JPH08212527A - ヘッドの読取り素子と書込み素子との間の分離を決定する方法および関連する装置・方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 形状的影響によるランダム・エラーと系統的
エラーの訂正を含む、自己サーボ書込み時のタイミング
・パターンの配置の改良を提供する。 【解決手段】 個別の読取り要素と書込み要素を備えた
記録ヘッドを有するディスク・ドライブにおいて、要素
間の分離を決定し、ヘッドとディスクの間の傾斜角の関
数としてこのようなエラーを訂正する方法である。要素
間のミスアライメントと非平行によるエラーならびにそ
のアクチュエータ上のヘッドのミスアライメントによる
エラーも検出され訂正される。ディスクの回転速度の変
化や隣接するタイミング・パターンに対するタイミング
・パターンのミスアライメントによるエラーが検出され
訂正される。一般に、それぞれのトラック上にあり、後
続トラックで訂正されるランダム・エラーの書込みと検
出の両方を行うために、単一回転プロセスを使用するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般的にはコンピ
ュータ用のハード・ディスク・ドライブ・メモリ記憶装
置に関する。より具体的には、本発明は、ディスク・ド
ライブ装置と、それにサーボトラック情報を書き込む方
法に関する。より詳細には、本発明は、記録媒体の記録
面上にサーボパターンを確立するための複雑な機械式ま
たは光学式あるいはその両方の位置決めシステムの必要
性を軽減することに関する。

【０００２】

【従来の技術】国際特許出願ＷＯ９４／１１８６４号に
記載されているように、フロッピーおよびハード・ディ
スク・ドライブの記憶容量レベルの向上は、ボイスコイ
ルおよびその他のタイプのサーボ位置決め装置によって
従来以上のトラック密度が可能になったことと、磁気抵
抗（ＭＲ）ヘッド技術などを使用することによってより
狭いトラックを読み書きできる能力との直接的な結果で
ある。従来、低トラック密度のディスク・ドライブで
は、親ねじおよびステッパ・モータ機構によって充分な
ヘッドの位置決めを達成することができた。しかし、ト
ラック密度はたいへん高くなっているので、親ねじとス
テッパ・モータとの組合せによる機械エラーがトラック
間隔と比較して重大なものとなり、ヘッドが読み取る信
号からヘッドの位置を決定できるように埋込み式のサー
ボが必要になる。

【０００３】従来のハード・ディスク製造技術には、専
用サーボ書込み器具によってヘッド・ディスク・アセン
ブリ（ＨＤＡ）の媒体上にサーボトラックを書き込むこ
とが含まれている。このような器具では、レーザ位置決
めフィードバックを使用して、サーボトラックの書込み
に使用する記録ヘッドの実際の物理位置を読み取ってい
る。残念ながら、このようなサーボ書込み装置がサーボ
書込みのためにＨＤＡの内部環境に侵入することはます
ます難しくなっている。というのは、ＨＤＡそのものが
非常に小さく、適正動作のために所定の位置につくため
にそのカバーとキャスティングに依存しているからであ
る。ＨＤＡによっては、プラスチックのクレジット・カ
ード程度のサイズと厚さのものもある。このようなレベ
ルの超小形化では、従来のサーボ書込み方法は不十分で
ある。

【０００４】一般に、従来のサーボパターンは、両側の
データ・トラックの中心線から外れて非常に精密に配置
された定周波信号のショート・バーストを含む。このバ
ーストは、セクタ・ヘッダ域に書き込まれ、トラックの
中心線を検出するために使用することができる。読取り
と書込みのどちらの場合も、中心に止まることが必須で
ある。トラック当たり１７〜６０個またはそれ以上のセ
クタが存在する可能性があるので、データ・トラックの
周囲には同数のサーボ・データ域を分散させる必要があ
る。スピンドルのぐらつき、ディスクのスリップ、熱膨
張などによって発生する可能性があるようにトラックが
真円ではない場合でも、これらのサーボデータ域によ
り、ヘッドはディスク周辺のトラック中心線を追跡する
ことができる。技術が進歩してディスク・ドライブがよ
り小形になり、トラック密度が増すにつれて、サーボ・
データの配置もそれに応じてより正確なものでなければ
ならない。

【０００５】従来、サーボデータは専用の外部サーボ書
込み機器によって書き込まれ、通常、ディスク・ドライ
ブを支えるための大きい花崗岩ブロックの使用や、静か
な外部振動の影響を伴っている。補助クロック・ヘッド
は記録ディスクの表面に挿入され、基準タイミング・パ
ターンの書込みに使用される。非常に正確な親ねじと位
置フィードバック用のレーザ変位測定装置とを備えた外
部ヘッド／アーム位置決め装置は、変換器の位置を精密
に決定するために使用し、トラックの配置とトラック間
間隔の基礎となる。ディスクとヘッドは外部ヘッドおよ
びアクチュエータのアクセスを可能にするためにクリー
ン・ルーム環境に曝されるので、サーボ書込み装置はク
リーン・ルーム環境を必要とする。

【０００６】Oliver他に付与された米国特許第４４１４
５８９号は、位置決め手段の移動範囲内の第１のリミッ
ト・ストップに可動読取り／書込みヘッドの１つを位置
決めすることによって最適トラック間隔を決定する、サ
ーボ書込みを教示している。この場合、第１の基準トラ
ックは可動ヘッドによって書き込まれる。次に、経験
上、所望の平均トラック密度に関連するような所定の低
減数または振幅低減の割合Ｘ％が選択される。次に、第
１の基準トラックは可動ヘッドによって読み取られる。
次に、可動ヘッドは、第１の基準トラックの振幅がその
元の振幅のＸ％に低減されるまで、第１のリミット・ス
トップから変位する。次に、第２の基準トラックが可動
ヘッドによって書き込まれ、可動ヘッドは、第２の基準
トラックの振幅がその元の値のＸ％に低減されるまで、
同じ方向にもう一度変位する。ディスクが基準トラック
で一杯になるまで、このプロセスが続行され、後続の基
準トラックを書き込み、その元の値のＸ％まで振幅を低
減するのに充分な量だけ可動ヘッドを変位する。このよ
うに書き込まれた基準トラックの数がカウントされ、位
置決め手段の移動範囲内の第２のリミット・ストップが
検出されると、プロセスが停止する。書き込まれたトラ
ックの数と可動ヘッドの移動距離とを把握し、所望の平
均トラック密度の所定の範囲内になるように平均トラッ
ク密度が検査される。平均トラック密度が高い場合は、
ディスクが消去され、Ｘ％値が引き下げられ、プロセス
が繰り返される。平均トラック密度が低い場合は、ディ
スクが消去され、Ｘ％値が引き上げられ、プロセスが繰
り返される。平均トラック密度が所望の平均トラック密
度の所定の範囲内である場合は、所与の平均トラック密
度用の所望の低減率Ｘ％が求められているので、サーボ
書込み装置はサーボ書込みステップに移行することがで
きる。

【０００７】残念ながら、Oliver他は、内部記録データ
・ヘッドを使用してクロック・トラックを生成する方法
を開示していない。というのは、これは外部クロック・
ヘッドによって達成されるからである。また、Oliver他
は、伝播時のトラック間隔を決定する方法も教示してい
ない。この結果、トラック間隔を決定するためには、デ
ィスク表面全体に書き込み、書き込んだトラックの数を
カウントすることが必要になる。さらに、Oliver他は、
ディスク・ドライブ内の複数のヘッドの変動を検査し、
それに応じてトラック・ピッチを設定するわけではな
い。最後に、Oliver他は、放射伝播成長時にエラーの増
大を制限する方法を教示していない。ランダム・エラー
はステップ数の平方根として増大し、ステップ数はディ
スク・ドライブ伝播の場合、１００００ステップという
規模になり、その結果、最終エラーはステップ間エラー
の１００倍以上になる。

【０００８】国際特許出願ＷＯ９４／１１８６４号にも
記載されているように、１９９０年３月２７日にJanzに
付与された米国特許第４９１２５７６号には、ディスク
・ドライブ専用の１対の変換器によってサーボパターン
を書き込む方法が記載されている。３種類のサーボパタ
ーンを使用して、速度に比例する勾配を有する差信号を
提供する３相信号が生成される。公称トラック間間隔よ
り半径方向の幅がかなり広いサーボパターンが可能であ
る。これは、読み返し振幅の改良とその結果、サーボ・
パフォーマンスの改良に役に立つ。Janzによれば、変換
器からの信号レベルは、ディスク上に記録された特定の
パターンとのアライメントの尺度になる。磁束ギャップ
によって１つのパターンの４０％だけが掃引される場
合、読取り電圧は、変換器がパターンの中心に正確にア
ライメントされているときに得られる最大電圧の４０％
になる。Janzは、この現象を使用して、データ・トラッ
ク用の中心線経路に沿って３つの片寄った千鳥形パター
ンのうちの２つを広げている。

【０００９】好ましいプロセスでは、Janzは、ディスク
の一方の側をサーボ用に、もう一方の側をデータ用に確
保している。このディスク・ドライブは、共通のアクチ
ュエータを共用する２つの変換器を両面に含んでいる。
データ初期設定のために消去済みディスクをフォーマッ
トするため、第１相サーボがサーボ側の外縁部に書き込
まれる。次に、第１相サーボトラック振幅が示すよう
に、変換器はトラックの半分だけ半径方向に内側に移動
し、第１のデータトラックがデータ側に記録される。次
に、第１のデータトラック振幅が示すように、変換器は
もう一度トラックの半分だけ半径方向に内側に移動し、
第２相サーボトラックがサーボ側に記録される。次に、
第２相サーボトラック振幅が示すように、変換器はもう
一度トラックの半分だけ半径方向に内側に移動し、第２
のデータトラックがデータ側に記録される。次に、第２
のデータトラック振幅が示すように、変換器はさらにト
ラックの半分だけ半径方向に内側に移動し、第３相サー
ボトラックがサーボ側に記録される。次に、第３相サー
ボトラック振幅が示すように、変換器はトラックの半分
だけ半径方向に内側に移動し、第３のデータトラックが
データ側に記録される。この前後移動プロセスは、２つ
の面全体が書き込まれるまで繰り返される。このように
書き込まれたトラックが少なすぎるか多すぎる場合、デ
ィスクはもう一度再フォーマットされるが、トラック幅
の半分よりわずかに多いかまたはわずかに少ないか、い
ずれか適切な量だけ内側にステップするように、わずか
な調整が行われる。ディスク・ドライブが適切な間隔の
サーボトラックを全部使ってフォーマットされた後、デ
ータトラックはその目的を果たしており、ユーザ・デー
タを受け入れる準備として消去される。

【００１０】残念ながら、Janzが説明する方法では、サ
ーボトラックのためにディスクの１つの表面全体が使用
され、縦に一列に並んで動作する２つのヘッドが必要で
ある。トラック間ビット同期も制御されず、したがっ
て、トラック間でデータを検出するためのシーク時間が
重大かつ有害な影響を受ける恐れがある。ディスクが１
回転する間に発生する変換器の浮動高の変動やスピンド
ルの振れ、ならびに媒体の不一致により、トラック外読
取り信号振幅の単純な読取りに依存する半径方向位置の
測定値が改竄される恐れがある。先行技術の方法は、非
常にパフォーマンスの高いディスク・ドライブには不十
分である。

【００１１】"Regenerative Clock Technique For Serv
o Track Writers"というＩＢＭテクニカル・ディスクロ
ージャ・ブルテンVol.33、No.5（１９９０年１０月）に
は、外部位置エンコーダ・ディスクを使用せず、プロダ
クト・ヘッドによってカバーを所定の位置に取り付けた
後の、ヘッド／ディスク・アセンブリのサーボ書込みが
提案されている。単一クロック・トラックが外径部に書
き込まれ、交互のＡ相とＢ相に分割される。次に、クロ
ック情報のソースとしてそれぞれの相を交互に使用する
ときにヘッドがトラックの半分だけ内側にステップし、
そこから、各データ・フィールドに先行するサーボ・セ
クタ内のサーボ情報と交互相の追加クロック信号を書き
込むことができる。トラック半分のステップにより、前
に書き込んだクロック情報を確実に読み取ることができ
る。この技法では、専用サーボ書込み装置クロック・ヘ
ッドと関連機構が不要になる。

【００１２】国際特許出願ＷＯ９４／１１８６４号は、
記録表面と、その表面に通じている変換器と、その表面
上で変換器を半径方向に掃引するためのサーボアクチュ
エータ手段とを備えた回転ディスクと、変換器に接続さ
れた可変利得読取り増幅器と、可変利得増幅器に接続さ
れたアナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ）と、ディス
ク表面のＤＣ消去のために変換器に結合された消去周波
数発振器と、ＡＤＣ側に現れるディジタル出力を格納す
るためのメモリと、変換器読取り振幅がディジタル・メ
モリに表される事前読取り振幅の一部になるような半径
方向位置に移動するようサーボアクチュエータに通知す
る制御装置とを含む、ハード・ディスク・ドライブを教
示している。

【００１３】トラック間のビット同期は、クロージャ
（closure）によって初期クロック・トラックを書き込
み、次にトラック半分だけずれた通常シーケンスのクロ
ック・バーストを含む次のクロック・トラックを書き込
むことによって維持される。この場合、初期クロック・
トラックは書込みクロック・バースト間に読み取ること
ができ、読み取った信号は、次のトラックのクロック・
バーストを書き込むための基準として使用する発振器の
周波数ロックに使用される。その結果、クロック・バー
ストの方格パターンが作成される。クロック・バースト
を含む、書き込まれた最後のトラックからトラック半分
だけステップし、前のトラックのクロック・バーストと
インタレースする次の新規シーケンスのクロック・バー
ストを書き込むことによって後続のすべてのトラックが
増分方式で構築される。

【００１４】ディスク・ドライブにサーボ・パターンを
書き込むには、トラック間のサーボ・パターンの同期を
確立するようにパターン生成器をゲートするために回転
ディスク記憶媒体から得られる精密なタイミングが必要
である。この精密なタイミングは通常、外部クロック・
ヘッドまたはシャフト・エンコーダによって達成され
る。図１に示すサーボ・パターンは、半径方向位置情報
を提供するためのパターンが続くセクタ・ヘッダを含
む。このセクタは、トラック間の精密なアライメントを
必要とする、サーボＩＤフィールド４とグレイ・コード
・フィールド６から構成される。これらのパターンにミ
スアライメントがあると、磁気パターンの破壊干渉が起
こり、信号の振幅が低減されてエラーに至る。最近のデ
ィスク・ドライブのアライメントの仕様は、ディスクの
回転周期が約１１ミリ秒または２．３ｐｐｍのトラック
間で約２５ナノ秒（３シグマ）である。したがって、こ
の狭い時間領域では、ディスクが何度も回転する間にデ
ィスクの角位置を精密に測定する必要がある。

【００１５】ディスク・ドライブ・データ・ヘッドのみ
を使用する自己伝播によってパターン生成器用のクロッ
クを生成するためのプロセスでは、ディスク表面にサー
ボ書込みする間に数千ステップを必要とする。単一ヘッ
ドでは書込みと読取りを同時に行うことはできないの
で、自己伝播では、図２に示すように次のセクタに書き
込む直前にあるセクタでタイミング同期が得られるよう
に、ディスク上の１つのトラックを複数の交互セクタに
分割する必要がある。初期開始トラック＃０にヘッドを
移動させた後、偶数番号セクタにトリガ・パターン（Ｔ
Ｐ）を書き込む。サーボ・トラック＃１までトラックの
一部分だけヘッドを変位させ、奇数番号セクタ１、３、
５、・・・５９に後続のＴＰを書き込む際に同期を取る
ために偶数番号セクタ２、４、６、・・・６０を使用す
る。サーボ・トラック＃２までトラックの一部分だけヘ
ッドをもう一度変位させて役割を逆転し、後続の偶数番
号セクタを書き込む際に同期を取るために奇数番号セク
タを使用する。このプロセスは、記録表面の端から端ま
でヘッドを変位させるまで続行される。１つのセクタを
書き込むたびに、ディスクの回転速度の変化と同期を取
るための読み返し信号の電気ノイズの両方が原因で、ベ
ース・エラーという小さいが不可避のタイミング・エラ
ーが発生する。書き込まれたセクタが同期セクタに切り
替わるときに、これらのエラーが次のステップで複製さ
れる。ここでは、新規かつ独立した１組のランダム・エ
ラーも追加される。したがって、自己伝播プロセスは、
各ステップのランダム・エラーの複製と合計を伴う。未
訂正のままにしておくと、このようなエラーは統計的に
は、ステップ数の二乗平均平方根として増大する。同期
と書込みのプロセスは原因になる、すなわち、各ステッ
プでの書込みの前に同期が行われるので、所与のセクタ
・タイミング・パターンの位置を決定するランダム・エ
ラーのシーケンスは、経路１、経路２、経路３という矢
印で示したスパイラル経路をたどって追跡することがで
きる。これらの経路は平行に走っており、各セクタの隣
接半径方向位置では完全に独立しているので、トラック
間のミスアライメントは最終的に２つの独立ランダム・
ウォーク間の差になり、２の平方根という追加係数を示
す。したがって、１００００ステップ後のＲＭＳトラッ
ク間エラーは、ベース・エラーの１４１倍になるはずで
ある。ただし、このプロセスは２に制限された交互パタ
ーン以外でも機能することができ、たとえば、クロック
伝播に３つのパターンを使用することもできるが、現在
企図する好ましい実施例は２であることに留意された
い。

【００１６】サーボ書込み前のステップでは、タイミン
グまたはトリガ・パターン（ＴＰ）がディスク上に置か
れる。エラーに関しては、たとえば、４ステップ後に、
サーボ・トラック＃３のセクタ＃５のＴＰ２６のＴＰ位
置の全エラーは、サーボ・トラック＃２上のセクタ＃４
のＴＰ２４からの同期によるエラーに、サーボ・トラッ
ク＃１上のセクタ＃３のＴＰ２２からのものと、サーボ
・トラック＃０上のセクタ＃２のＴＰ２０からのものと
を加えたものに等しくなり、サーボ・トラック＃１のセ
クタ＃５のＴＰ４２位置のエラーは、サーボ・トラック
＃０上のセクタ＃４のＴＰ４０からの同期によるエラー
と等しくなる。したがって、ＴＰ２６とＴＰ４２は隣接
トラック上にあるが、そのエラーは経路２と経路３とい
う２つの独立経路から発生し、それがトラック間のミス
アライメントの原因となる。

【００１７】ディスク・ドライブ・ヘッドのみを使用し
てクロック・ヘッドを自己伝播クロックで置き換える技
法は、いくつか提案されている。残念ながら、提案され
ているこれらのプロセスは、トラック間のエラーの未制
御増大を発生せずに伝播を達成する方法を教示していな
い。したがって、最新のディスク・ドライブにはタイミ
ング・アライメントの精密な要件があるため、このよう
なエラーの増大によって、提案されている自己クロック
生成方法はいずれも商業応用できなくなっている。

【００１８】国際特許出願ＷＯ９４／１１８６４号およ
びＩＢＭテクニカル・ディスクロージャ・ブルテンVol.
33、No.5（１９９０年１０月）では、エラーが増大せず
にクロック・パターンを生成する方法を教示していな
い。１９９３年３月８日に出願され、本出願人に譲渡さ
れ、参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願第
０８／０２８０４４号は、トラック間の精密な磁気パタ
ーン・アライメントをもたらすためにパターン伝播プロ
セスのエラーを検出し訂正する方法を示している。各ス
テップで書き込まれるエラーは、ディスクが次に１回転
する間に測定され、処理され、訂正される。たとえば、
図２ではＴＰ２６を書き込む前に、ディスクが余分に１
回転するときにＴＰ２４とＴＰ４２との間隔が測定さ
れ、それが時間間隔Ｔ４５として格納される。この時間
間隔Ｔ４５は、ヘッドをサーボ・トラック＃３上に位置
決めするときに使用され、ＴＰ２４でトリガして、ＴＰ
４２にアライメントしたＴＰ２６を書き込む。ディスク
の余分な回転により、経路２と経路３が示す原因連鎖が
切断され、通常は独立しているランダム・ウォーク経路
を効果的にまとめてロックし、トラック間ミスアライメ
ントの増大を防止する。米国特許出願第０８／０２８０
４４号に記載されているこのプロセスは、以下の説明で
は「２重回転クロック伝播プロセス」と呼ぶ。

【００１９】トリガの指定時間後にトリガ・パターンを
書き込む場合、ＩＢＭテクニカル・ディスクロージャ・
ブルテンVol.33、No.5（１９９０年１０月）に教示され
ているように、トリガおよび書込み回路内の電子遅延の
存在を処理しなければならないことが分かっている。そ
こで、読取り／書込み遅延は測定され、一定訂正として
印加される。この読取り／書込み遅延は、ストップに接
してヘッドを配置し、１組の偶数番号トリガ・パターン
を書き込むことによって、伝播を開始する前に決定する
ことができる。記録ヘッドは、偶数番号トリガ・パター
ンのそれぞれでトリガし、各偶数番号トリガ・パターン
後の初期遅延設定Ｄで奇数番号トリガ・パターンを書き
込む。ディスクがもう１回回転すると、各偶数番号トリ
ガ・パターンとその次の奇数番号トリガ・パターンとの
間の時間間隔が測定され、記録される。これらの記録値
から初期遅延設定Ｄを引いたものの平均が読取り／書込
み遅延訂正になり、電子遅延を適切に補正するために
は、すべての計算遅延設定からそれを差し引かなければ
ならない。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、米国特許出願
第０８／０２８０４４号およびＩＢＭテクニカル・ディ
スクロージャ・ブルテンVol.33、No.5（１９９０年１０
月）では、系統的エラー（どのセクタでも一定である
が、伝播プロセスの半径方向位置の関数として変化す
る）が存在するときにトラック間の最適トリガ・パター
ン・アライメントを達成する方法を教示していない。特
に、米国特許出願第０８／０２８０４４号では、以下の
方法を教示していない。 １）磁気抵抗ヘッドの場合のように記録ヘッドが空間的
に分離した読取り素子と書込み素子を有しているときの
変動する系統的エラーを解放する方法。この結果、読取
りから書込みまでの時間遅延が半径方向に依存する。 ２）結果的に時間間隔の測定のエラーになるような、非
平行の読取り素子と書込み素子による変動する系統的エ
ラーを除去する方法。 ３）モータ・ドライブ電流波形またはその他のセンサか
ら得た１回転当たり一度のクロック・インデックスを使
用することによって、統計的エラーによるサーボ・パタ
ーン回転を解消する方法。

【００２１】また、米国特許出願第０８／０２８０４４
号では、以下の方法を教示していない。 １）間隔サイズを減少せずに速度ジッタの影響を最小限
にする方法。 ２）この目的のために設計された新しい方法を使用する
ことによって、間隔の制御を改良する方法。 ３）ディスクの追加回転を発生せずにトラック間アライ
メントを達成する方法。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明により、回転ディ
スクを有する直接アクセス記憶装置内のヘッドの読取り
素子と書込み素子との間の分離を決定する方法が提供さ
れる。この方法は、ヘッドをディスクの第１の半径に位
置決めして第１の読取り／書込み時間遅延を決定するス
テップと、ヘッドをディスクの第２の半径に位置決めし
て第２の読取り／書込み時間遅延を決定するステップ
と、前記第１の遅延と前記第２の遅延との差ならびにデ
ィスクの回転速度に基づいて読取り素子と書込み素子と
の分離を計算するステップとを含む。読取り／書込み時
間遅延を決定する前記ステップのうちの少なくとも１つ
は、書込み素子で第１のトリガ・パターンを書き込むス
テップと、前記第１のトリガ・パターンでのトリガから
公称時間Ｔ後に第２のトリガ・パターンを書き込むステ
ップと、前記第１のトリガ・パターンと前記第２のトリ
ガ・パターンとの間の時間間隔を測定するステップと、
前記間隔と公称時間Ｔとの差を計算するステップとを含
む。これらの遅延は、ヘッドと可動ディスクとの間の傾
斜角の関数であり、傾斜角は前記計算ステップでも使用
される。さらにこの方法は、前記分離、傾斜角、ディス
クの回転速度の関数としてディスクに対するヘッドの連
続半径方向位置の傾斜から得られる遅延時間を計算する
ステップと、サーボ・パターンをディスク上に書き込む
際にトリガ・パターンの位置決めを訂正するために前記
遅延時間を使用するステップとを含む。

【００２３】本発明は、個別の読取り素子と書込み素子
を有するヘッドによって回転記憶媒体上のデータの配置
の系統的エラーの値を決定する方法であって、前記エラ
ーが前記読取り素子と前記書込み素子との形状的ミスア
ライメントによる方法にも関する。この方法は、前記デ
ィスク上の所与の半径方向位置に位置するヘッドによっ
て書き込まれるトリガ・パターン間の第１の時間間隔を
測定するステップと、１対のトリガ・パターン間の第２
の時間間隔を測定するステップであって、そのうちの第
１のトリガ・パターンが第１の半径方向位置に位置する
ヘッドによって書き込まれ、第２のトリガ・パターンが
第２の半径方向位置に位置するヘッドによって書き込ま
れ、前記第１および第２の半径方向位置が、１つの半径
方向位置に置かれたヘッドによって第１および第２の両
方のトリガ・パターンが読み取れるほど充分小さく、前
記系統的エラーを検出できるほど充分大きい距離分だけ
離れているステップとを含む。この方法は、ディスク上
にサーボ・パターンを設けるステップと、系統的エラー
の測定を使用して、ディスク上に前記サーボ・パターン
を書き込むのに使用するトリガ・パターンの位置を訂正
するステップとに結合される。本発明は、ディスク・ド
ライブ内のヘッドによって回転ディスク上にタイミング
・パターンを書き込む際の系統的エラーを訂正する方法
にも関し、前記ディスクの第１のトラック上の第１の位
置にあるヘッドによって第１のシリーズのトリガ・パタ
ーンを書き込むステップと、ディスクの回転方向に関連
する回転インデックスと前記第１のトラック上の少なく
とも１つのトリガ・パターンとの間の時間間隔を記録す
るステップと、所定の所望の時間間隔から記録した時間
間隔の偏差からインデックス訂正値を計算するステップ
と、前記インデックス訂正値を使用して、後続トラック
上に書き込まれる各トリガ・パターンの位置をシフトす
るステップとを含む。

【００２４】本発明は、ディスク・ドライブ内のヘッド
によって回転ディスク上にタイミング・パターンを書き
込む際の系統的エラーを訂正する方法も企図し、前記デ
ィスクの第１のトラック上のヘッドによって第１のシリ
ーズのトリガ・パターンを書き込むステップと、ディス
クの回転方向に関連する回転インデックスと前記第１の
トラック上の少なくとも１つのトリガ・パターンとの間
の第１の時間間隔を記録するステップと、前記ディスク
の第２のトラック上のヘッドによって第２のシリーズの
トリガ・パターンを書き込むステップと、ディスクの回
転方向に関連する回転インデックスと前記第２のトラッ
ク上の少なくとも１つのトリガ・パターンとの間の第２
の時間間隔を記録するステップと、記録した前記第１お
よび第２の時間間隔の差からインデックス訂正値を計算
するステップと、前記インデックス訂正値を使用して、
後続トラック上に書き込まれる各トリガ・パターンの位
置をシフトするステップとを含む。本発明の他の態様に
よれば、ディスクとの相互作用のために位置決めされた
ヘッドを含むディスク・ドライブ内の回転ディスクに自
己サーボ書込みするためのプロセスは、第１のトラック
上に第１の組のトリガ・パターンを書き込むステップ
と、読取り／書込み時間遅延を決定するステップと、イ
ンデックス訂正値を決定するステップと、少なくとも１
つのランダム・エラー訂正値を決定するステップと、前
記読取り／書込み時間遅延と、前記インデックス訂正値
と、前記少なくとも１つのランダム・エラー訂正値との
関数である１組の遅延値を計算するステップと、前記第
１の組のトリガ・パターンからトリガし、前記遅延値を
使用して後続トラック上に第２の組のトリガ・パターン
を書き込むステップとを含む。本発明の他の態様では、
ディスクとの相互作用のために位置決めされたヘッドを
含むディスク・ドライブ内の回転ディスクに自己サーボ
書込みするためのプロセスは、読取り／書込み時間遅延
を決定するステップと、前記第１のトラック上に第１の
組のトリガ・パターンを書き込むステップと、インデッ
クス訂正値を決定するステップと、トラック幅の一部分
だけヘッドを移動させるステップと、第２の組のトリガ
・パターンを書き込むステップと、それぞれの第１のト
リガ・パターンとそれに続く第２のトリガ・パターンと
の間の第１の時間を測定し、それぞれの第２のトリガ・
パターンとそれに続く第１のトリガ・パターンとの間の
第２の時間を測定するステップと、前記第１の時間に基
づいて更新された読取り／書込み時間遅延を計算するス
テップと、前記第２の時間を使用して、公称間隔時間か
らの偏差を決定し、ランダム・エラー訂正遅延値を計算
するステップと、インデックス訂正値を更新するステッ
プと、更新された読取り／書込み時間遅延と、インデッ
クス訂正値と、ランダム・エラー訂正値との関数として
後続トラック上にトリガ・パターンを書き込むために１
組の遅延値を計算するステップとを含み、それにより、
前記トリガ・パターンの配置のランダム・エラーと系統
的エラーの増大が解消される。

【００２５】本発明は、前記所与の時間の直前に連続ト
リガ・パターン間の時間間隔を測定するステップと、前
記時間間隔に基づいて瞬間ディスク速度を計算するステ
ップと、平均ディスク速度からの前記瞬間ディスク速度
の偏差について訂正した遅延時間で前記所与の時間後に
次のトリガ・パターンを書き込むステップとをたどるこ
とにより、所与の時間にディスク速度を測定する場合に
も使用することができる。

【００２６】本発明の他の態様によれば、連続時間間隔
を定義する一連のトリガ・パターン内の第１のトリガ・
パターンと第２のトリガ・パターンのどちらのトリガ・
パターンが間違って配置されているかを決定する方法
は、前記第１のトリガ・パターンと少なくとも１つの他
のトリガ・パターンとの間の第１の時間間隔を決定する
ステップと、前記第２のトリガ・パターンと少なくとも
１つの他のトリガ・パターンとの間の第２の時間間隔を
決定するステップと、第１および第２の時間間隔を比較
して、前記第１および第２のトリガ・パターンのうちの
どちらが間違って配置されているかを決定するステップ
とを含む。

【００２７】本発明の非常に有利な態様は、ディスク・
ドライブ内の回転ディスクの自己サーボ書込み用のタイ
ミング・パターンを生成する方法であり、前記ディスク
の１回転の間に前記ディスクの第１のトラック上にタイ
ミング・パターンを配置し、前記第１のトラック上の前
記タイミング・パターンの配置のランダム・エラーを決
定するステップと、前記配置エラーを補正するために訂
正値を計算するステップと、前記訂正値によって位置を
変更して前記ディスクの後続トラック上にタイミング・
パターンを書き込むステップとを含み、それにより、前
記第１のトラック上の配置のエラーが前記後続トラック
に伝播されないようになっている。また、本発明は、回
転ディスクを有するディスク・ドライブの自己サーボ書
込み中に半径方向に変化する系統的エラーを除去する方
法であって、複数の所定の半径方向位置で系統的エラー
を測定するステップと、系統的エラーを打ち消すように
ステップａで決定した量だけサーボ・トラックを前記半
径方向位置に書き込む際に系統的エラーを訂正するステ
ップとを含み、それにより、サーボ・パターンが所望の
ようにディスクに対して回転する方法にも関する。ま
た、本発明は、その内部の回転ディスクと、アクチュエ
ータによって半径方向に位置決めされたヘッドと、前記
ディスク上に書き込まれる自己サーボ書込みタイミング
・パターンとを含むディスク・ドライブも含み、前記パ
ターンは系統的エラーが解消されるように書き込まれ、
それにより、サーボ・パターンの回転がディスク上でそ
の半径方向に移動するヘッドによって追跡された軌道と
一致する。このサーボ・パターンは、サーボ・パターン
のトラック間アライメントのランダム・エラーがディス
ク表面の少なくとも所望の部分でその二乗平均平方根値
が統計的に一定になるように書き込むこともできる。

【００２８】本発明の他の態様では、個別の読取り素子
と書込み素子を備えたヘッドを有し、前記ヘッドが回転
ディスクとの相互作用のためのものであるディスク・ド
ライブは、ディスクに対するヘッドの半径方向位置を決
定する方法に関し、ディスクの半径方向位置と、ヘッド
とヘッドに対するディスクの移動方向との間の傾斜角と
の関係を確認するステップと、読取り素子と書込み素子
との分離を確認するステップと、第１の半径位置にある
ヘッドによって第１の読取り／書込み遅延を決定するス
テップと、未知の半径位置にあるヘッドによって第２の
読取り／書込み遅延を決定するステップと、前記第１の
読取り／書込み遅延と、前記第２の読取り／書込み遅延
と、前記関係と、前記素子間の前記分離とから未知の半
径を計算するステップとを含む。

【００２９】

【発明の実施の形態】自己サーボ書込み装置のシステム
概要を図３に示す。このシステムは、半径方向伝播制御
装置２と、タイミング伝播制御装置４と、パターン生成
器６とを含む電子ブロックから構成される。システム
は、読取り／書込み変換器１０と、読取り／書込み変換
器の位置を制御するアクチュエータ１２とにより、ディ
スク記憶装置８とのインタフェースを取る。この自己サ
ーボ書込み装置は、電子インタフェースのみを使用し
て、サーボ情報でディスクをパターン化することができ
る。

【００３０】通常、ディスク・ドライブでは、すべての
ディスク表面上にサーボ・パターン情報が存在する「埋
込みサーボ」と呼ばれる一般的なサーボ・アーキテクチ
ャが使用されている。本明細書および米国特許出願第０
８／０２８０４４号に記載されている２重回転クロック
伝播プロセスは、すべての表面にサーボ・パターンを書
き込むようにサーボ・パターン生成器６をゲートするた
めのものである。本発明の好ましい商業実施態様として
企図されるディスク・ドライブの外部にサーボ書込み装
置がある場合には、最小限の回転でこれを達成できると
いうことは重要である。

【００３１】図４および図５には、トリガ・パターンを
使用して、第１の記録ヘッドにより第１の表面にサーボ
・パターンを書き込み、他の記録表面上の他の記録ヘッ
ドへの切替えにより他の表面にもサーボ・パターンを書
き込むプロセスが示されている。記録ヘッドは、読取り
モードに設定され、サーボ・パターンＳＰ＃０を書き込
むようにパターン生成器のゲートを開始するＴＰ＃１で
トリガし、次に、マルチプラタ・ディスク・ドライブの
スタック内の次の記録ヘッドが選択され、第２のサーボ
・パターンＳＰ＃１が表面＃１に書き込まれ、Ｎ個の表
面まで繰り返される。このＮという数は、それぞれの表
面に書き込み、ヘッドを切り替えるのに必要な時間によ
って制限される。Ｎ番目の表面が終わると、ヘッドは、
次のセクタＴＰ＃２を読み取るのに間に合う時間に第１
の表面＃０に切り替わらなければならない。短時間であ
るためにディスクが１回転する間に他の表面にサーボ・
パターンを書き込むことができ、そのため、サーボ書込
み時間が短縮されるので、このプロセスではトリガ・パ
ターンの利点が明らかになる。

【００３２】系統的エラーの原因となる形状的影響 いずれのクロック伝播プロセスでも、伝播プロセス中に
系統的エラー（サーボ・トラックの各セクタに同じエラ
ーを発生する）を除去しなければならない。このような
エラーは、トラックのミスアライメントや、固定フレー
ムに対するパターンの回転の一因となる。前述のよう
に、ＩＢＭテクニカル・ディスクロージャ・ブルテンVo
l.33、No.5（１９９０年１０月）に記載されている最も
明白な系統的エラーは、読取り／書込み回路内の電子遅
延である。しかし、先行技術では、ヘッドやアクチュエ
ータの設計に特有の形状的影響によって変動する系統的
エラー（半径方向位置につれて変化する）が存在するこ
とを教示していない。このようなエラーを補正しない
と、伝播プロセスのトラック間正確度が低下し、固定基
準に対してパターンが回転することになるほどエラーが
蓄積する可能性がある。この回転については図１０にグ
ラフで示すが、パターン回転と固定トラック間ミスアラ
イメント・エラーの両方を引き起こす系統的エラーによ
って、後続のサーボ・トラック上の各ＴＰが前のサーボ
・トラックから変位している。パターン回転がシーク時
のアクチュエータの軌道と一致する場合、ディスクの回
転方向に関連するインデックスに対するタイミングのシ
フトが一切存在しなくなる。これは、長いシーク時にデ
ィスク・ファイル・サーボを単純化するので、所望のパ
ターン回転である。したがって、ディスクの回転方向に
関連するインデックスに対するタイミング・シフトが発
生しないように書き込まれたパターンは、必ず、所望の
タイプになる。系統的エラーの例をいくつか以下に説明
するが、特定のヘッドおよびディスク・ドライブの設計
によって他にも同様の影響が発生しうることに留意され
たい。一般に、所与の系統的エラーの場合、その系統的
エラーを除去するのに使用できる方法は３通りある。 １）各伝播ステップで訂正項を計算するのに使用する１
つまたは複数の既知の半径でのエラーの測定 ２）伝播プロセス中の内部測定によるエラーのプロセス
間訂正 ３）同様の設計のすべてのディスク・ドライブを訂正す
るのに使用する、外部手段によるディスク・ファイルの
エラーの測定。

【００３３】独立読取り／書込みセンサ用の半径方向依
存時間遅延 図６に示すように記録変換器が分離した書込み素子と読
取り素子を有する場合、米国特許出願第０８／０２８０
４４号に記載されている２重回転タイミング・パターン
・プロセスを変更する必要がある。この場合、読み返し
トリガ・パターンから指定の物理距離後に第２のトリガ
・パターンを書き込むには、時間遅延または進み（書込
み素子と読取り素子が分離していない場合との相関関係
による）が必要である。この時間遅延は、Ｗ／Ｖによっ
て示されるディスクの線速度の関数である。ただし、Ｗ
は読取り素子４６と書込みギャップ４８との間の分離で
あり、Ｖはディスクの線速度である。また、たとえば、
回転アクチュエータで発生するようにヘッドがトラック
に対して傾斜している場合は、記録したトラックに沿っ
て突き出している読取りおよび書込み変換器の「見かけ
の」分離Ｗが記録ヘッドの傾斜角の余弦によって変更さ
れ、これも半径の関数として変化する。分離の影響によ
る時間遅延は次式から得られる。

【数２】 ただし、Θは記録ヘッドの傾斜角であり、Ωはディスク
の回転速度であり、Ｒはトラックの半径である。

【００３４】読取り／書込みの分離Ｗは、ＴＰ５０を書
き込み、後続の回転時にそのトリガ・パターンでトリガ
し、時間Ｔ５４後に第２のトリガ・パターンＴＰ５２を
書き込むことにより、プロダクト・データ・ヘッドのみ
を使用して測定することができる。２つのトリガ・パタ
ーンの間の実際の測定の後続測定は、時間Ｔ５４に、電
子ブロック内の遅延（一定である）と物理的な読取り／
書込みの分離Ｗによる遅延とを加えたものになる。２つ
の既知の半径でこの測定を繰り返すと、傾斜角が既知の
場合、アクセス可能な最も内側のデータ・トラックまた
は内径（ＩＤ）とアクセス可能な最も外側のデータ・ト
ラックまたは外径（ＯＤ）を使用して、読取り素子と書
込み素子との分離を計算することができる。測定した全
遅延は次式から得られる。

【数３】 ただし、読取り／書込み遅延と呼ばれるこの全遅延は、
読取り／書込み間の分離による遅延と、記録ヘッドの読
取りおよび書込み連鎖のいずれか一方または両方の電子
経路による追加の遅延とを含む。

【００３５】上記の関係は、次式によりＷについて解く
ことができる。

【数４】

【００３６】タイミング・パターンはディスク表面の端
から端まで伝播するので、各伝播ステップごとに遅延を
計算し、更新することができる。

【００３７】あるいは、方法＃２に示すように、読取り
／書込み遅延を伝播プロセス中に測定し、それを使用し
て可変遅延の訂正を行うこともできる。２重回転タイミ
ング・パターン・プロセスの場合、それぞれの読み返し
測定回転時に遅延と訂正値の測定が得られる。これにつ
いては、以下の「系統的エラー除去を伴うプロセス」の
項で説明する。

【００３８】場合によっては、上記の方法を使用してヘ
ッドの絶対半径方向位置を検出する方が望ましいことも
ある。所与のディスク・ファイルについて、ヘッドの半
径方向位置と傾斜角との関係を確認することができる。
読取り素子と書込み素子との分離が分かっている場合
は、所与の既知の半径での読取り／書込み遅延について
上記の式を解くことにより、遅延の電子成分を求めるこ
とができる。次に、ヘッドを他の位置に置いて測定した
読取り／書込み遅延を使用することにより絶対半径方向
位置を求めるために、同じ式を解いてもよい。

【００３９】読取り／書込み間の非平行 記録ヘッドの読取り素子が書込み素子と平行ではない場
合、追加の系統的エラーが発生する。これについては図
７に示すが、同図では、書き込まれたＴＰ６４、ＴＰ６
６、ＴＰ６８が読取り素子６２と平行ではない。ＴＰ６
８は、ＴＰ６４およびＴＰ６６から約１／２だけトラッ
クから外れて書き込まれている。トラックの中心７０上
の読取り素子６２がトリガ・パターンを読み取る場合、
ＴＰ６４とＴＰ６６との間で測定した時間間隔はＤ１で
示される。また、ＴＰ６６とＴＰ６８との間で測定した
時間間隔はＤ２になる。ＴＰ６８がトラック外であるこ
とから時間間隔Ｄ２はＤ１より長くなり、その角度の結
果、トリガ・パターンの見かけの中心がシフトする。こ
の影響をさらに明確にするため、ＴＰ７２、ＴＰ７４、
ＴＰ７６が示すように読取り素子と書込み素子が平行の
場合は、上記の説明に従って間隔を測定すると、２つの
測定間隔Ｄ１'とＤ２'が等しくなる。

【００４０】このエラーは、両方ともトラック上のトリ
ガ・パターンの場合の間隔と、一方がトラック上の信号
でもう一方がトラック外の信号である場合の間隔との系
統的エラーを測定し、その値を格納することにより、伝
播プロセス中に除去することができる。この測定を既知
を半径（ＩＤまたはＯＤである可能性が最も高い）で実
行すると、シフトＳは次式で示すことができる。 Ｓ＝遅延×Ω×Ｒ

【００４１】Ｓの測定値を使用して、任意の半径方向ス
テップで遅延を計算することができる。

【００４２】あるいは、方法＃２に示すように、個別の
定期的測定ステップとして伝播プロセス中にこのエラー
を測定することもできる。特に、読取り素子と書込み素
子が単に非平行であるというより、もっと複雑な形状的
ミスアライメント状態である場合、遅延は、半径方向位
置に対して非線形に依存する可能性がある。この影響を
訂正するには、伝播プロセス中の定期的な測定が必要に
なると思われる。

【００４３】この形状的影響のもう１つの結果は、図８
に示すパターン・スパイラルの形成である。同図では、
パターンのトラック間ミスアライメントが最小限になる
ようにＴＰ８２、ＴＰ８４、ＴＰ８６がアライメントさ
れているが、その結果、この時間領域でインデックス８
０からパターンの回転が起こる。前述のように、これは
所望のパターン形状ではない。ただし、読取り素子と書
き込まれた転移との間が非平行であるとこの影響が発生
するので、読取り素子と書込み素子との間を一定角度に
制限する必要はないことに留意されたい。具体的には、
書込みプロセスでのエッジ効果によって書き込まれた転
移が曲がったりゆがんだりしても、この影響が発生す
る。以下の「系統的エラー除去を伴うプロセス」で説明
する１回転当たり一度のインデックスを使用することに
よって、所望のパターン形状を復元することができる。
この読取り／書込み間非平行の影響に固有の特徴は、そ
の結果、トラック間タイミング・エラーとパターン・ス
パイラル・エラーの両方が発生することである。

【００４４】ヘッド取付けのミスアライメント 記録ヘッドがアクチュエータの動作方向と平行ではない
場合、もう１つの形状的影響が発生する可能性がある。
トラック間エラーを最小限にするようにトリガ・パター
ンをアライメントすると、その結果、パターン回転が発
生する。単純な例を図９に示すが、同図では、ヘッドが
線形アクチュエータの動きに対して平行になっていな
い。トリガ・パターンＴＰ９０、９２、９４をアライメ
ントさせると、パターン回転が発生する。ＴＰ９０、９
６、９８が示すパターン回転を除去すると、トラック間
ミスアライメントが発生する。ヘッドが回転アクチュエ
ータ上でミスアライメント状態になっていると、同様の
影響が発生する。ただし、読取り／書込み間の非平行の
影響とは異なり、ヘッド取付けのミスアライメントでは
パターン・スパイラル・エラーしか発生しない。すなわ
ち、この影響からはトラック間タイミング・エラーは一
切発生しない。

【００４５】系統的エラー除去を伴うプロセス 図２に示す伝播プロセスでは、後続の偶数番号セクタを
書き込む際の同期のために奇数番号セクタを使用し、次
のステップでは（ヘッドを半径方向にわずかに移動させ
た後）その役割が逆転し、後続の奇数番号セクタを書き
込む際の同期のために偶数番号セクタを使用する。測定
フィードバック・プロセスによってランダム・エラーの
増大は除去されるが、系統的エラーが発生すると、その
結果、一定のトラック間エラーと、固定基準フレームに
対するサーボ・パターン全体の回転が発生する。これに
ついては図１０に示すが、同図では、系統的エラーによ
り書き込まれた後続のＴＰが前のサーボ・トラックから
一定の距離だけ変位している。

【００４６】系統的エラーを除去すると同時にパターン
伝播プロセスでランダム・エラーも除去するための流れ
図を図１１に示す。このプロセスの詳しい説明は以下の
通りである。

【００４７】ステップ１００）一連のＴＰを書き込み、
前述のように読取りと書込みとの間の遅延を測定し、そ
の遅延を変数Ｄ_RW0として格納することによって、プロ
セスを開始する。読取り／書込み間の平行によるＴＰの
シフトを検査し、測定し、Ｄ_S0として格納する。

【００４８】ステップ１０２）ステップ１で求められた
読取り／書込み間遅延を使用して、ディスクに偶数番号
ＴＰを書き込む。インデックスに対する第１のＴＰの位
置を記録し、インデックス訂正値をゼロに設定する。

【００４９】ステップ１０３）トラック幅の一部分だけ
ヘッドを移動する。

【００５０】ステップ１０４）交互に番号が付けられた
ＴＰを書き込む。これは最初は奇数ＴＰであるが、後続
の伝播ステップでは偶数と奇数が交互になる。

【００５１】ステップ１０５）ＴＰ間の時間に対応する
すべての間隔を測定する。

【００５２】ステップ１０５Ａでは、間隔をＩ_FHとＩ_HF
の２つのグループに分割する。Ｉ_FHは完全トラック上Ｔ
Ｐから始まりトラック外ＴＰで終わる時間間隔に対応す
る。Ｉ_HFはトラック外ＴＰから始まりトラック上ＴＰで
終わる時間間隔に対応する。これらを組み合わせると、
ディスク上のすべての間隔が処理される。

【００５３】ステップ１０５Ｂでは、ディスクの同一回
転中に、書き込まれたグループ内の第１のＴＰの位置を
記録する。

【００５４】ステップ１０６）測定した間隔を使用し
て、時間遅延訂正値を計算する。

【００５５】ステップ１０６Ａでは、Ｉ_HFを使用して、
次のＴＰ書込みに使用する読取り／書込み間遅延を決定
する。

【００５６】ステップ１０６Ｂでは、Ｉ_FHをクロック・
アルゴリズムに入力し、次のＴＰ書込みでエラーのラン
ダム増大を解消するために訂正値を計算する。

【００５７】ステップ１０６Ｃでは、インデックスに対
する第１のＴＰの位置を使用して、インデックスに対す
るパターンの回転を防止するための新しいインデックス
訂正値を計算する。ただし、図８および９のようにパタ
ーンが回転できるようにすることによってトラック間エ
ラーを最小限にする場合などは、この機能を使用不能に
することもできることに留意されたい。インデックス
は、通常、ディスク・ドライブに使用するＤＣブラシレ
ス・モータの電流波形または他に使用可能な１回転当た
り一度の信号から求めることができる。

【００５８】ステップ１０７）ステップ１０６Ａ、１０
６Ｂ、１０６Ｃの上記のプロセスそれぞれの出力を使用
して、次の半径方向位置に交互のＴＰを書き込むために
所望の遅延を計算する。

【００５９】ステップ１０８）トラック・カウントを検
査して、プロセスの終わりを判定する。

【００６０】次にプロセスはループをたどってステップ
１０３に戻る。

【００６１】実際には、上記のプロセスでは、それぞれ
の間隔ごとに計算した遅延値に対する訂正を行う前に２
つまたはそれ以上の後続ステップで系統的エラーの測定
値の平均を求めることもできる。

【００６２】速度エラー訂正 ディスクの回転速度の変動により、上記の伝播プロセス
でエラーが発生する。米国特許出願第０８／０２８０４
４号には、このエラーの大きさが間隔の開きに比例する
ことが教示されている。したがって、このエラーは、２
つの連続奇数（または２つの偶数）トリガ・パターン間
の時間に対応する間隔サイズを低減することによって無
視できる程まで最小限にすることができる。場合によっ
ては、このエラーを無視できるレベルまで低減するため
に間隔を短縮することが実用的ではないこともある。

【００６３】間隔を短縮できない場合にディスクの速度
を"on the fly"で測定する新しい方法を開示する。米国
特許出願第０８／０２８０４４号の２重回転タイミング
・パターン伝播のように、読取りステップと書込みステ
ップでディスクの速度が異なると書き込まれたＴＰの位
置のエラーが発生する。このプロセスでは、１回転分の
間隔時間（読み返しと書込みのいずれか一方の間隔時間
または両方）の平均に対応する公称間隔長を使用して、
ディスクの平均速度または公称速度を推定する。図１２
に示すように、書込みプロセス中のＴＰ間の時間間隔を
測定すれば、この間隔と公称速度での公称間隔とを比較
することにより、ローカル・ディスク速度の推定値を求
めることができる。速度の変化率はディスクの慣性によ
って制限されるので、書き込まれるＴＰの直前の１組の
間隔測定値の平均を取って、現行ディスク速度を推定し
てもよい。たとえば、ヘッドがサーボ・トラック＃１の
中心にある場合、ＴＰ１１８を書き込む前に間隔Ｔ１１
４とＴ１１６を測定してローカル・ディスク速度を推定
することができる。

【００６４】間隔制御の改良のための方法 すでに開示されている米国特許出願第０８／０２８０４
４号の方法では、トリガ・パターン伝播中の間隔測定を
使用している。ある間隔でエラーが発生した場合、その
間隔を定義する２つのＴＰのうちのどちらが間違った位
置にあるのかは分からない。その結果、訂正値Ｆ（Ｆに
ついては以下に定義する）が１未満である場合にこの方
法で伝播すると、ＴＰ位置のエラーが（減衰するよう
に）隣接位置に伝播する。この例は図１３の上半分に図
示する。サーボ・トラック＃１のＴＰ１５０はＴＰ１３
２に対して間違ってシフトし、その結果、間隔測定値Ｔ
１４５が公称値より小さくなる。プロセスの次のステッ
プでは、ヘッドがサーボ・トラック＃２上に位置決めさ
れ、短い間隔Ｔ１４５を訂正するためにＴＰ１３４がエ
ラーとともに書き込まれる。サーボ・トラック＃３およ
び＃４での後続の書込みでは、エラーが減衰するように
伝播していることが分かる。

【００６５】間隔制御の改良のための方法では、特定の
ＴＰの位置に関する情報が抽出される。前のＴＰからの
特定の間隔を所望の公称位置として指定するのではな
く、周囲のＴＰからの間隔データを使用して位置情報を
提供する。現在評価中のＴＰ間の間隔と指定の数の転移
内の各ＴＰが計算される。

【００６６】最も近い隣接比較を使用する例として、間
隔Ｔ１３５とＴ１５７を測定することによりＴＰ１５０
の位置を評価する。同様に、Ｔ１２４とＴ１４６を測定
することによりＴＰ１３２を評価する。Ｔ１２４とＴ１
４６が等しくなく、Ｔ１３５とＴ１５７が等しい場合に
は、ＴＰ１５０の位置が間違っており、ＴＰ１３２の位
置は間違っていない。実際には、最も近い隣接間隔以上
にこのプロセスを拡張し、適切な指定の数の隣接間隔に
ついて平均を求めて、ＴＰの配置に関する情報を提供す
る。

【００６７】単一回転タイミング・パターン ディスク表面上の１つの半径方向位置での等間隔のトリ
ガ・パターン（書き込まれた１つまたは複数の磁気転移
から構成される）の形式のタイミング情報は、タイミン
グ情報のトラック間アライメントの増大を発生せずにデ
ィスク半径全体にわたって伝播することができる。さら
にこのプロセスは、１つのサーボ・トラック当たり１回
転以内で実施され、それにより、ディスク・ドライブに
サーボ書込みを行うプロセスに余分な時間を追加しな
い。この進歩の重要性は、自己生成プロセスがディスク
・ドライブの外部で行われる場合や、記憶媒体の回転数
の追加が必要なサーボ書込みシステムの数に直接影響す
る場合には重大なものになる。たとえば、記録ヘッドを
次のサーボ・トラック位置に移動するのに回転記憶媒体
の２回転分とさらにもう１回転分とを必要とするタイミ
ング・パターンでは、前述の方法に比べ、さらに５０％
多いサーボ書込み装置を必要とするはずである。これ
は、サーボ書込み装置が記憶装置の外部にあるときに膨
大な資本費になることを意味する。

【００６８】タイミング・パターンの自己伝播のプロセ
スについては、以下の各ステップに示し、図１５に示
す。この例では、Ａは間隔Ｔの半分に相当するが、一般
にＡはＴの一部であればどのような大きさにもすること
ができる。 １．記録ヘッドをサーボ・トラック位置＃０に配置し、
ディスク表面上の１つおきのセクタに対応する一連の偶
数番号トリガ・パターンを公称間隔サイズＴで書き込
む。 ２．記録ヘッドをサーボ・トラック位置＃１にサーボ位
置決めする。 ３．記録ヘッドがＮ個の偶数番号トリガ・パターンのそ
れぞれでトリガし、各偶数番号トリガ・パターンから時
間Ａ後に奇数番号トリガ・パターンを１つずつ書き込
む。この書込みシーケンス中に、隣接する２つの偶数番
号トリガ・パターン間の時間間隔を測定し、値Ｔ（ｎ）
としてコンピュータ・メモリに記録する。この場合、ｎ
は１〜Ｎに及ぶ。 ４．格納した時間間隔と間隔Ａから、次式に示す間隔Ｂ
（ｎ）を計算する。 Ｂ（ｎ）＝Ｆ＊｛Ｔ（ｎ）−Ａ｝＋｛１−Ｆ｝＊Ａ ５．記録ヘッドを次のサーボ・トラック位置にサーボ位
置決めする。 ６．記録ヘッドがＮ個の奇数番号トリガ・パターンのそ
れぞれでトリガし、各偶数番号トリガ・パターンから時
間Ｂ（ｎ）後に偶数番号トリガ・パターンを１つずつ書
き込む。この書込みシーケンス中に、隣接する２つの偶
数番号トリガ・パターン間の時間間隔を測定し、値Ｓ
（ｎ）としてコンピュータ・メモリに記録する。 ７．格納した時間間隔と間隔Ｂ（ｎ）から、次式に示す
間隔Ｃ（ｎ）を計算する。 Ｃ（ｎ）＝Ｆ＊｛Ｓ（ｎ）−Ｂ（ｎ−１）｝＋｛１−
Ｆ｝＊Ａ ８．記録ヘッドを次のサーボ・トラック位置にサーボ位
置決めする。 ９．記録ヘッドがＮ個の偶数番号トリガ・パターンのそ
れぞれでトリガし、各偶数番号トリガ・パターンから時
間Ｃ（ｎ）後に奇数番号トリガ・パターンを１つずつ書
き込む。この書込みシーケンス中に、隣接する２つの偶
数番号トリガ・パターン間の時間間隔を測定し、値Ｔ
（ｎ）としてコンピュータ・メモリに記録する。 １０．格納した時間間隔と間隔Ｃ（ｎ）から、次式に示
す間隔Ｂ（ｎ）を計算する。 Ｂ（ｎ）＝Ｆ＊｛Ｔ（ｎ）−Ｃ（ｎ）｝＋｛１−Ｆ｝＊
Ａ １１．ディスク表面全体がクロック情報で一杯になるま
で、プロセス・ステップ＃５に移行し、ステップ＃５〜
＃１０を繰り返す。

【００６９】Ｆは０〜１の数字であり、トラック間ミス
アライメントの訂正に使用する重み係数を表す。たとえ
ば、Ｆ＝１の場合、トラック間ミスアライメント・エラ
ーは最小限になるが、絶対間隔は公称値からずれる。Ｆ
＝０の場合は、公称間隔サイズは維持されるが、トラッ
ク間エラーは無制限に増大する。

【００７０】ランダム・エラー増大を除去するための上
記のプロセスに加え、前述のように電子的影響と形状的
影響の両方によるすべての系統的遅延を測定し訂正しな
ければならないことに留意されたい。さらに、「間隔制
御のためのアルゴリズムの改良」という前述の方法も同
様にこのプロセスに適用することができる。

【００７１】このクロック伝播プロセスを使用するサー
ボ・パターンの伝播を図１６に示す。記録ヘッドは読取
りモードに設定され、サーボ・パターン＃０を書き込む
ようにパターン生成器のゲートを開始するＴＰ０でトリ
ガし、スタック内の次の記録ヘッドが選択され、第２の
サーボ・パターン＃１が表面＃１に書き込まれ、Ｎ個の
表面まで繰り返される。Ｎという数は、各表面に書き込
むために必要な時間とヘッド切替え時間によって制限さ
れる。Ｎ番目の表面が終わると、ヘッドは、次のセクタ
ＴＰ１の書込みに間に合う時間に第１の表面＃０に切り
替わらなければならない。

【００７２】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。

【００７３】（１）回転ディスクを有する直接アクセス
記憶装置内のヘッドの読取り素子と書込み素子との間の
分離を決定する方法において、前記ヘッドはディスクと
の相互作用のために位置決めされ、前記ヘッドを前記デ
ィスクの第１の半径に位置決めして第１の読取り／書込
み時間遅延を決定するステップと、前記ヘッドを前記デ
ィスクの第２の半径に位置決めして第２の読取り／書込
み時間遅延を決定するステップと、前記第１の遅延と前
記第２の遅延との差ならびにディスクの回転速度に基づ
いて読取り素子と書込み素子との分離を計算するステッ
プとを含むことを特徴とする方法。 （２）読取り／書込み時間遅延を決定する前記ステップ
のうちの少なくとも１つが、書込み素子で第１のトリガ
・パターンを書き込むステップと、前記第１のトリガ・
パターンでのトリガから公称時間Ｔ後に第２のトリガ・
パターンを書き込むステップと、前記第１のトリガ・パ
ターンと前記第２のトリガ・パターンとの間の時間間隔
を測定するステップと、前記間隔と公称時間Ｔとの差を
計算するステップとを含むことを特徴とする、上記
（１）に記載の方法。 （３）遅延がヘッドと可動ディスクとの間の傾斜角の関
数であり、傾斜角が前記計算ステップでも使用されるこ
とを特徴とする、上記（１）に記載の方法。 （４）前記分離が以下の関係式を使用することによって
決定され、

【数５】 式中、Ｗ＝分離、Ω＝ディスクの回転速度、Ｒ₁＝第１
の半径、Ｒ₂＝第２の半径、Θ₁＝第１の半径での傾斜
角、Θ₂＝第２の半径での傾斜角であることを特徴とす
る、上記（３）に記載の方法。 （５）前記分離、傾斜角、ディスクの回転速度の関数と
してディスクに対するヘッドの連続半径方向位置の傾斜
から得られる遅延時間を計算するステップと、サーボ・
パターンをディスク上に書き込む際にトリガ・パターン
の位置決めを訂正するために前記遅延時間を使用するス
テップとをさらに含むことを特徴とする、上記（１）に
記載の方法。 （６）前記第１の半径がディスクの最も内側のアクセス
可能なトラックであり、前記第２の半径がディスクの最
も外側のアクセス可能なトラックであることを特徴とす
る、上記（１）に記載の方法。 （７）個別の読取り素子と書込み素子を有するヘッドに
よって回転記憶媒体上のデータの配置の系統的エラーの
値を決定する方法において、前記エラーが前記読取り素
子と前記書込み素子との形状的ミスアライメントによる
ものであり、前記ディスク上の所与の半径方向位置に位
置するヘッドによって書き込まれるトリガ・パターン間
の第１の時間間隔を測定するステップと、１対のトリガ
・パターン間の第２の時間間隔を測定するステップであ
って、そのうちの第１のトリガ・パターンが第１の半径
方向位置に位置するヘッドによって書き込まれ、第２の
トリガ・パターンが第２の半径方向位置に位置するヘッ
ドによって書き込まれ、前記第１および第２の半径方向
位置が、１つの半径方向位置に置かれたヘッドによって
第１および第２の両方のトリガ・パターンが読み取れる
ほど充分小さく、前記系統的エラーを検出できるほど充
分大きい距離分だけ離れているステップとを含むことを
特徴とする方法。 （８）前記測定ステップが前記ディスクに対して既知の
半径にあるヘッドによって行われ、前記ディスク表面の
相対速度が前記ディスクと回転速度と前記半径との積で
あることを特徴とする、上記（７）に記載の方法。 （９）前記エラーが前記読取り素子と前記書込み素子と
の非平行によるものであることを特徴とする、上記
（７）に記載の方法。 （１０）ディスク上にサーボ・パターンを設けるステッ
プと、系統的エラーの測定を使用して、ディスク上に前
記サーボ・パターンを書き込むのに使用するトリガ・パ
ターンの位置を訂正するステップとに結合されることを
特徴とする、上記（７）に記載の方法。 （１１）ディスクに対するヘッドの追加半径位置で系統
的エラーを決定して、半径の関数として更新した系統的
エラーを決定するステップと、系統的エラーの更新済み
測定を使用して、ディスク上に前記サーボ・パターンを
書き込むのに使用するトリガ・パターンの位置を訂正す
るステップとをさらに含むことを特徴とする、上記（１
０）に記載の方法。 （１２）ディスク・ドライブ内のヘッドによって回転デ
ィスク上にタイミング・パターンを書き込む際の系統的
エラーを訂正する方法において、前記ディスクの第１の
トラック上の第１の位置にあるヘッドによって第１のシ
リーズのトリガ・パターンを書き込むステップと、ディ
スクの回転方向に関連する回転インデックスと前記第１
のトラック上の少なくとも１つのトリガ・パターンとの
間の時間間隔を記録するステップと、所定の所望の時間
間隔から記録した時間間隔の偏差からインデックス訂正
値を計算するステップと、前記インデックス訂正値を使
用して、後続トラック上に書き込まれる各トリガ・パタ
ーンの位置をシフトするステップとを含むことを特徴と
する方法。 （１３）ディスク・ドライブ内のヘッドによって回転デ
ィスク上にタイミング・パターンを書き込む際の系統的
エラーを訂正する方法において、前記ディスクの第１の
トラック上のヘッドによって第１のシリーズのトリガ・
パターンを書き込むステップと、ディスクの回転方向に
関連する回転インデックスと前記第１のトラック上の少
なくとも１つのトリガ・パターンとの間の第１の時間間
隔を記録するステップと、前記ディスクの第２のトラッ
ク上のヘッドによって第２のシリーズのトリガ・パター
ンを書き込むステップと、ディスクの回転方向に関連す
る回転インデックスと前記第２のトラック上の少なくと
も１つのトリガ・パターンとの間の第２の時間間隔を記
録するステップと、記録した前記第１および第２の時間
間隔の差からインデックス訂正値を計算するステップ
と、前記インデックス訂正値を使用して、後続トラック
上に書き込まれる各トリガ・パターンの位置をシフトす
るステップとを含むことを特徴とする方法。 （１４）ディスクとの相互作用のために位置決めされた
ヘッドを含むディスク・ドライブ内の回転ディスクに自
己サーボ書込みするためのプロセスにおいて、第１のト
ラック上に第１の組のトリガ・パターンを書き込むステ
ップと、読取り／書込み時間遅延を決定するステップ
と、インデックス訂正値を決定するステップと、少なく
とも１つのランダム・エラー訂正値を決定するステップ
と、前記読取り／書込み時間遅延と、前記インデックス
訂正値と、前記少なくとも１つのランダム・エラー訂正
値との関数である１組の遅延値を計算するステップと、
前記第１の組のトリガ・パターンからトリガし、前記遅
延値を使用して後続トラック上に第２の組のトリガ・パ
ターンを書き込むステップとを含むことを特徴とするプ
ロセス。 （１５）ディスクとの相互作用のために位置決めされた
ヘッドを含むディスク・ドライブ内の回転ディスクに自
己サーボ書込みするためのプロセスにおいて、読取り／
書込み時間遅延を決定するステップと、前記第１のトラ
ック上に第１の組のトリガ・パターンを書き込むステッ
プと、インデックス訂正値を決定するステップと、トラ
ック幅の一部分だけヘッドを移動させるステップと、第
２の組のトリガ・パターンを書き込むステップと、それ
ぞれの第１のトリガ・パターンとそれに続く第２のトリ
ガ・パターンとの間の第１の時間を測定し、それぞれの
第２のトリガ・パターンとそれに続く第１のトリガ・パ
ターンとの間の第２の時間を測定するステップと、前記
第１の時間に基づいて更新された読取り／書込み時間遅
延を計算するステップと、前記第２の時間を使用して、
公称間隔時間からの偏差を決定し、ランダム・エラー訂
正遅延値を計算するステップと、インデックス訂正値を
更新するステップと、更新された読取り／書込み時間遅
延と、インデックス訂正値と、ランダム・エラー訂正値
との関数として後続トラック上にトリガ・パターンを書
き込むために１組の遅延値を計算するステップとを含
み、それにより、前記トリガ・パターンの配置のランダ
ム・エラーと系統的エラーの増大が解消されることを特
徴とするプロセス。 （１６）読取り／書込み時間遅延を決定する前記ステッ
プが、書込み素子で第１のトリガ・パターンを書き込む
ステップと、前記第１のトリガ・パターンでのトリガか
ら公称時間Ｔ後に第２のトリガ・パターンを書き込むス
テップと、前記第１および第２のトリガ・パターン間の
時間間隔を測定するステップと、前記間隔と公称時間Ｔ
との差を計算するステップとを含むことを特徴とする、
上記（１５）に記載の方法。 （１７）所与の時間にディスク速度を測定する方法にお
いて、前記所与の時間の直前に連続トリガ・パターン間
の時間間隔を測定するステップと、前記時間間隔に基づ
いて瞬間ディスク速度を計算するステップと、平均ディ
スク速度からの前記瞬間ディスク速度の偏差について訂
正した遅延時間で前記所与の時間後に次のトリガ・パタ
ーンを書き込むステップとを含むことを特徴とする方
法。 （１８）連続時間間隔を定義する一連のトリガ・パター
ン内の第１のトリガ・パターンと第２のトリガ・パター
ンのどちらのトリガ・パターンが間違って配置されてい
るかを決定する方法において、前記第１のトリガ・パタ
ーンと少なくとも１つの他のトリガ・パターンとの間の
第１の時間間隔を決定するステップと、前記第２のトリ
ガ・パターンと少なくとも１つの他のトリガ・パターン
との間の第２の時間間隔を決定するステップと、第１お
よび第２の時間間隔を比較して、前記第１および第２の
トリガ・パターンのうちのどちらが間違って配置されて
いるかを決定するステップとを含むことを特徴とする方
法。 （１９）ディスク・ドライブ内の回転ディスクの自己サ
ーボ書込み用のタイミング・パターンを生成する方法に
おいて、前記ディスクの第１のトラック上に第１の組の
トリガ・パターンを書き込むステップと、前記ディスク
の１回転の間に前記ディスクの第２のトラック上に第２
の組のトリガ・パターンを配置し、前記第１の組のトリ
ガ・パターンに対する前記第２のトリガ・パターンの配
置のランダム・エラーを決定するステップと、前記配置
エラーを補正するために訂正値を計算するステップと、
前記訂正値によって位置を変更して前記ディスクの後続
トラック上にトリガ・パターンを書き込むステップとを
含み、それにより、前記第１のトラック上の配置のエラ
ーが前記後続トラックに伝播されないようになっている
ことを特徴とする方法。 （２０）ディスクとの相互作用のために位置決めされた
ヘッドを含むディスク・ドライブ内の回転ディスクの自
己サーボ書込み用のタイミング・パターンを生成する方
法において、 ａ．第１のトラックの周りに間隔をおいたＮ個の第１の
トリガ・パターンを含む前記トラックを書き込むステッ
プと、 ｂ．ヘッド幅の一部分に対応する距離だけヘッドを第１
のサーボ・トラックに移動させるステップと、 ｃ．前記第１のトリガ・パターンのそれぞれを検出し、
前記第１のトリガ・パターンのそれぞれの検出から時間
間隔Ａ後に対応する第２のトリガ・パターンを第２のサ
ーボ・トラックに書き込み、隣接する２つの第１のトリ
ガ・パターン間の第１の時間間隔Ｔ（ｎ）を測定するス
テップと、 ｄ．第１の間隔Ｔ（ｎ）とＡの関数である第１の組の時
間Ｂ（ｎ）を計算するステップと、 ｅ．前記ヘッドの幅の一部分に対応する距離だけヘッド
を第２のサーボ・トラックに移動させるステップと、 ｆ．前記第２のトリガ・パターンの検出から時間Ｂ
（ｎ）後に対応する第３の組のトリガ・パターンを書き
込み、隣接する２つの第２のトリガ・パターン間の時間
間隔Ｓ（ｎ）を測定するステップと、 ｇ．間隔Ｓ（ｎ）と前記第１の時間Ｂ（ｎ）およびＡと
の関数である時間Ｃ（ｎ）を計算するステップと、 ｈ．その幅の一部分だけヘッドを第３のサーボ・トラッ
クに移動させるステップと、 ｉ．前記第３のトリガ・パターンのそれぞれの検出から
前記時間Ｃ（ｎ）後に対応する第４の組のトリガ・パタ
ーンを書き込み、隣接する２つの第３のトリガ・パター
ン間の第２の時間間隔Ｔ（ｎ）を測定するステップと、 ｊ．第２の間隔Ｔ（ｎ）と前記時間Ｃ（ｎ）およびＡと
の関数である第２の組の時間Ｂ（ｎ）を計算するステッ
プと、 ｋ．前記ディスク上の後続サーボ・トラックに書き込む
ために、ディスクの所望の部分がサーボ・トラックで覆
われるまで、ステップｅ〜ｊのそれぞれを繰り返すステ
ップとを含むことを特徴とする方法。 （２１）回転ディスクを有するディスク・ドライブの自
己サーボ書込み中に半径方向に変化する系統的エラーを
除去する方法において、 ａ．複数の所定の半径方向位置で系統的エラーを測定す
るステップと、 ｂ．系統的エラーを打ち消すようにステップａで決定し
た量だけサーボ・トラックを前記半径方向位置に書き込
む際に系統的エラーを訂正するステップとを含み、それ
により、サーボ・パターンが所望のようにディスクに対
して回転することを特徴とする方法。 （２２）サーボ・パターンの配置のランダム・エラーも
訂正されることを特徴とする、上記（２１）に記載の方
法。 （２３）回転ディスクと、アクチュエータによって半径
方向に位置決めされたヘッドと、前記ディスク上に書き
込まれる自己サーボ書込みタイミング・パターンとを含
み、前記パターンは系統的エラーが解消されるように書
き込まれ、それにより、サーボ・パターンの回転がディ
スク上でその半径方向に移動するヘッドによって追跡さ
れた軌道と一致することを特徴とする、ディスク・ドラ
イブ。 （２４）サーボ・パターンのトラック間アライメントの
ランダム・エラーがディスク表面の少なくとも所望の部
分でその二乗平均平方根値が統計的に一定になるよう
に、前記サーボ・パターンも書き込まれることを特徴と
する、上記（２３）に記載のディスク・ドライブ。 （２５）サーボ・パターンのトラック間アライメントの
ランダム・エラーがランダム・ウォーク・プロセスを代
表するトラック番号の平方根未満のエラー増大になるよ
うに訂正されるように、前記サーボ・パターンも書き込
まれることを特徴とする、上記（２３）に記載のディス
ク・ドライブ。 （２６）個別の読取り素子と書込み素子を備えたヘッド
を有し、前記ヘッドが回転ディスクとの相互作用のため
のものであるディスク・ドライブにおいて、ディスクに
対するヘッドの半径方向位置を決定する方法であって、
ディスクの半径方向位置と、ヘッドとヘッドに対するデ
ィスクの移動方向との間の傾斜角との関係を確認するス
テップと、読取り素子と書込み素子との分離を確認する
ステップと、第１の半径位置にあるヘッドによって第１
の読取り／書込み遅延を決定するステップと、未知の半
径位置にあるヘッドによって第２の読取り／書込み遅延
を決定するステップと、前記第１の読取り／書込み遅延
と、前記第２の読取り／書込み遅延と、前記関係と、前
記素子間の前記分離とから未知の半径を計算するステッ
プとを含むことを特徴とする方法。

【図面の簡単な説明】

【図１】ディスクと典型的なディスク・サーボ・パター
ンとを示す図である。

【図２】パターン伝播の独立原因経路が生成され、測定
と、ディスクの追加回転の使用によってそれを解消する
方法を示す図である。

【図３】電子サーボ・パターン書込み装置を示す図であ
る。

【図４】２重回転プロセスによってサーボ・パターンを
書き込む方法を示す図である。

【図５】２重回転プロセスによってサーボ・パターンを
書き込む方法を示す図である。

【図６】読取り素子と書込み素子との物理的分離の結
果、時間遅延が発生する様子を示す図である。

【図７】読取り／書込みヘッドが平行ではない場合にヘ
ッドをトラックの中心から移動させるとトリガ・パター
ンが明らかにシフトする様子を示す図である。

【図８】平行ではない読取り素子と書込み素子の結果、
パターン回転が発生する様子を示す図である。

【図９】ヘッドの取付けのミスアライメントの結果、パ
ターン回転が発生する様子を示す図である。

【図１０】パターン伝播に及ぼす系統的エラーの影響を
示す図である。

【図１１】系統的エラーを除去し、パターン回転を解消
するプロセスを示す図である。

【図１２】スピンドルの速度ジッタの影響を除去する方
法を示す図である。

【図１３】間隔ジッタを低減した場合のクロック伝播の
方法を示す図である。

【図１４】間隔ジッタを低減した場合のクロック伝播の
方法を示す図である。

【図１５】ディスクの追加回転が発生しないクロック伝
播の方法を示す図である。

【図１６】単一回転クロック伝播プロセスによってサー
ボ・パターンを書き込む方法を示す図である。

【符号の説明】

２ 半径方向伝播制御装置 ４ タイミング伝播制御装置 ６ パターン生成器 ８ ディスク記憶装置 １０ 読取り／書込み変換器 １２ アクチュエータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アンソニー・ポール・プライノ アメリカ合衆国12570 ニューヨーク州ポ ークァクディアヴュー・レーン アール・ アール １ (72)発明者 マーク・デロルマン・シュルツ アメリカ合衆国10523 ニューヨーク州エ ルムスフォード サウス・ストーン・アベ ニュー 35 (72)発明者 バックネル・シー・ウェッブ アメリカ合衆国10562 ニューヨーク州オ シニングシスカ・ロード 811 (72)発明者 エドワード・ジョン・ヤルムチュク アメリカ合衆国10589 ニューヨーク州ソ マーズフランクリン・ドライブ 19

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転ディスクを有する直接アクセス記憶装
   置内のヘッドの読取り素子と書込み素子との間の分離を
   決定する方法において、前記ヘッドはディスクとの相互
   作用のために位置決めされ、 前記ヘッドを前記ディスクの第１の半径に位置決めして
   第１の読取り／書込み時間遅延を決定するステップと、 前記ヘッドを前記ディスクの第２の半径に位置決めして
   第２の読取り／書込み時間遅延を決定するステップと、 前記第１の遅延と前記第２の遅延との差ならびにディス
   クの回転速度に基づいて読取り素子と書込み素子との分
   離を計算するステップとを含むことを特徴とする方法。
2. 【請求項２】読取り／書込み時間遅延を決定する前記ス
   テップのうちの少なくとも１つが、 書込み素子で第１のトリガ・パターンを書き込むステッ
   プと、 前記第１のトリガ・パターンでのトリガから公称時間Ｔ
   後に第２のトリガ・パターンを書き込むステップと、 前記第１のトリガ・パターンと前記第２のトリガ・パタ
   ーンとの間の時間間隔を測定するステップと、 前記間隔と公称時間Ｔとの差を計算するステップとを含
   むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】遅延がヘッドと可動ディスクとの間の傾斜
   角の関数であり、傾斜角が前記計算ステップでも使用さ
   れることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
4. 【請求項４】前記分離が以下の関係式を使用することに
   よって決定され、 【数１】 式中、Ｗ＝分離、Ω＝ディスクの回転速度、Ｒ₁＝第１
   の半径、Ｒ₂＝第２の半径、Θ₁＝第１の半径での傾斜
   角、Θ₂＝第２の半径での傾斜角であることを特徴とす
   る、請求項３に記載の方法。
5. 【請求項５】前記分離、傾斜角、ディスクの回転速度の
   関数としてディスクに対するヘッドの連続半径方向位置
   の傾斜から得られる遅延時間を計算するステップと、 サーボ・パターンをディスク上に書き込む際にトリガ・
   パターンの位置決めを訂正するために前記遅延時間を使
   用するステップとをさらに含むことを特徴とする、請求
   項１に記載の方法。
6. 【請求項６】前記第１の半径がディスクの最も内側のア
   クセス可能なトラックであり、前記第２の半径がディス
   クの最も外側のアクセス可能なトラックであることを特
   徴とする、請求項１に記載の方法。
7. 【請求項７】個別の読取り素子と書込み素子を有するヘ
   ッドによって回転記憶媒体上のデータの配置の系統的エ
   ラーの値を決定する方法において、前記エラーが前記読
   取り素子と前記書込み素子との形状的ミスアライメント
   によるものであり、 前記ディスク上の所与の半径方向位置に位置するヘッド
   によって書き込まれるトリガ・パターン間の第１の時間
   間隔を測定するステップと、 １対のトリガ・パターン間の第２の時間間隔を測定する
   ステップであって、そのうちの第１のトリガ・パターン
   が第１の半径方向位置に位置するヘッドによって書き込
   まれ、第２のトリガ・パターンが第２の半径方向位置に
   位置するヘッドによって書き込まれ、前記第１および第
   ２の半径方向位置が、１つの半径方向位置に置かれたヘ
   ッドによって第１および第２の両方のトリガ・パターン
   が読み取れるほど充分小さく、前記系統的エラーを検出
   できるほど充分大きい距離分だけ離れているステップと
   を含むことを特徴とする方法。
8. 【請求項８】前記測定ステップが前記ディスクに対して
   既知の半径にあるヘッドによって行われ、前記ディスク
   表面の相対速度が前記ディスクと回転速度と前記半径と
   の積であることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
9. 【請求項９】前記エラーが前記読取り素子と前記書込み
   素子との非平行によるものであることを特徴とする、請
   求項７に記載の方法。
10. 【請求項１０】ディスク上にサーボ・パターンを設ける
    ステップと、 系統的エラーの測定を使用して、ディスク上に前記サー
    ボ・パターンを書き込むのに使用するトリガ・パターン
    の位置を訂正するステップとに結合されることを特徴と
    する、請求項７に記載の方法。
11. 【請求項１１】ディスクに対するヘッドの追加半径位置
    で系統的エラーを決定して、半径の関数として更新した
    系統的エラーを決定するステップと、 系統的エラーの更新済み測定を使用して、ディスク上に
    前記サーボ・パターンを書き込むのに使用するトリガ・
    パターンの位置を訂正するステップとをさらに含むこと
    を特徴とする、請求項１０に記載の方法。
12. 【請求項１２】ディスク・ドライブ内のヘッドによって
    回転ディスク上にタイミング・パターンを書き込む際の
    系統的エラーを訂正する方法において、 前記ディスクの第１のトラック上の第１の位置にあるヘ
    ッドによって第１のシリーズのトリガ・パターンを書き
    込むステップと、 ディスクの回転方向に関連する回転インデックスと前記
    第１のトラック上の少なくとも１つのトリガ・パターン
    との間の時間間隔を記録するステップと、 所定の所望の時間間隔から記録した時間間隔の偏差から
    インデックス訂正値を計算するステップと、 前記インデックス訂正値を使用して、後続トラック上に
    書き込まれる各トリガ・パターンの位置をシフトするス
    テップとを含むことを特徴とする方法。
13. 【請求項１３】ディスク・ドライブ内のヘッドによって
    回転ディスク上にタイミング・パターンを書き込む際の
    系統的エラーを訂正する方法において、 前記ディスクの第１のトラック上のヘッドによって第１
    のシリーズのトリガ・パターンを書き込むステップと、 ディスクの回転方向に関連する回転インデックスと前記
    第１のトラック上の少なくとも１つのトリガ・パターン
    との間の第１の時間間隔を記録するステップと、 前記ディスクの第２のトラック上のヘッドによって第２
    のシリーズのトリガ・パターンを書き込むステップと、 ディスクの回転方向に関連する回転インデックスと前記
    第２のトラック上の少なくとも１つのトリガ・パターン
    との間の第２の時間間隔を記録するステップと、 記録した前記第１および第２の時間間隔の差からインデ
    ックス訂正値を計算するステップと、 前記インデックス訂正値を使用して、後続トラック上に
    書き込まれる各トリガ・パターンの位置をシフトするス
    テップとを含むことを特徴とする方法。
14. 【請求項１４】ディスクとの相互作用のために位置決め
    されたヘッドを含むディスク・ドライブ内の回転ディス
    クに自己サーボ書込みするためのプロセスにおいて、 第１のトラック上に第１の組のトリガ・パターンを書き
    込むステップと、 読取り／書込み時間遅延を決定するステップと、 インデックス訂正値を決定するステップと、 少なくとも１つのランダム・エラー訂正値を決定するス
    テップと、 前記読取り／書込み時間遅延と、前記インデックス訂正
    値と、前記少なくとも１つのランダム・エラー訂正値と
    の関数である１組の遅延値を計算するステップと、 前記第１の組のトリガ・パターンからトリガし、前記遅
    延値を使用して後続トラック上に第２の組のトリガ・パ
    ターンを書き込むステップとを含むことを特徴とするプ
    ロセス。
15. 【請求項１５】ディスクとの相互作用のために位置決め
    されたヘッドを含むディスク・ドライブ内の回転ディス
    クに自己サーボ書込みするためのプロセスにおいて、 読取り／書込み時間遅延を決定するステップと、 前記第１のトラック上に第１の組のトリガ・パターンを
    書き込むステップと、 インデックス訂正値を決定するステップと、 トラック幅の一部分だけヘッドを移動させるステップ
    と、 第２の組のトリガ・パターンを書き込むステップと、 それぞれの第１のトリガ・パターンとそれに続く第２の
    トリガ・パターンとの間の第１の時間を測定し、それぞ
    れの第２のトリガ・パターンとそれに続く第１のトリガ
    ・パターンとの間の第２の時間を測定するステップと、 前記第１の時間に基づいて更新された読取り／書込み時
    間遅延を計算するステップと、 前記第２の時間を使用して、公称間隔時間からの偏差を
    決定し、ランダム・エラー訂正遅延値を計算するステッ
    プと、 インデックス訂正値を更新するステップと、 更新された読取り／書込み時間遅延と、インデックス訂
    正値と、ランダム・エラー訂正値との関数として後続ト
    ラック上にトリガ・パターンを書き込むために１組の遅
    延値を計算するステップとを含み、それにより、前記ト
    リガ・パターンの配置のランダム・エラーと系統的エラ
    ーの増大が解消されることを特徴とするプロセス。
16. 【請求項１６】読取り／書込み時間遅延を決定する前記
    ステップが、 書込み素子で第１のトリガ・パターンを書き込むステッ
    プと、 前記第１のトリガ・パターンでのトリガから公称時間Ｔ
    後に第２のトリガ・パターンを書き込むステップと、 前記第１および第２のトリガ・パターン間の時間間隔を
    測定するステップと、 前記間隔と公称時間Ｔとの差を計算するステップとを含
    むことを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
17. 【請求項１７】所与の時間にディスク速度を測定する方
    法において、 前記所与の時間の直前に連続トリガ・パターン間の時間
    間隔を測定するステップと、 前記時間間隔に基づいて瞬間ディスク速度を計算するス
    テップと、 平均ディスク速度からの前記瞬間ディスク速度の偏差に
    ついて訂正した遅延時間で前記所与の時間後に次のトリ
    ガ・パターンを書き込むステップとを含むことを特徴と
    する方法。
18. 【請求項１８】連続時間間隔を定義する一連のトリガ・
    パターン内の第１のトリガ・パターンと第２のトリガ・
    パターンのどちらのトリガ・パターンが間違って配置さ
    れているかを決定する方法において、 前記第１のトリガ・パターンと少なくとも１つの他のト
    リガ・パターンとの間の第１の時間間隔を決定するステ
    ップと、 前記第２のトリガ・パターンと少なくとも１つの他のト
    リガ・パターンとの間の第２の時間間隔を決定するステ
    ップと、 第１および第２の時間間隔を比較して、前記第１および
    第２のトリガ・パターンのうちのどちらが間違って配置
    されているかを決定するステップとを含むことを特徴と
    する方法。
19. 【請求項１９】ディスク・ドライブ内の回転ディスクの
    自己サーボ書込み用のタイミング・パターンを生成する
    方法において、 前記ディスクの第１のトラック上に第１の組のトリガ・
    パターンを書き込むステップと、 前記ディスクの１回転の間に前記ディスクの第２のトラ
    ック上に第２の組のトリガ・パターンを配置し、前記第
    １の組のトリガ・パターンに対する前記第２のトリガ・
    パターンの配置のランダム・エラーを決定するステップ
    と、 前記配置エラーを補正するために訂正値を計算するステ
    ップと、 前記訂正値によって位置を変更して前記ディスクの後続
    トラック上にトリガ・パターンを書き込むステップとを
    含み、それにより、前記第１のトラック上の配置のエラ
    ーが前記後続トラックに伝播されないようになっている
    ことを特徴とする方法。
20. 【請求項２０】ディスクとの相互作用のために位置決め
    されたヘッドを含むディスク・ドライブ内の回転ディス
    クの自己サーボ書込み用のタイミング・パターンを生成
    する方法において、 ａ．第１のトラックの周りに間隔をおいたＮ個の第１の
    トリガ・パターンを含む前記トラックを書き込むステッ
    プと、 ｂ．ヘッド幅の一部分に対応する距離だけヘッドを第１
    のサーボ・トラックに移動させるステップと、 ｃ．前記第１のトリガ・パターンのそれぞれを検出し、
    前記第１のトリガ・パターンのそれぞれの検出から時間
    間隔Ａ後に対応する第２のトリガ・パターンを第２のサ
    ーボ・トラックに書き込み、隣接する２つの第１のトリ
    ガ・パターン間の第１の時間間隔Ｔ（ｎ）を測定するス
    テップと、 ｄ．第１の間隔Ｔ（ｎ）とＡの関数である第１の組の時
    間Ｂ（ｎ）を計算するステップと、 ｅ．前記ヘッドの幅の一部分に対応する距離だけヘッド
    を第２のサーボ・トラックに移動させるステップと、 ｆ．前記第２のトリガ・パターンの検出から時間Ｂ
    （ｎ）後に対応する第３の組のトリガ・パターンを書き
    込み、隣接する２つの第２のトリガ・パターン間の時間
    間隔Ｓ（ｎ）を測定するステップと、 ｇ．間隔Ｓ（ｎ）と前記第１の時間Ｂ（ｎ）およびＡと
    の関数である時間Ｃ（ｎ）を計算するステップと、 ｈ．その幅の一部分だけヘッドを第３のサーボ・トラッ
    クに移動させるステップと、 ｉ．前記第３のトリガ・パターンのそれぞれの検出から
    前記時間Ｃ（ｎ）後に対応する第４の組のトリガ・パタ
    ーンを書き込み、隣接する２つの第３のトリガ・パター
    ン間の第２の時間間隔Ｔ（ｎ）を測定するステップと、 ｊ．第２の間隔Ｔ（ｎ）と前記時間Ｃ（ｎ）およびＡと
    の関数である第２の組の時間Ｂ（ｎ）を計算するステッ
    プと、 ｋ．前記ディスク上の後続サーボ・トラックに書き込む
    ために、ディスクの所望の部分がサーボ・トラックで覆
    われるまで、ステップｅ〜ｊのそれぞれを繰り返すステ
    ップとを含むことを特徴とする方法。
21. 【請求項２１】回転ディスクを有するディスク・ドライ
    ブの自己サーボ書込み中に半径方向に変化する系統的エ
    ラーを除去する方法において、 ａ．複数の所定の半径方向位置で系統的エラーを測定す
    るステップと、 ｂ．系統的エラーを打ち消すようにステップａで決定し
    た量だけサーボ・トラックを前記半径方向位置に書き込
    む際に系統的エラーを訂正するステップとを含み、それ
    により、サーボ・パターンが所望のようにディスクに対
    して回転することを特徴とする方法。
22. 【請求項２２】サーボ・パターンの配置のランダム・エ
    ラーも訂正されることを特徴とする、請求項２１に記載
    の方法。
23. 【請求項２３】回転ディスクと、 アクチュエータによって半径方向に位置決めされたヘッ
    ドと、 前記ディスク上に書き込まれる自己サーボ書込みタイミ
    ング・パターンとを含み、 前記パターンは系統的エラーが解消されるように書き込
    まれ、それにより、サーボ・パターンの回転がディスク
    上でその半径方向に移動するヘッドによって追跡された
    軌道と一致することを特徴とする、ディスク・ドライ
    ブ。
24. 【請求項２４】サーボ・パターンのトラック間アライメ
    ントのランダム・エラーがディスク表面の少なくとも所
    望の部分でその二乗平均平方根値が統計的に一定になる
    ように、前記サーボ・パターンも書き込まれることを特
    徴とする、請求項２３に記載のディスク・ドライブ。
25. 【請求項２５】サーボ・パターンのトラック間アライメ
    ントのランダム・エラーがランダム・ウォーク・プロセ
    スを代表するトラック番号の平方根未満のエラー増大に
    なるように訂正されるように、前記サーボ・パターンも
    書き込まれることを特徴とする、請求項２３に記載のデ
    ィスク・ドライブ。
26. 【請求項２６】個別の読取り素子と書込み素子を備えた
    ヘッドを有し、前記ヘッドが回転ディスクとの相互作用
    のためのものであるディスク・ドライブにおいて、ディ
    スクに対するヘッドの半径方向位置を決定する方法であ
    って、 ディスクの半径方向位置と、ヘッドとヘッドに対するデ
    ィスクの移動方向との間の傾斜角との関係を確認するス
    テップと、 読取り素子と書込み素子との分離を確認するステップ
    と、 第１の半径位置にあるヘッドによって第１の読取り／書
    込み遅延を決定するステップと、 未知の半径位置にあるヘッドによって第２の読取り／書
    込み遅延を決定するステップと、 前記第１の読取り／書込み遅延と、前記第２の読取り／
    書込み遅延と、前記関係と、前記素子間の前記分離とか
    ら未知の半径を計算するステップとを含むことを特徴と
    する方法。