き込むライト手段と、前記サーボクロック及び前記セクタインデックスパルスの位相差を測定する測定手段と、前記測定手段により測定された位相差を調整する調整手段とを備えた構成である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、常に一定の書き込み間隔で、マルチスパイラルサーボパターンを書き込むことができるサーボ書込み装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００１２】
（サーボトラックライタの構成）
図１は、本実施形態に関するサーボトラックライタの要部を示すブロック図である。
【００１３】
サーボトラックライタ１は、マルチスパイラルサーボパターンの書込み対象であるディスク媒体１０を回転させるスピンドルモータ（ＳＰＭ）１１、及びアクチュエータ１３を有する。ディスク媒体１０は、当該ライタ１によりマルチスパイラルサーボパターンが書き込みされると、製品として出荷するディスクドライブに組みこまれる。ディスクドライブは、セルフサーボ書込み機能により、マルチスパイラルサーボパターンに基づいて、ディスク媒体１０に、製品として最終的に使用されるサーボパターン（同心円状サーボパターン）を書き込むことになる。本実施形態では、当該セルフサーボ書込み機能については説明を省略する。
【００１４】
スピンドルモータ１１には、回転に同期したクロックパルスが発生するエンコーダが含まれている。ＳＰＭドライバ１６は、スピンドルモータ１１に駆動電流を供給して、回転駆動を制御する。また、ＳＰＭドライバ１６は、エンコーダから出力されるクロックを入力し、サーボパターン生成部１９に回転に同期した当該クロックを出力する。
【００１５】
アクチュエータ１３は、磁気ヘッド１２を搭載しており、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１４の駆動により、ディスク媒体１０上の半径方向にヘッド１２を移動（シーク）させるヘッド移動機構である。磁気ヘッド１２は、ディスク媒体１０上からデータ（マルチスパイラルサーボパターンやクロックパターン）を読出すためのリードヘッドと、マルチスパイラルサーボパターンをディスク媒体１０上に書き込むライトヘッドとを分離して実装している。
【００１６】
ＶＣＭ１４は、ＶＣＭドライバ１８から供給される駆動電流により駆動する。さらに、アクチュエータ１３は、光学的な位置決めセンサ（ヘッド）１５を搭載している。位置決めセンサ１５は、ＶＣＭ１４の位置情報、即ちディスク媒体１０上の半径方向でのヘッド１２の位置に相当する位置情報を、サーボコントローラ２０に出力する。
【００１７】
さらに、サーボトラックライタ１は、ヘッドアンプ１７、サーボパターン生成部１９、サーボコントローラ２０、クロック位相差測定ユニット２１及びコントローラ２２を有する。
【００１８】
ヘッドアンプ１７は、サーボパターン生成部１９により生成されるマルチスパイラルサーボパターンに対応するライト信号を増幅してヘッド１２に出力する。ヘッド１２に含まれるライトヘッドは、当該ライト信号に対応するマルチスパイラルサーボパターンをディスク媒体１０上に書き込む。
【００１９】
サーボパターン生成部１９は、マルチスパイラルサーボパターン以外に、後述するセクタインデックスパルスＳＰを生成し、コントローラ２２とクロック位相差測定ユニット２１に出力する。
【００２０】
サーボコントローラ２０は、位置決めセンサ１５からの位置情報に基づいて、ＶＣＭドライバ１８を介してアクチュエータ１３を制御し、ヘッド１２をディスク媒体１０上の指定位置に位置決め制御（シーク動作を含む）する。サーボコントローラ２０は、シーク動作に同期するサーボクロックを生成する。
【００２１】
クロック位相差測定ユニット２１は、セクタインデックスパルスＳＰと、サーボコントローラ２０から出力される位置誤差信号ＰＥＳの立上りタイミングとの時間差を測定し、クロック位相誤差を示す測定値ＣＰＥをコントローラ２２に出力する。
【００２２】
サーボコントローラ２０は、内部で生成するサーボクロックに同期して、位置誤差信号ＰＥＳを出力する。この位置誤差信号ＰＥＳは、ヘッド１２をディスク媒体１０上に位置決めすべき指定位置と、位置決めセンサ１５からの位置情報である現在位置との誤差を示す信号である。コントローラ２２は、サーボトラックライタ１のメイン制御装置であり、例えばパーソナルコンピュータからなる。
【００２３】
（マルチスパイラルサーボパターンの書込み動作）
以下、図２から図９を参照して、本実施形態のマルチスパイラルサーボパターンの書き込み動作を説明する。
【００２４】
コントローラ２２は、ＳＰＭドライバ１６、サーボパターン生成部１９、サーボコントローラ２０を起動させる。ＳＰＭドライバ１６により、ディスク媒体１０は回転する。
【００２５】
サーボパターン生成部１９は、図２に示すように、マルチスパイラルサーボパターンのセクタ０から始まるセクタ毎にセクタインデックスパルスＳＰを生成する。コントローラ２２は、セクタインデックスパルスＳＰをトリガとして、サーボコントローラ２０にシーク開始信号を発行する。サーボコントローラ２０は、シーク開始信号直後のサーボクロックのタイミングでヘッド１２のシーク動作を実行するように制御する。
【００２６】
図２に示すように、例えばセクタ０のセクタインデックスパルスＳＰをトリガとしたコントローラ２２の発行するシーク開始信号直後のサーボクロックのタイミングで、サーボコントローラ２０は、ヘッド１２のシーク動作を開始する。ヘッドシーク軌道では、サーボコントローラ２０は、シーク開始の加速時とシーク終了の減速時を除いて、等速度となるように制御する。
【００２７】
サーボパターン生成部１９は、シーク開始と同時に、スパイラルサーボパターンを生成する。ヘッド１２のライトヘッドは、ディスク媒体１０上の最内周から最外周方向にシークするときに、ディスク媒体１０上にマルチスパイラルパターンを書き込む。ここで、マルチスパイラルパターンは、１セクタ当たり２本のスパイラルサーボパターンからなる。このため、図２に示すように、２回目の書き込み動作では、セクタインデックスパルスの中間でパルスＳＰｍを発生させて、このパルスＳＰｍのタイミングで、セクタ０の場合と同様にしてマルチスパイラルパターンが書き込まれる。以後同様にして、図２に示すように、セクタ１、セクタ１とセクタ２の中間、セクタ２の順番に繰返し書き込みが実行されて、サーボセクタ数の２倍のマルチスパイラルパターンが書き込まれる。以下、セクタインデックスパルスの中間で発生するパルスＳＰｍを含めて、セクタインデックスパルスＳＰと呼ぶ。
【００２８】
以上のような書き込み動作により、サーボトラックライタ１は、図３に示すように、セクタインデックスパルスＳＰに同期した等間隔の各スパイラルサーボパターンからなるマルチスパイラルサーボパターン１００を、ディスク媒体１０上に書き込むことになる。
【００２９】
ここで、図５は、ディスク媒体１０上に書き込まれたマルチスパイラルサーボパターンにおいて、各スパイラルサーボパターンの間隔５０，５１に周期的な不均一が発生し、等間隔にならない状態を示す。このような状態が発生する要因を、図４を参照して説明する。
【００３０】
一般的に、セクタインデックスパルスＳＰの周期は、ＳＰＭ１１の回転数調整により、サーボクロック周期の整数倍にする必要がある。しかし、実際のサーボトラックライタでは、調整誤差のため、例えば、セクタインデックスパルスＳＰの周期が４０．００２５μsであり、サーボクロック周期が２０．０００００μsとなり、正確に整数倍とならないことが多い。
【００３１】
図４は、セクタインデックスパルスＳＰの周期と、サーボクロック周期とのタイミングを示す図であり、整数倍からのずれ量が０．００２５μsであることを示す。ここで、１本分のスパイラルサーボパターンを書き込むためのシーク時間が７３０ｍｓ（往復分）である。また、図４は、ｎ番目のスパイラルサーボパターンの書込み時のセクタインデックスパルスＳＰと、サーボクロックとの位相差が１０μsであることを示す。
【００３２】
即ち、サーボクロック周期の整数倍からのずれの割合は、サーボクロックの１クロック（４０.００２５μs）当たり０．００２５μsであるから、６２．５[ppm]となる。１回シークする毎に、セクタインデックスパルスＳＰに対して、サーボクロックの位相は、「７３０ms ×６２．５[ppm]＝４５．６μs」分だけ進む。このため、セクタインデックスパルスＳＰの周期４０．００２５μsとの差分５．６μsづつ、サーボクロックは、セクタインデックスパルスＳＰに対して位相が進むことになる。ｎ＋２番目のスパイラルサーボパターンの書込み時には、サーボクロックの１クロック分のずれが発生する。
【００３３】
このようなセクタインデックスパルスＳＰに対するサーボクロックのクロックのずれ（位相差）により、マルチスパイラルサーボパターンの間隔に周期的なバラツキ（不均一）が発生する。また、正確に整数倍に調整されていれば、各スパイラルサーボパターンの間隔は４０．００２５μsとなるが、５．６μsの位相シフトの発生により、スパイラルサーボパターンの間隔は３４．４μsとなる。
【００３４】
以上のようなセクタインデックスパルスＳＰの周期と、サーボクロック周期の整数倍からのずれは、サーボトラックライタのハードウエア及びソフトウェアの周波数設定分解能による調整誤差が大きな原因となる。これ以外にも、ＳＰＭドライバ１６の発振器およびサーボコントローラ１９の発振器の発振周波数誤差、あるいは温度特性などにも影響される。また、各発振器の温度特性の相違や環境温度変化に応じて、セクタインデックスパルスＳＰの周期とサーボクロック周期とのずれ量は、経時的に変化する。
【００３５】
そこで、本実施形態のサーボトラックライタは、クロック位相差測定ユニット２１を有し、セクタインデックスパルスＳＰとサーボクロックとの位相差（クロック位相差と表記する）を測定する。コントローラ２２は、クロック位相差測定ユニット２１からの測定値ＣＰＥを使用して、当該クロック位相差を常に一定に保持するように調整する。これにより、ディスク媒体１０上に書き込むマルチスパイラルサーボパターンの間隔を、等間隔（一定または均一）にすることを実現する。
【００３６】
コントローラ２２は、セクタインデックスパルスＳＰとサーボクロックの位相差を、マルチスパイラルサーボパターンを書き込むときのヘッド１２のシーク時間（１往復の時間）に基づいて調整する。具体的には、コントローラ２２は、１シークの時間でサーボクロック周期の整数倍周期（２０μs、４０μs、６０μs・・・）がシフトするようにシーク時間を調整する。コントローラ２２は、マルチスパイラルサーボパターンの書込み終了後に、最外周または最内周でヘッド１２がオントラック状態のときに、遅延時間を加えてシーク時間の調整処理を実行する。
【００３７】
以下、本実施形態のクロック位相差の調整処理について具体的に説明する。
【００３８】
まず、コントローラ２２は、ヘッド１２による書き込み時のシーク開始時のクロック調整誤差分、およびサーボコントローラ１９の発振器の発振周波数誤差分のクロック位相差調整用遅延時間を初期値として設定する。ここで、クロック調整誤差分によるクロック位相ずれ速度をＰ０、発振器の周波数誤差分によるクロック位相ずれ速度をＰ１、遅延時間０のときのシーク時間（１セクタ分の１往復時間）をＴ０、遅延時間初期値をＴＤｅｌａｙ、サーボクロック周期をＴＳＶＲ、ｎを整数とすると、下記式（１）が得られる。
【００３９】
【数１】
【００４０】
この式（１）から、下記式（２）が得られる。
【００４１】
【数２】
【００４２】
本実施形態では、ｎ＝３、ＴＳＶＲ＝２０μs、Ｐ０＝６２．５[ppm]、Ｐ１＝１６．３[ppm]、Ｔ０＝６００msなので、前記式（２）より、遅延時間の初期値（ＴＤｅｌａｙ）は、１６１msとなる。
【００４３】
以上のように、遅延時間の初期値を設定することにより、クロック調整誤差及び発振器の周波数誤差によるクロック位相差を補正できるが、経時的に変化するライタ１の環境温度や発振器の温度特性の影響分についても補正する必要がある。
【００４４】
以下、図６及び図７のフローチャートを参照して、セクタインデックスパルスＳＰとサーボクロックの位相差調整処理（タイミング同調処理）の方法を説明する。この方法により、経時的なクロック位相差の変化を補正することが可能となる。
【００４５】
コントローラ２２は、スパイラルサーボパターンの書込みセクタ番号ｍをセットする（ステップＳ１）。ここでは、セクタ０から始めるので０をセットする。さらに、ダミーシーク回数Ｎを０に初期化する。ダミーシーク動作では、コントローラ２２は、クロック位相差測定ユニット２１から、セクタインデックスパルスＳＰとサーボクロックのクロック位相差の測定値ＣＰＥを入力し、クロック位相差の判定用データを取得する。このダミーシーク動作時には、スパイラルサーボパターンを書き込まずに、ヘッド１２のシーク動作だけを実行する。コントローラ２２は、遅延時間の初期設定値Ｄを記憶する。
【００４６】
次に、コントローラ２２は、ダミーシーク回数をインクリメントし、ヘッド１２をディスク媒体１０上の最内周へシークさせる（ステップＳ２，Ｓ３）。コントローラ２２は、設定したセクタ番号ｍのセクタインデックスパルスＳＰの検出を待つ（ステップＳ４，Ｓ５）。
【００４７】
コントローラ２２は、セクタインデックスパルスＳＰを検出すると、ヘッド１２をディスク媒体１０上の最外周へシークさせる（ステップＳ５のＹＥＳ，Ｓ６）。ここで、ダミーシーク動作時のため、ライトヘッドによるスパイラルサーボパターンの書き込み動作は禁止の状態である。
【００４８】
コントローラ２２は、最外周へシーク完了後に、ヘッド１２のオントラック状態で遅延時間の初期設定時間Ｄだけ待つ（ステップＳ７）。コントローラ２２は、最外周へのシーク開始時に測定したクロック位相差の測定値を取得して、内部レジスタに保存する（ステップＳ８）。そして、コントローラ２２は、ダミーシーク回数が所定の回数Ｎ（例えばＮ＝１０）に達したかを判定し、例えばダミーシーク動作を１０回行なうまで前述の処理を繰り返す（ステップＳ９のＮＯ）。
【００４９】
１０回分のダミーシーク動作を繰り返すと、コントローラ２２は、図７に示すような処理を実行する（ステップＳ９のＹＥＳ）。
【００５０】
即ち、コントローラ２２は、ダミーシーク動作時に取得したクロック位相差の測定データから、クロック位相差およびクロック位相差変化量を計算する（ステップＳ１０）。コントローラ２２は、クロック位相差が一定となる遅延時間を計算する。具体的には、以下のような計算を実行する。
【００５１】
クロック位相差測定値データ（ｔ１，ｔ２，・・・ｔ１０）の１０個のデータの差分ｄｎを計算する（下記式（３）を参照）。
【００５２】
【数３】
【００５３】
ここで、差分データｄｎのうち、クロックずれが起きているデータを除外する。有効とするデータの条件は、下記式（４）に示す。
【００５４】
【数４】
【００５５】
コントローラ２２は、有効な差分データｄｎのうち、最新のデータから遅延時間の補正値を計算する。ここで、有効で最新のｄｎをｄｋとし、この時のクロック位相ずれ速度をＰｋとし、遅延時間の初期値Ｄを含めたシーク時間（１セクタの１往復分）をＴＳＫ、サーボクロック周期をＴＳＶＲ、遅延時間の補正値をＤＴＤｅｌａｙとすると、下記式（５）が得られる。
【００５６】
【数５】
【００５７】
この式（５）から、次式（６）が得られる。
【００５８】
【数６】
【００５９】
また、遅延時間の補正値ＤＴＤｅｌａｙから、下記式（７）により有効で最新ｄｋを計算できる。
【００６０】
【数７】
【００６１】
前記式（６），（７）から、下記式（８）を得ることができる。
【００６２】
【数８】
【００６３】
さらに、遅延時間の初期値をＴＤｅｌａｙとすると、新たに設定する遅延時間Ｔ１は、下記式（９）から算出できる。
【００６４】
【数９】
【００６５】
コントローラ２２は、前述のように補正した遅延時間をセットする（ステップＳ１１）。次に、コントローラ２２は、ヘッド１２をディスク媒体１０上の最内周へシークさせる（ステップＳ１２）。コントローラ２２は、最新のクロック位相差およびクロック位相変化量からクロック位相差の判定を実行し、スパイラルサーボパターンの書き込み動作を実行するか、またはダミーシーク動作でクロック位相差の適正化を実行するかの判定を行う（ステップＳ１３）。
【００６６】
ここで、最新のクロック位相差をＴｋとし、最新のクロック位相変化量ｄｋとし、セクタインデックスパルス検出のタイミングから、サーボコントローラ２０の位置誤差信号出力までの処理時間をＴＦＭとし、サーボクロック周期をＴＳＶＲとし、ｎを整数とすると、サーボパターン書込み許可の判定条件は、クロックずれの起きない条件として、下記条件式（１０）により定義できる。
【００６７】
【数１０】
【００６８】
コントローラ２２は、クロック位相判定で、スパイラルサーボパターンの書込み許可となった場合には、セクタ番号を１つインクリメントし、ライトゲートをＯＮにする（ステップＳ１３のＹＥＳ，Ｓ１４，Ｓ１５）。書込み不許可となった場合は、ライトゲートをＯＦＦにする（ステップＳ１３のＮＯ，Ｓ１６）。
【００６９】
いずれの場合も、コントローラ２２は、設定した番号のセクタインデックスパルスＳＰを検出するまで待つ（ステップＳ１７，Ｓ１８）。コントローラ２２は、セクタインデックスパルスＳＰを検出すると、ヘッド１２をディスク媒体１０上の最外周へシークさせる（ステップＳ１８のＹＥＳ，Ｓ１９）。ここで、スパイラルサーボパターン書込み許可の場合には、ライトヘッドによりスパイラルサーボパターンが書き込まれる。
【００７０】
コントローラ２２は、最外周へのシーク開始のときに、クロック位相差測定ユニット２１からクロック位相差の測定値ＣＰＥを取得し、シーク終了後にレジスタに保存する（ステップＳ２０）。レジスタには、ダミーシーク動作時に取得したデータも含めて、最新の１０個までのデータを保持し、古いデータは更新される。
【００７１】
コントローラ２２は、セクタインデックス番号をチェックし、最終セクタ番号（ここでは、３３６）でない場合は、前述のステップＳ１０からの処理を繰返して、マルチスパイラルサーボパターンの書き込み動作を継続する（ステップＳ２１）。
【００７２】
図９は、本実施形態のクロック位相差測定ユニット２１の一例を示すブロック図である。以下、図８のタイミングチャートを参照して、クロック位相差測定ユニット２１の構成を説明する。
【００７３】
クロック位相差測定ユニット２１は、図９に示すように、ウィンドウ・コンパレータ２１０と、リトリガブル単安定マルチバイブレータ（retriggerable monostable multivibrator）２１１と、発振器２１２と、カウンタ回路２１３と、インターフェース回路２１４とを有する。
【００７４】
コンパレータ２１０は、図８（Ｂ）に示すように、サーボコントローラ２０から出力される位置誤差信号ＰＥを入力して、例えば±１０Ｖレンジの位置誤差信号ＰＥを０〜５Ｖレンジに変換したパルス信号ＷＣとして出力する。位置誤差信号ＰＥＳは、図８（Ａ）に示すように、最内周から最外周へシークを開始するタイミング８０で立ち上がる。位置誤差信号ＰＥＳは、前述したように、シーク動作時にディスク媒体１０上の指定位置（目標位置）と現在位置との位置誤差を示す信号である。
【００７５】
マルチバイブレータ２１１は、コンパレータ２１０の出力ＷＣをフィルタリングし、図８（Ｃ）に示すように、最内周からシークを開始するタイミング８０の立上りエッジだけ残す信号ＭＶを出力する。
【００７６】
カウンタ回路２１３は、サーボパターン生成部１９により生成されるセクタインデックスパルスＳＰをロードし、発振器２１２から供給されるクロックのカウントを開始する。カウンタ回路２１３は、マルチバイブレータ２１１の出力ＭＶの立上りタイミングでカウント値をラッチする。インターフェース回路２１４は、シーク動作の終了後に、例えばＩＳＡバスを介して、カウンタ回路２１３のカウント値をコントローラ２２に転送する。
【００７７】
カウンタ回路２１３は、セクタインデックスパルスＳＰの立上がり時点からマルチバイブレータ２１１の出力ＭＶの立上り時点（タイミング８０）までの時間Ｔをカウントし、このカウント値を前述のクロック位相差時間の測定値ＣＰＥとして出力する。具体的には、カウンタ回路２１３は、例えば、発振器２１２からのクロック１０MHzの１２ｂｉｔカウンタであり、０．１μsステップで、４０９．６μsまでの時間測定を実行できる。
【００７８】
以上のように本実施形態によれば、セクタインデックスパルスＳＰの立上がりタイミングと、シーク動作時に出力される位置誤差信号ＰＥＳの立上りタイミングの時間差を測定し、この時間差に基づいてシーク動作完了後の遅延時間を調整する。この調整処理により、セクタインデックスパルスＳＰとサーボクロックの位相差を一定にして、結果としてディスク媒体１０上に書き込むマルチスパイラルサーボパターンの間隔を均一化（等間隔）することができる。
【００７９】
換言すれば、本実施形態は、タイミング同調機能を有するマルチスパイラルサーボパターンを書き込むサーボトラックライタを提供できる。このようなライタにより、ヘッド１２のシーク動作完了後の遅延時間を調整することで、例えば１セクタ分の往復シーク時間を調整し、シーク開始時のセクタインデックスパルスＳＰとサーボクロックの位相差を一定化することができる。これにより、各スパイラルサーボパターンを等間隔で書き込むことができるため、均一な間隔のマルチスパイラルサーボパターンをディスク媒体１０上に記録することができる。
【００８０】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施形態に関するサーボトラックライタの要部を示すブロック図。
【図２】本実施形態に関するマルチスパイラルサーボパターンの書込み方法を説明するためのタイミングチャート。
【図３】本実施形態に関するマルチスパイラルサーボパターンの一例を示す図。
【図４】本実施形態に関するセクタインデックスパルスとサーボクロックのタイミングを説明するためのタイミングチャート。
【図５】本実施形態に関するマルチスパイラルサーボパターンにおいて、等間隔でない状態を説明するための図。
【図６】本実施形態に関するクロック位相差調整処理の手順を説明するためのフローチャート。
【図７】本実施形態に関するクロック位相差調整処理の手順を説明するためのフローチャート。
【図８】本実施形態に関するクロック位相差測定ユニットの動作を説明するためのタイミングチャート。
【図９】本実施形態に関するクロック位相差測定ユニットの一例を示すブロック図。
【符号の説明】
【００８２】
１…サーボトラックライタ、１０…ディスク媒体、
１１…スピンドルモータ（ＳＰＭ）、１２…ヘッド、１３…アクチュエータ、
１４…ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）、１５…光学的な位置決めセンサ（ヘッド）、
１６…ＳＰＭドライバ、１７…ヘッドアンプ、１８…ＶＣＭドライバ、
１９…サーボパターン生成部、２０…サーボコントローラ、
２１…クロック位相差測定ユニット、２２…コントローラ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスク記憶装置のサーボパターンの書込み技術に関し、特に、スパイラルサーボパターンのサーボ書込み技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ハードディスクドライブを代表とするディスク記憶装置（以下、ディスクドライブと表記する場合がある）では、データの記録媒体であるディスク媒体上には、ヘッドの位置決め制御に使用されるサーボパターン（サーボデータ）が記録されている。ディスクドライブは、ヘッドにより読出されたサーボパターンを使用して、ディスク媒体上での目標位置（目標トラック）にヘッドを位置決め制御する。
【０００３】
ディスク媒体上に記録されるサーボパターンは、通常では周方向に一定間隔で配置される複数のサーボセクタを有し、これらのサーボセクタにより同心円状のサーボトラックを構成する。ディスクドライブは、ヘッドをサーボパターンに基づいて位置決めし、このヘッドでディスク媒体上にユーザデータを記録することで、同心円状のデータトラックを構成する。
【０００４】
ところで、サーボパターンは、ディスクドライブの製造工程に含まれるサーボ書込み工程により、ディスク媒体上に記録される。サーボ書込み工程において、ディスク媒体上にベースパターンとなる螺旋状のサーボパターン（以下、スパイラルサーボパターンと表記する）の複数本を記録する方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００５】
この方法によるサーボ書込み工程では、製品として出荷されるディスクドライブに組み込まれる前のディスク媒体上に、例えば専用のサーボトラックライタ（ＳＴＷ）により、複数本のスパイラルサーボパターン（マルチスパイラルサーボパターン）が記録される。この後に、ディスク媒体がディスクドライブに組み込まれて、このディスクドライブによるセルフサーボ書込み方法により、ディスク媒体上には製品として使用される指定のサーボパターン（便宜的に指定サーボパターンと表記する）が書き込まれる。この指定サーボパターンは、前述した同心円状のサーボトラックを構成するサーボパターンである。
【特許文献１】米国特許公報ＵＳＰ ６，９６５，４８９Ｂ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
マルチスパイラルサーボパターンの書込み方法では、ディスク媒体上に予め記録されたクロックパターンからクロックヘッドにより生成したクロックに基づいて、ヘッドのシーク開始タイミングを生成する。ディスク媒体上の半径方向にヘッドをシークさせながら、ディスク媒体上の全面にマルチスパイラルサーボパターンを書き込む。
【０００７】
ヘッドのシーク制御は、サーボトラックライタのサーボコントローラにより実行される。サーボコントローラは、サーボクロックに同期してヘッドのシーク動作を実行する。ここで、ヘッドのシーク開始タイミングとサーボクロックの同期が取れない場合には、マルチスパイラルサーボパターンの書き込み間隔が不均一になる。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、常に一定の書き込み間隔で、マルチスパイラルサーボパターンを書き込むことができるサーボ書込み装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の観点に従ったサーボ書込み装置は、データの読出し、書き込みを行なうためのヘッド及びデータを記録するディスク媒体を有するディスク記憶装置のサーボ書込み装置において、前記ヘッドを前記ディスク媒体上の半径方向にシークさせるヘッド移動機構と、前記シークの開始タイミングを決定するサーボクロックを生成する手段と、前記ディスク媒体上に書き込むマルチスパイラルサーボパターンの間隔を決定するセクタインデックスパルスを生成する手段と、前記サーボクロック及び前記セクタインデックスパルスに基づいて、前記ヘッドにより前記ディスク媒体上に前記マルチスパイラルサーボパターンを書き込むライト手段と、前記サーボクロック及び前記セクタインデックスパルスの位相差を測定する測定手段と、前記測定手段により測定された位相差を調整する調整手段とを備えた構成である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、常に一定の書き込み間隔で、マルチスパイラルサーボパターンを書き込むことができるサーボ書込み装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００１２】
（サーボトラックライタの構成）
図１は、本実施形態に関するサーボトラックライタの要部を示すブロック図である。
【００１３】
サーボトラックライタ１は、マルチスパイラルサーボパターンの書込み対象であるディスク媒体１０を回転させるスピンドルモータ（ＳＰＭ）１１、及びアクチュエータ１３を有する。ディスク媒体１０は、当該ライタ１によりマルチスパイラルサーボパターンが書き込みされると、製品として出荷するディスクドライブに組みこまれる。ディスクドライブは、セルフサーボ書込み機能により、マルチスパイラルサーボパターンに基づいて、ディスク媒体１０に、製品として最終的に使用されるサーボパターン（同心円状サーボパターン）を書き込むことになる。本実施形態では、当該セルフサーボ書込み機能については説明を省略する。
【００１４】
スピンドルモータ１１には、回転に同期したクロックパルスが発生するエンコーダが含まれている。ＳＰＭドライバ１６は、スピンドルモータ１１に駆動電流を供給して、回転駆動を制御する。また、ＳＰＭドライバ１６は、エンコーダから出力されるクロックを入力し、サーボパターン生成部１９に回転に同期した当該クロックを出力する。
【００１５】
アクチュエータ１３は、磁気ヘッド１２を搭載しており、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１４の駆動により、ディスク媒体１０上の半径方向にヘッド１２を移動（シーク）させるヘッド移動機構である。磁気ヘッド１２は、ディスク媒体１０上からデータ（マルチスパイラルサーボパターンやクロックパターン）を読出すためのリードヘッドと、マルチスパイラルサーボパターンをディスク媒体１０上に書き込むライトヘッドとを分離して実装している。
【００１６】
ＶＣＭ１４は、ＶＣＭドライバ１８から供給される駆動電流により駆動する。さらに、アクチュエータ１３は、光学的な位置決めセンサ（ヘッド）１５を搭載している。位置決めセンサ１５は、ＶＣＭ１４の位置情報、即ちディスク媒体１０上の半径方向でのヘッド１２の位置に相当する位置情報を、サーボコントローラ２０に出力する。
【００１７】
さらに、サーボトラックライタ１は、ヘッドアンプ１７、サーボパターン生成部１９、サーボコントローラ２０、クロック位相差測定ユニット２１及びコントローラ２２を有する。
【００１８】
ヘッドアンプ１７は、サーボパターン生成部１９により生成されるマルチスパイラルサーボパターンに対応するライト信号を増幅してヘッド１２に出力する。ヘッド１２に含まれるライトヘッドは、当該ライト信号に対応するマルチスパイラルサーボパターンをディスク媒体１０上に書き込む。
【００１９】
サーボパターン生成部１９は、マルチスパイラルサーボパターン以外に、後述するセクタインデックスパルスＳＰを生成し、コントローラ２２とクロック位相差測定ユニット２１に出力する。
【００２０】
サーボコントローラ２０は、位置決めセンサ１５からの位置情報に基づいて、ＶＣＭドライバ１８を介してアクチュエータ１３を制御し、ヘッド１２をディスク媒体１０上の指定位置に位置決め制御（シーク動作を含む）する。サーボコントローラ２０は、シーク動作に同期するサーボクロックを生成する。
【００２１】
クロック位相差測定ユニット２１は、セクタインデックスパルスＳＰと、サーボコントローラ２０から出力される位置誤差信号ＰＥＳの立上りタイミングとの時間差を測定し、クロック位相誤差を示す測定値ＣＰＥをコントローラ２２に出力する。
【００２２】
サーボコントローラ２０は、内部で生成するサーボクロックに同期して、位置誤差信号ＰＥＳを出力する。この位置誤差信号ＰＥＳは、ヘッド１２をディスク媒体１０上に位置決めすべき指定位置と、位置決めセンサ１５からの位置情報である現在位置との誤差を示す信号である。コントローラ２２は、サーボトラックライタ１のメイン制御装置であり、例えばパーソナルコンピュータからなる。
【００２３】
（マルチスパイラルサーボパターンの書込み動作）
以下、図２から図９を参照して、本実施形態のマルチスパイラルサーボパターンの書き込み動作を説明する。
【００２４】
コントローラ２２は、ＳＰＭドライバ１６、サーボパターン生成部１９、サーボコントローラ２０を起動させる。ＳＰＭドライバ１６により、ディスク媒体１０は回転する。
【００２５】
サーボパターン生成部１９は、図２に示すように、マルチスパイラルサーボパターンのセクタ０から始まるセクタ毎にセクタインデックスパルスＳＰを生成する。コントローラ２２は、セクタインデックスパルスＳＰをトリガとして、サーボコントローラ２０にシーク開始信号を発行する。サーボコントローラ２０は、シーク開始信号直後のサーボクロックのタイミングでヘッド１２のシーク動作を実行するように制御する。
【００２６】
図２に示すように、例えばセクタ０のセクタインデックスパルスＳＰをトリガとしたコントローラ２２の発行するシーク開始信号直後のサーボクロックのタイミングで、サーボコントローラ２０は、ヘッド１２のシーク動作を開始する。ヘッドシーク軌道では、サーボコントローラ２０は、シーク開始の加速時とシーク終了の減速時を除いて、等速度となるように制御する。
【００２７】
サーボパターン生成部１９は、シーク開始と同時に、スパイラルサーボパターンを生成する。ヘッド１２のライトヘッドは、ディスク媒体１０上の最内周から最外周方向にシークするときに、ディスク媒体１０上にマルチスパイラルパターンを書き込む。ここで、マルチスパイラルパターンは、１セクタ当たり２本のスパイラルサーボパターンからなる。このため、図２に示すように、２回目の書き込み動作では、セクタインデックスパルスの中間でパルスＳＰｍを発生させて、このパルスＳＰｍのタイミングで、セクタ０の場合と同様にしてマルチスパイラルパターンが書き込まれる。以後同様にして、図２に示すように、セクタ１、セクタ１とセクタ２の中間、セクタ２の順番に繰返し書き込みが実行されて、サーボセクタ数の２倍のマルチスパイラルパターンが書き込まれる。以下、セクタインデックスパルスの中間で発生するパルスＳＰｍを含めて、セクタインデックスパルスＳＰと呼ぶ。
【００２８】
以上のような書き込み動作により、サーボトラックライタ１は、図３に示すように、セクタインデックスパルスＳＰに同期した等間隔の各スパイラルサーボパターンからなるマルチスパイラルサーボパターン１００を、ディスク媒体１０上に書き込むことになる。
【００２９】
ここで、図５は、ディスク媒体１０上に書き込まれたマルチスパイラルサーボパターンにおいて、各スパイラルサーボパターンの間隔５０，５１に周期的な不均一が発生し、等間隔にならない状態を示す。このような状態が発生する要因を、図４を参照して説明する。
【００３０】
一般的に、セクタインデックスパルスＳＰの周期は、ＳＰＭ１１の回転数調整により、サーボクロック周期の整数倍にする必要がある。しかし、実際のサーボトラックライタでは、調整誤差のため、例えば、セクタインデックスパルスＳＰの周期が４０．００２５μsであり、サーボクロック周期が２０．０００００μsとなり、正確に整数倍とならないことが多い。
【００３１】
図４は、セクタインデックスパルスＳＰの周期と、サーボクロック周期とのタイミングを示す図であり、整数倍からのずれ量が０．００２５μsであることを示す。ここで、１本分のスパイラルサーボパターンを書き込むためのシーク時間が７３０ｍｓ（往復分）である。また、図４は、ｎ番目のスパイラルサーボパターンの書込み時のセクタインデックスパルスＳＰと、サーボクロックとの位相差が１０μsであることを示す。
【００３２】
即ち、サーボクロック周期の整数倍からのずれの割合は、サーボクロックの１クロック（４０.００２５μs）当たり０．００２５μsであるから、６２．５[ppm]となる。１回シークする毎に、セクタインデックスパルスＳＰに対して、サーボクロックの位相は、「７３０ms ×６２．５[ppm]＝４５．６μs」分だけ進む。このため、セクタインデックスパルスＳＰの周期４０．００２５μsとの差分５．６μsづつ、サーボクロックは、セクタインデックスパルスＳＰに対して位相が進むことになる。ｎ＋２番目のスパイラルサーボパターンの書込み時には、サーボクロックの１クロック分のずれが発生する。
【００３３】
このようなセクタインデックスパルスＳＰに対するサーボクロックのクロックのずれ（位相差）により、マルチスパイラルサーボパターンの間隔に周期的なバラツキ（不均一）が発生する。また、正確に整数倍に調整されていれば、各スパイラルサーボパターンの間隔は４０．００２５μsとなるが、５．６μsの位相シフトの発生により、スパイラルサーボパターンの間隔は３４．４μsとなる。
【００３４】
以上のようなセクタインデックスパルスＳＰの周期と、サーボクロック周期の整数倍からのずれは、サーボトラックライタのハードウエア及びソフトウェアの周波数設定分解能による調整誤差が大きな原因となる。これ以外にも、ＳＰＭドライバ１６の発振器およびサーボコントローラ１９の発振器の発振周波数誤差、あるいは温度特性などにも影響される。また、各発振器の温度特性の相違や環境温度変化に応じて、セクタインデックスパルスＳＰの周期とサーボクロック周期とのずれ量は、経時的に変化する。
【００３５】
そこで、本実施形態のサーボトラックライタは、クロック位相差測定ユニット２１を有し、セクタインデックスパルスＳＰとサーボクロックとの位相差（クロック位相差と表記する）を測定する。コントローラ２２は、クロック位相差測定ユニット２１からの測定値ＣＰＥを使用して、当該クロック位相差を常に一定に保持するように調整する。これにより、ディスク媒体１０上に書き込むマルチスパイラルサーボパターンの間隔を、等間隔（一定または均一）にすることを実現する。
【００３６】
コントローラ２２は、セクタインデックスパルスＳＰとサーボクロックの位相差を、マルチスパイラルサーボパターンを書き込むときのヘッド１２のシーク時間（１往復の時間）に基づいて調整する。具体的には、コントローラ２２は、１シークの時間でサーボクロック周期の整数倍周期（２０μs、４０μs、６０μs・・・）がシフトするようにシーク時間を調整する。コントローラ２２は、マルチスパイラルサーボパターンの書込み終了後に、最外周または最内周でヘッド１２がオントラック状態のときに、遅延時間を加えてシーク時間の調整処理を実行する。
【００３７】
以下、本実施形態のクロック位相差の調整処理について具体的に説明する。
【００３８】
まず、コントローラ２２は、ヘッド１２による書き込み時のシーク開始時のクロック調整誤差分、およびサーボコントローラ１９の発振器の発振周波数誤差分のクロック位相差調整用遅延時間を初期値として設定する。ここで、クロック調整誤差分によるクロック位相ずれ速度をＰ０、発振器の周波数誤差分によるクロック位相ずれ速度をＰ１、遅延時間０のときのシーク時間（１セクタ分の１往復時間）をＴ０、遅延時間初期値をＴＤｅｌａｙ、サーボクロック周期をＴＳＶＲ、ｎを整数とすると、下記式（１）が得られる。
【００３９】
【数１】
【００４０】
この式（１）から、下記式（２）が得られる。
【００４１】
【数２】
【００４２】
本実施形態では、ｎ＝３、ＴＳＶＲ＝２０μs、Ｐ０＝６２．５[ppm]、Ｐ１＝１６．３[ppm]、Ｔ０＝６００msなので、前記式（２）より、遅延時間の初期値（ＴＤｅｌａｙ）は、１６１msとなる。
【００４３】
以上のように、遅延時間の初期値を設定することにより、クロック調整誤差及び発振器の周波数誤差によるクロック位相差を補正できるが、経時的に変化するライタ１の環境温度や発振器の温度特性の影響分についても補正する必要がある。
【００４４】
以下、図６及び図７のフローチャートを参照して、セクタインデックスパルスＳＰとサーボクロックの位相差調整処理（タイミング同調処理）の方法を説明する。この方法により、経時的なクロック位相差の変化を補正することが可能となる。
【００４５】
コントローラ２２は、スパイラルサーボパターンの書込みセクタ番号ｍをセットする（ステップＳ１）。ここでは、セクタ０から始めるので０をセットする。さらに、ダミーシーク回数Ｎを０に初期化する。ダミーシーク動作では、コントローラ２２は、クロック位相差測定ユニット２１から、セクタインデックスパルスＳＰとサーボクロックのクロック位相差の測定値ＣＰＥを入力し、クロック位相差の判定用データを取得する。このダミーシーク動作時には、スパイラルサーボパターンを書き込まずに、ヘッド１２のシーク動作だけを実行する。コントローラ２２は、遅延時間の初期設定値Ｄを記憶する。
【００４６】
次に、コントローラ２２は、ダミーシーク回数をインクリメントし、ヘッド１２をディスク媒体１０上の最内周へシークさせる（ステップＳ２，Ｓ３）。コントローラ２２は、設定したセクタ番号ｍのセクタインデックスパルスＳＰの検出を待つ（ステップＳ４，Ｓ５）。
【００４７】
コントローラ２２は、セクタインデックスパルスＳＰを検出すると、ヘッド１２をディスク媒体１０上の最外周へシークさせる（ステップＳ５のＹＥＳ，Ｓ６）。ここで、ダミーシーク動作時のため、ライトヘッドによるスパイラルサーボパターンの書き込み動作は禁止の状態である。
【００４８】
コントローラ２２は、最外周へシーク完了後に、ヘッド１２のオントラック状態で遅延時間の初期設定時間Ｄだけ待つ（ステップＳ７）。コントローラ２２は、最外周へのシーク開始時に測定したクロック位相差の測定値を取得して、内部レジスタに保存する（ステップＳ８）。そして、コントローラ２２は、ダミーシーク回数が所定の回数Ｎ（例えばＮ＝１０）に達したかを判定し、例えばダミーシーク動作を１０回行なうまで前述の処理を繰り返す（ステップＳ９のＮＯ）。
【００４９】
１０回分のダミーシーク動作を繰り返すと、コントローラ２２は、図７に示すような処理を実行する（ステップＳ９のＹＥＳ）。
【００５０】
即ち、コントローラ２２は、ダミーシーク動作時に取得したクロック位相差の測定データから、クロック位相差およびクロック位相差変化量を計算する（ステップＳ１０）。コントローラ２２は、クロック位相差が一定となる遅延時間を計算する。具体的には、以下のような計算を実行する。
【００５１】
クロック位相差測定値データ（ｔ１，ｔ２，・・・ｔ１０）の１０個のデータの差分ｄｎを計算する（下記式（３）を参照）。
【００５２】
【数３】
【００５３】
ここで、差分データｄｎのうち、クロックずれが起きているデータを除外する。有効とするデータの条件は、下記式（４）に示す。
【００５４】
【数４】
【００５５】
コントローラ２２は、有効な差分データｄｎのうち、最新のデータから遅延時間の補正値を計算する。ここで、有効で最新のｄｎをｄｋとし、この時のクロック位相ずれ速度をＰｋとし、遅延時間の初期値Ｄを含めたシーク時間（１セクタの１往復分）をＴＳＫ、サーボクロック周期をＴＳＶＲ、遅延時間の補正値をＤＴＤｅｌａｙとすると、下記式（５）が得られる。
【００５６】
【数５】
【００５７】
この式（５）から、次式（６）が得られる。
【００５８】
【数６】
【００５９】
また、遅延時間の補正値ＤＴＤｅｌａｙから、下記式（７）により有効で最新ｄｋを計算できる。
【００６０】
【数７】
【００６１】
前記式（６），（７）から、下記式（８）を得ることができる。
【００６２】
【数８】
【００６３】
さらに、遅延時間の初期値をＴＤｅｌａｙとすると、新たに設定する遅延時間Ｔ１は、下記式（９）から算出できる。
【００６４】
【数９】
【００６５】
コントローラ２２は、前述のように補正した遅延時間をセットする（ステップＳ１１）。次に、コントローラ２２は、ヘッド１２をディスク媒体１０上の最内周へシークさせる（ステップＳ１２）。コントローラ２２は、最新のクロック位相差およびクロック位相変化量からクロック位相差の判定を実行し、スパイラルサーボパターンの書き込み動作を実行するか、またはダミーシーク動作でクロック位相差の適正化を実行するかの判定を行う（ステップＳ１３）。
【００６６】
ここで、最新のクロック位相差をＴｋとし、最新のクロック位相変化量ｄｋとし、セクタインデックスパルス検出のタイミングから、サーボコントローラ２０の位置誤差信号出力までの処理時間をＴＦＭとし、サーボクロック周期をＴＳＶＲとし、ｎを整数とすると、サーボパターン書込み許可の判定条件は、クロックずれの起きない条件として、下記条件式（１０）により定義できる。
【００６７】
【数１０】
【００６８】
コントローラ２２は、クロック位相判定で、スパイラルサーボパターンの書込み許可となった場合には、セクタ番号を１つインクリメントし、ライトゲートをＯＮにする（ステップＳ１３のＹＥＳ，Ｓ１４，Ｓ１５）。書込み不許可となった場合は、ライトゲートをＯＦＦにする（ステップＳ１３のＮＯ，Ｓ１６）。
【００６９】
いずれの場合も、コントローラ２２は、設定した番号のセクタインデックスパルスＳＰを検出するまで待つ（ステップＳ１７，Ｓ１８）。コントローラ２２は、セクタインデックスパルスＳＰを検出すると、ヘッド１２をディスク媒体１０上の最外周へシークさせる（ステップＳ１８のＹＥＳ，Ｓ１９）。ここで、スパイラルサーボパターン書込み許可の場合には、ライトヘッドによりスパイラルサーボパターンが書き込まれる。
【００７０】
コントローラ２２は、最外周へのシーク開始のときに、クロック位相差測定ユニット２１からクロック位相差の測定値ＣＰＥを取得し、シーク終了後にレジスタに保存する（ステップＳ２０）。レジスタには、ダミーシーク動作時に取得したデータも含めて、最新の１０個までのデータを保持し、古いデータは更新される。
【００７１】
コントローラ２２は、セクタインデックス番号をチェックし、最終セクタ番号（ここでは、３３６）でない場合は、前述のステップＳ１０からの処理を繰返して、マルチスパイラルサーボパターンの書き込み動作を継続する（ステップＳ２１）。
【００７２】
図９は、本実施形態のクロック位相差測定ユニット２１の一例を示すブロック図である。以下、図８のタイミングチャートを参照して、クロック位相差測定ユニット２１の構成を説明する。
【００７３】
クロック位相差測定ユニット２１は、図９に示すように、ウィンドウ・コンパレータ２１０と、リトリガブル単安定マルチバイブレータ（retriggerable monostable multivibrator）２１１と、発振器２１２と、カウンタ回路２１３と、インターフェース回路２１４とを有する。
【００７４】
コンパレータ２１０は、図８（Ｂ）に示すように、サーボコントローラ２０から出力される位置誤差信号ＰＥを入力して、例えば±１０Ｖレンジの位置誤差信号ＰＥを０〜５Ｖレンジに変換したパルス信号ＷＣとして出力する。位置誤差信号ＰＥＳは、図８（Ａ）に示すように、最内周から最外周へシークを開始するタイミング８０で立ち上がる。位置誤差信号ＰＥＳは、前述したように、シーク動作時にディスク媒体１０上の指定位置（目標位置）と現在位置との位置誤差を示す信号である。
【００７５】
マルチバイブレータ２１１は、コンパレータ２１０の出力ＷＣをフィルタリングし、図８（Ｃ）に示すように、最内周からシークを開始するタイミング８０の立上りエッジだけ残す信号ＭＶを出力する。
【００７６】
カウンタ回路２１３は、サーボパターン生成部１９により生成されるセクタインデックスパルスＳＰをロードし、発振器２１２から供給されるクロックのカウントを開始する。カウンタ回路２１３は、マルチバイブレータ２１１の出力ＭＶの立上りタイミングでカウント値をラッチする。インターフェース回路２１４は、シーク動作の終了後に、例えばＩＳＡバスを介して、カウンタ回路２１３のカウント値をコントローラ２２に転送する。
【００７７】
カウンタ回路２１３は、セクタインデックスパルスＳＰの立上がり時点からマルチバイブレータ２１１の出力ＭＶの立上り時点（タイミング８０）までの時間Ｔをカウントし、このカウント値を前述のクロック位相差時間の測定値ＣＰＥとして出力する。具体的には、カウンタ回路２１３は、例えば、発振器２１２からのクロック１０MHzの１２ｂｉｔカウンタであり、０．１μsステップで、４０９．６μsまでの時間測定を実行できる。
【００７８】
以上のように本実施形態によれば、セクタインデックスパルスＳＰの立上がりタイミングと、シーク動作時に出力される位置誤差信号ＰＥＳの立上りタイミングの時間差を測定し、この時間差に基づいてシーク動作完了後の遅延時間を調整する。この調整処理により、セクタインデックスパルスＳＰとサーボクロックの位相差を一定にして、結果としてディスク媒体１０上に書き込むマルチスパイラルサーボパターンの間隔を均一化（等間隔）することができる。
【００７９】
換言すれば、本実施形態は、タイミング同調機能を有するマルチスパイラルサーボパターンを書き込むサーボトラックライタを提供できる。このようなライタにより、ヘッド１２のシーク動作完了後の遅延時間を調整することで、例えば１セクタ分の往復シーク時間を調整し、シーク開始時のセクタインデックスパルスＳＰとサーボクロックの位相差を一定化することができる。これにより、各スパイラルサーボパターンを等間隔で書き込むことができるため、均一な間隔のマルチスパイラルサーボパターンをディスク媒体１０上に記録することができる。
【００８０】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施形態に関するサーボトラックライタの要部を示すブロック図。
【図２】本実施形態に関するマルチスパイラルサーボパターンの書込み方法を説明するためのタイミングチャート。
【図３】本実施形態に関するマルチスパイラルサーボパターンの一例を示す図。
【図４】本実施形態に関するセクタインデックスパルスとサーボクロックのタイミングを説明するためのタイミングチャート。
【図５】本実施形態に関するマルチスパイラルサーボパターンにおいて、等間隔でない状態を説明するための図。
【図６】本実施形態に関するクロック位相差調整処理の手順を説明するためのフローチャート。
【図７】本実施形態に関するクロック位相差調整処理の手順を説明するためのフローチャート。
【図８】本実施形態に関するクロック位相差測定ユニットの動作を説明するためのタイミングチャート。
【図９】本実施形態に関するクロック位相差測定ユニットの一例を示すブロック図。
【符号の説明】
【００８２】
１…サーボトラックライタ、１０…ディスク媒体、
１１…スピンドルモータ（ＳＰＭ）、１２…ヘッド、１３…アクチュエータ、
１４…ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）、１５…光学的な位置決めセンサ（ヘッド）、
１６…ＳＰＭドライバ、１７…ヘッドアンプ、１８…ＶＣＭドライバ、
１９…サーボパターン生成部、２０…サーボコントローラ、
２１…クロック位相差測定ユニット、２２…コントローラ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データの読出し、書き込みを行なうためのヘッド及びデータを記録するディスク媒体を有するディスク記憶装置のサーボ書込み装置において、
前記ヘッドを前記ディスク媒体上の半径方向にシークさせるヘッド移動機構と、
前記ヘッドのシーク動作のタイミングを決定するサーボクロックを生成する手段と、
前記ディスク媒体上に書き込むマルチスパイラルサーボパターンの間隔を決定するセクタインデックスパルスを生成する手段と、
前記サーボクロック及び前記セクタインデックスパルスに基づいて、前記ヘッドにより前記ディスク媒体上に前記マルチスパイラルサーボパターンを書き込むライト手段と、
前記サーボクロックと前記セクタインデックスパルスの位相差を測定する測定手段と、
前記測定手段からの測定値に基づいて、前記位相差が一定になるように調整する調整手段と
を具備したことを特徴とするサーボ書込み装置。
【請求項２】
前記ヘッド移動機構を制御し、前記サーボクロックに同期して前記ヘッドの位置誤差信号を出力するサーボコントローラを有し、
前記測定手段は、前記セクタインデックスパルスと前記位置誤差信号との位相差を測定するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のサーボ書込み装置。
【請求項３】
前記ヘッド移動機構を制御し、前記サーボクロックに同期して前記ヘッドの位置誤差信号を出力するサーボコントローラを有し、
前記測定手段は、前記セクタインデックスパルスの立上り時点と前記位置誤差信号の立上り時点との時間差を測定するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のサーボ書込み装置。
【請求項４】
前記調整手段は、
前記測定手段からの測定値に基づいて、前記ヘッドのシーク動作を実行するときのシーク時間を調整することで前記位相差を調整するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のサーボ書込み装置。
【請求項５】
前記調整手段は、
前記測定手段からの測定値に基づいて、前記マルチスパイラルサーボパターンの書き込み終了後に、前記ディスク媒体上の最内周または最外周において、前記ヘッドのオントラック状態時に遅延時間を加えて、前記ヘッドのシーク時間を調整するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のサーボ書込み装置。
【請求項６】
前記調整手段は、
前記測定手段からの測定値に基づいて、前記マルチスパイラルサーボパターンの１セクタ分の書込み時間に、前記位相差が前記サーボクロックの１周期の整数倍分だけシフトするように、前記ディスク媒体上の最内周または最外周において、前記ヘッドのオントラック状態時に遅延時間を加えて、前記ヘッドのシーク時間を調整するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のサーボ書込み装置。
【請求項７】
前記ヘッド移動機構を制御し、前記サーボクロックに同期して前記ヘッドの位置誤差信号を出力するサーボコントローラを有し、
前記測定手段は、前記セクタインデックスパルスの立上り時点と前記位置誤差信号の立上り時点との時間差を測定するように構成されており、
前記調整手段は、前記マルチスパイラルサーボパターンの書き込み動作を禁止した状態で前記ヘッドのダミーシーク動作を複数回実行し、このダミーシーク動作時に前記測定手段により測定された時間差が一定となるように調整するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のサーボ書込み装置。
【請求項８】
データの読出し、書き込みを行なうためのヘッド及びデータを記録するディスク媒体を有するディスク記憶装置のサーボ書込み方法において、
前記ヘッドのシーク動作のタイミングを決定するサーボクロックと前記セクタインデックスパルスの位相差を測定する処理と、
前記位相差の測定値に基づいて前記位相差が一定になるように調整する処理と、
前記サーボクロック及び前記セクタインデックスパルスに基づいて、前記ヘッドにより前記ディスク媒体上に前記マルチスパイラルサーボパターンを書き込む処理と
を有する手順を実行することを特徴とするサーボ書込み方法。
【請求項９】
前記調整処理は、前記測定処理による測定値に基づいて、前記ヘッドのシーク動作を実行するときのシーク時間を調整することで前記位相差を調整することを特徴とする請求項８に記載のサーボ書込み方法。
【請求項１０】
前記調整処理は、
前記測定処理による測定値に基づいて、前記マルチスパイラルサーボパターンの書き込み終了後に、前記ディスク媒体上の最内周または最外周において、前記ヘッドのオントラック状態時に遅延時間を加えて、前記ヘッドのシーク時間を調整することを特徴とする請求項８に記載のサーボ書込み方法。
【請求項１】
データの読出し、書き込みを行なうためのヘッド及びデータを記録するディスク媒体を有するディスク記憶装置のサーボ書込み装置において、
前記ヘッドを前記ディスク媒体上の半径方向にシークさせるヘッド移動機構と、
前記ヘッドのシーク動作のタイミングを決定するサーボクロックを生成する手段と、
前記ディスク媒体上に書き込むマルチスパイラルサーボパターンの間隔を決定するセクタインデックスパルスを生成する手段と、
前記サーボクロック及び前記セクタインデックスパルスに基づいて、前記ヘッドにより前記ディスク媒体上に前記マルチスパイラルサーボパターンを書き込むライト手段と、
前記サーボクロックと前記セクタインデックスパルスの位相差を測定する測定手段と、
前記測定手段からの測定値に基づいて、前記位相差が一定になるように調整する調整手段と
を具備したことを特徴とするサーボ書込み装置。
【請求項２】
前記ヘッド移動機構を制御し、前記サーボクロックに同期して前記ヘッドの位置誤差信号を出力するサーボコントローラを有し、
前記測定手段は、前記セクタインデックスパルスと前記位置誤差信号との位相差を測定するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のサーボ書込み装置。
【請求項３】
前記ヘッド移動機構を制御し、前記サーボクロックに同期して前記ヘッドの位置誤差信号を出力するサーボコントローラを有し、
前記測定手段は、前記セクタインデックスパルスの立上り時点と前記位置誤差信号の立上り時点との時間差を測定するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のサーボ書込み装置。
【請求項４】
前記調整手段は、
前記測定手段からの測定値に基づいて、前記ヘッドのシーク動作を実行するときのシーク時間を調整することで前記位相差を調整するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のサーボ書込み装置。
【請求項５】
前記調整手段は、
前記測定手段からの測定値に基づいて、前記マルチスパイラルサーボパターンの書き込み終了後に、前記ディスク媒体上の最内周または最外周において、前記ヘッドのオントラック状態時に遅延時間を加えて、前記ヘッドのシーク時間を調整するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のサーボ書込み装置。
【請求項６】
前記調整手段は、
前記測定手段からの測定値に基づいて、前記マルチスパイラルサーボパターンの１セクタ分の書込み時間に、前記位相差が前記サーボクロックの１周期の整数倍分だけシフトするように、前記ディスク媒体上の最内周または最外周において、前記ヘッドのオントラック状態時に遅延時間を加えて、前記ヘッドのシーク時間を調整するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のサーボ書込み装置。
【請求項７】
前記ヘッド移動機構を制御し、前記サーボクロックに同期して前記ヘッドの位置誤差信号を出力するサーボコントローラを有し、
前記測定手段は、前記セクタインデックスパルスの立上り時点と前記位置誤差信号の立上り時点との時間差を測定するように構成されており、
前記調整手段は、前記マルチスパイラルサーボパターンの書き込み動作を禁止した状態で前記ヘッドのダミーシーク動作を複数回実行し、このダミーシーク動作時に前記測定手段により測定された時間差が一定となるように調整するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のサーボ書込み装置。
【請求項８】
データの読出し、書き込みを行なうためのヘッド及びデータを記録するディスク媒体を有するディスク記憶装置のサーボ書込み方法において、
前記ヘッドのシーク動作のタイミングを決定するサーボクロックと前記セクタインデックスパルスの位相差を測定する処理と、
前記位相差の測定値に基づいて前記位相差が一定になるように調整する処理と、
前記サーボクロック及び前記セクタインデックスパルスに基づいて、前記ヘッドにより前記ディスク媒体上に前記マルチスパイラルサーボパターンを書き込む処理と
を有する手順を実行することを特徴とするサーボ書込み方法。
【請求項９】
前記調整処理は、前記測定処理による測定値に基づいて、前記ヘッドのシーク動作を実行するときのシーク時間を調整することで前記位相差を調整することを特徴とする請求項８に記載のサーボ書込み方法。
【請求項１０】
前記調整処理は、
前記測定処理による測定値に基づいて、前記マルチスパイラルサーボパターンの書き込み終了後に、前記ディスク媒体上の最内周または最外周において、前記ヘッドのオントラック状態時に遅延時間を加えて、前記ヘッドのシーク時間を調整することを特徴とする請求項８に記載のサーボ書込み方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−１５９２２３（Ｐ２００８−１５９２２３Ａ）
【公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３５００１３（Ｐ２００６−３５００１３）
【出願日】平成１８年１２月２６日（２００６．１２．２６）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２６日（２００６．１２．２６）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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