專利名稱：伺服信息偏心也繞旋轉中心記錄的盤驅動器磁頭位置控制的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種磁盤驅動器和磁盤驅動器的磁頭位置控制方法，更具體地說，涉及一種這樣的磁盤驅動器和磁盤驅動器的磁頭位置控制方法，它即使在由磁盤表面上記錄的伺服信息確定的伺服磁道相對于旋轉中心發(fā)生偏離時，也能進行高速查找和高精度定位。
近年來，為了增加磁盤驅動器的存儲容量，一直努力以期達到更高的密度，因而需要改進存取速度。為了增加磁盤驅動器的存儲容量和改進存取速度，已經提出了多種方法。
在磁盤裝置中(以后簡稱為磁盤驅動器)，磁頭(以后簡稱為頭)通過記錄磁圖形在磁盤上記錄數(shù)據(jù)，并通過檢測由這些記錄的磁圖形引起的磁場變化，讀出已在盤上記錄的數(shù)據(jù)。為了確定記錄和讀出的位置，被稱作磁道的位于盤上的磁導和盤的旋轉中心同軸地被記錄在盤上。借助于規(guī)定一個磁道，便能識別徑向的位置。在盤上的每個磁道被沿圓周方向劃分為稱為扇區(qū)的許多部分。用來識別每個扇區(qū)的扇區(qū)數(shù)被記錄在盤上。通過指定扇區(qū)數(shù)，可以識別圓周位置，以扇區(qū)為單位進行數(shù)據(jù)記錄。在一種磁盤驅動器中，具有許多具有相同旋轉軸的磁盤和為盤的每個記錄表面提供的頭，這些頭被連結著，使得它們一齊向例如作成伺服表面的一個盤表面運動，在伺服表面上，記錄著關于磁道和扇區(qū)的信息，而在其它的盤表面上，只記錄數(shù)據(jù)，這被稱為專用伺服系統(tǒng)。然而，在這種專用伺服系統(tǒng)中，相對于伺服表面的頭位置相對于被寫的數(shù)據(jù)位置具有頭位置誤差。因為溫度的變化、頭運動機構的振動諸多因素，不可能使這誤差很小。因此，通過使磁道間隔足夠窄來增加密度是困難的。為此，在近年來，數(shù)據(jù)被寫在所有盤表面上，同時在每個盤表面的扇區(qū)的開頭記錄關于磁道的信息，通過檢測這信息控制磁頭位置。這種系統(tǒng)，其中伺服信息和數(shù)據(jù)一道被記錄，被稱為嵌入式伺服系統(tǒng)。
在目前的盤驅動器中，盤被安裝在主軸電機的軸上，借助于伺服磁道寫入機(STW)記錄伺服信息，從而實現(xiàn)磁道寫初始化。在完成這初始化操作之后，進行數(shù)據(jù)的讀出和寫入。實際上，通過啟動STW程序并由磁頭把伺服信息寫在磁盤表面上。這樣，磁道的路徑是一個其中心位于旋轉中心的圓。這適用于嵌入式伺服系統(tǒng)和專用伺服系統(tǒng)。
不過，實際上，因為在磁道被寫時磁頭和盤在振動，所以磁道并不是真正的圓，而是繞圓形路徑擺動的。為了改進磁盤裝置的記錄密度，需要增加盤上可記錄的磁道數(shù)。然而，當磁盤擺動時，因為在相鄰磁道之間存在相互干擾的危險，就不能使磁道間隔非常窄，因而存在改進記錄密度的障礙。
考慮到上述缺點，本發(fā)明人設想了一種在使用外部裝置精確地記錄磁道之后，把盤裝在旋轉的輪轂上以改進記錄密度的可能性。如果僅僅是磁道要被記錄，就可以使用高精度的主軸電機和磁頭啟動器，通過使用專用頭，可以實現(xiàn)更精確的磁道記錄，從而通過縮小磁道間距實現(xiàn)高的記錄密度。不過，當把其上已記錄有磁道的盤安裝在主軸電機的旋轉輪轂上時，即使改進安裝精度，也不可能避免某種程度的偏心，因而使磁道的中心和旋轉中心不一致。雖然可以設想通過調整可以盡量縮小偏心度，但是，所需的調整是極精密的，要實現(xiàn)相當精確的調整是極為困難的，因而即使這能做到，為進行調整所需的勞動也會帶來增加成本的問題。
在具有多個磁盤表面的嵌入式伺服系統(tǒng)中，可以設想只對正在進行數(shù)據(jù)讀寫的磁頭進行跟蹤控制就足夠了，并且在使用反饋控制從而使處在控制下的磁頭跟蹤磁道的中心的情況下，當在控制下的磁頭被轉換為不同的磁頭時，被轉換的磁頭進行等待直到在目標磁道上的跟蹤完成為止，并在完成對目標磁道的跟蹤之后，進行數(shù)據(jù)的讀寫。然而，這伴隨著當轉換磁頭時使存取時間延長的問題。
本發(fā)明是作為解決上述問題的一種手段而提出的。本發(fā)明的目的在于，實現(xiàn)在盤驅動器中的磁頭位置控制，使得即使根據(jù)伺服信息限定的磁道相對于旋轉中心偏心時，也能進行高速存取。
在磁盤表面的各個伺服信息記錄區(qū)域中，伺服信息包括兩個相位伺服字符組(bursts)，它們沿徑向偏移，沿圓周方向相互交替地交錯著被記錄。被記錄的伺服信息具有表示它是伺服信息的指示信號和表示磁道數(shù)和扇區(qū)數(shù)的信號。當磁盤旋轉時，磁頭沿其圓周運動，它通過伺服區(qū)域并檢測和識別伺服信息。當它通過時，如果磁頭以同一方式跨越兩個相位伺服字符組，由磁頭從這兩個相位伺服字符組檢測到的信號強度將是相同的，這樣便知道磁頭正通過兩個相位伺服字符組之間，在磁頭朝向兩個相位伺服字符組中的一個移動時，則有一個變化的由兩個相位伺服字符組而檢測到的信號強度比，便可以得知磁頭被移向哪一個伺服信息。在過去的伺服系統(tǒng)中，進行反饋控制，從而使磁頭通過兩個相位伺服字符組中間。因為進行的控制使得磁頭沿著圓的伺服磁道運動，所以在數(shù)據(jù)區(qū)中磁頭也沿圓的伺服磁道運動，因而數(shù)據(jù)記錄也沿著這圓的伺服磁道進行。
如上所述，雖然在過去的伺服系統(tǒng)中進行控制使得磁頭通過兩個相位伺服字符組中間，此時由兩個相位伺服字符組被磁頭檢測到的信號強度是相同的，也能夠對每個扇區(qū)單獨地進行控制，使得可控制由磁頭從兩個相位伺服字符組檢測到的信號強度比，從而使磁頭沿規(guī)定的路徑運動。本發(fā)明人把注意力集中在這方面，使得能夠這樣進行控制，以致于即使在由記錄在盤上的伺服信息限定的圓的路徑(伺服圓路徑)相對于旋轉中心偏心時，也能使磁頭沿著圓的旋轉路徑運動，所述圓的旋轉路徑是和盤的旋轉同心的虛擬的圓的路徑。即使在多個盤和多個頭組合的情況下，因為每個頭被控制使其沿著圓形旋轉路徑運動，所以可以用和沒有發(fā)生偏心時相同的方式進行存取控制。這樣，即使在盤上已經記錄有精確的磁道的情況下進行裝配，也可以實現(xiàn)不用把偏心度調整到零的高速存取和高精度定位的盤驅動。
此外，當頭被控制沿著虛擬圓路徑運動時，頭被理想地保持在穩(wěn)定狀態(tài)下。因此，頭定位機構不消耗功率。因而，盤驅動器的功率消耗可被減少。
從下面結合附圖所作的說明中可更清楚地理解本發(fā)明，其中

圖1是表示過去的頭定位控制裝置的結構的控制方塊圖；圖2說明本發(fā)明的原理；圖3說明根據(jù)本發(fā)明中的伺服信息的控制原理；圖4說明按照本發(fā)明的盤驅動器的基本結構；圖5說明按照本發(fā)明的盤驅動控制方法的基本結構；圖6是表示按照本發(fā)明的盤驅動器的實施例的結構的方塊圖；圖7是表示第一實施例的結構的控制方塊圖；圖8是表示盤裝置的一個例子的平面圖，其中具有用于確定在第一實施例中的偏心度的數(shù)量和方向的托架停止件；圖9是用來說明托架停止件的操作的放大的平面圖；圖10是一個平面圖，表示在具有偏心度的磁道和磁頭之間的位置關系；圖11是表示在偏心磁道和旋轉圓之間的關系的示意圖；圖12是表示跟蹤一個相同的數(shù)據(jù)磁道的控制操作的流程圖；圖13A和圖13B是表示在第一實施例中的查找控制部分的流程圖；圖14是表示第二實施例的結構的控制方塊圖；圖15是表示在有高階振動分量的情況下，頭的路徑的波形圖；圖16是表示在高階振動分量被補償?shù)那闆r下，頭的路徑的波形圖；圖17是用來說明檢測RRO和RRO’位移的步驟的示意圖；圖18是在盤的表面上檢測位移RRO’的電路方塊圖；以及圖19是表示由伺服信號引起的波動的發(fā)生的波形圖。
在進行詳細說明本發(fā)明的最佳實施例之前，先參照有關的附圖詳細說明現(xiàn)有技術的磁盤驅動器，以便更加清楚地理解本發(fā)明和現(xiàn)有技術之間的區(qū)別。
圖1是過去的盤裝置的頭位置控制裝置的結構方塊圖。
如圖1所示，在這種盤裝置中，在外部的盤殼體12內，盤14(一般有多個)被安裝在主軸電機的旋轉輪轂上。就是說，輪轂繞著主軸電機的固定軸線旋轉。當盤14旋轉時，因為空氣壓力頭13在盤的上方浮起一個微小的量。頭13被支撐在自由轉動的臂的一端，通過使臂旋轉，可以在盤14的上方沿徑向改變磁頭13的位置。在和旋轉中心同心的盤14上沿著圓形磁道進行數(shù)據(jù)記錄。借助于啟動器10，當頭13被在目標磁道的上方定位時且當目標扇區(qū)旋轉到頭13的位置時進行數(shù)據(jù)的讀寫。
磁道被磁進行記錄，表示磁道的磁數(shù)據(jù)由頭13讀出，用于這樣進行跟蹤控制，使得把磁頭在目標磁道的上方定位。表示扇區(qū)的信號也用磁記錄在盤上，磁頭13讀出關于扇區(qū)的磁數(shù)據(jù)，從而識別扇區(qū)。用這種方式，有兩種系統(tǒng)，即專用伺服系統(tǒng)，其中上述的伺服信息被記錄在專用的盤表面上，以及嵌入式伺服系統(tǒng)，其中伺服信息和數(shù)據(jù)一道被記錄。下面說明嵌入式伺服系統(tǒng)的一個例子。
在嵌入式伺服系統(tǒng)中，伺服信息被記錄在每個扇區(qū)的一開始的部分。磁頭位置信號檢測部分20提取由磁頭13檢測的信號中的伺服信息，產生相應于磁頭13相對于磁道的位置誤差的信號，經過反相之后送入控制計算電路部分60。在控制計算電路部分60，產生用于補償這誤差的信號，作為驅動信號Sdr通過放大器70輸入到音圈電機80。這樣，磁頭13被控制在盤上的目標磁道上方定位。在圖1中，只示出了用于使磁頭13在磁道上方定位的控制塊，圖中沒有示出完成其它功能的部分，例如從伺服信息中識別磁道數(shù)，根據(jù)所述信號使臂轉動，進行磁道轉換控制，以及從伺服信息中識別扇區(qū)數(shù)。
在磁盤裝置技術的目前狀態(tài)中，磁盤被安裝在主軸電機15的旋轉輪轂上，用STW(Servo track writer，)在其上寫入伺服信息進行磁道寫初始化。在進行這一初始化操作之后，進行數(shù)據(jù)的讀寫。實際上，STW程序被啟動并由磁頭把伺服信息寫在盤面上。這樣，磁道的路徑是一個以旋轉中心作為其中心的圓。這適用于嵌入式伺服系統(tǒng)和專用伺服系統(tǒng)。
然而，實際上，因為在磁道被寫時，磁頭和磁盤在擺動，所以磁道不是真正的圓，而圍繞圓的路徑擺動。為了改進盤裝置的記錄密度，需要增加可在盤上記錄的磁道數(shù)。然而，當磁盤擺動時，因為存在相鄰磁道之間相互干擾的危險，不可能使磁道間距非常小，這成為改進記錄密度的障礙。
如上所述，在過去的方法中，在把盤裝入盤驅動器中之后在盤上寫上磁道，因為不能使磁道間距非常小，就難以實現(xiàn)進一步的改進，以便通過增加記錄密度增加存儲容量。
考慮到上述缺點，本發(fā)明人設想了一種在使用外部裝置精確地記錄磁道之后，把盤裝在旋轉的輪轂上以改善記錄密度的可能性。然而，當把其上已記錄有磁道的盤安裝在主軸電機的旋轉輪轂上時，即使改進安裝精度，也不可能避免某種程度的偏心，因而使磁道的中心和旋轉中心不一致。雖然可以設想通過調整可以盡量縮小偏心度，但是，所需的調整是極精密的，要實現(xiàn)相當精確的調整是極為困難的。因而即使能做到，為進行調整所需的勞動也會帶來增加成本的問題。
在具有多個磁盤表面的嵌入式伺服系統(tǒng)中，可以設想只對正在進行數(shù)據(jù)讀寫的磁頭進行跟蹤控制就足夠了，并且在使用反饋控制從而使在控制下的磁頭跟蹤磁道的中心的情況下，當在控制下的磁頭被轉換為不同的磁頭時，被轉換的磁頭進行等待直到在目標磁道上的跟蹤完成為止，并在完成對目標磁道的跟蹤之后，進行數(shù)據(jù)的讀寫。然而，這伴隨著當轉換磁頭時使存取時間延長的問題。
按照本發(fā)明，實現(xiàn)了一種磁盤驅動器和磁盤驅動磁頭位置控制方法，使得即使由伺服信息限定的磁道相對于旋轉中心偏心時，也能實現(xiàn)高速存取。
圖2表示本發(fā)明的原理。
在圖2中，標號A代表被記錄在磁盤14上的伺服信息限定的同心磁道的中心(以后稱為伺服磁道)。B是當盤14旋轉時的旋轉中心，它偏離一個距離X。磁盤14的表面被分成扇形的扇區(qū)，在每個扇區(qū)的開始是伺服信息記錄區(qū)，其余的區(qū)域是數(shù)據(jù)區(qū)。伺服信息記錄區(qū)中以和過去在表示磁道的信息中相同的方式記錄著徑向位置信息，并且如果由這位置信息表示的位置連續(xù)地連接，則如同過去一樣限定了和磁道同心的圓Y。我們將把這同心圓路徑叫作圓伺服磁道或虛擬圓路徑。
如上所述，因為伺服圓Y的中心A偏離旋轉中心BX，所以離開旋轉中心B一個固定距離的路徑是圓路徑乙，如圖中所示。這一圓路徑乙將被叫作旋轉圓。本發(fā)明的特征在于，沿著這一旋轉圓乙進行跟蹤。
圖3表示根據(jù)本發(fā)明中的伺服信息進行跟蹤控制的原理，本圖是伺服信息區(qū)和數(shù)據(jù)信息區(qū)部分的放大的示意圖。如圖2所示，伺服信息記錄區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)被設置在圓周上，只是為了說明的目的它們被表示為沿直線設置。
如圖3所示，扇區(qū)包括伺服信息記錄扇區(qū)Sn，Sn+1和Sn+2以及數(shù)據(jù)區(qū)Dn和Dn1。兩個相位伺服字符組SP和SQ被記錄在伺服信息記錄區(qū)中。相位伺服字符組SP和SQ沿徑向偏移，沿周向交錯。伺服信息SP和SQ不僅包括指示這是伺服信息的指示信號，而且包括指示磁道數(shù)和扇區(qū)數(shù)的信號。如后面所述，還可以記錄另一個伺服信息。當磁盤旋轉時，磁頭沿圓周運動，從而當其通過伺服信息區(qū)時檢測并識別伺服信息SP和SQ。在磁頭以同一方式在SP和SQ伺服信息上方重迭的情況下，由SP和SQ數(shù)據(jù)檢測的信號強度是相同的，從而得知磁頭正在SP和SQ伺服信息之間運動。當由磁頭從SP和SQ伺服信息中檢測的信號的強度比改變時，便可得知磁頭被移向一個或另一個。在過去的伺服系統(tǒng)中，進行反饋控制使得磁頭在SP和SQ伺服信息之間通過，磁頭被控制使其沿虛線所示路徑運動。這就是上述的伺服磁道。因為進行反饋控制使磁頭沿伺服磁道運動，磁頭在數(shù)據(jù)區(qū)也沿這一伺服磁頭運動，因而也沿這個伺服磁道進行數(shù)據(jù)記錄。因此，在過去的伺服系統(tǒng)中，磁道和這個伺服磁道相同。
在過去的伺服系統(tǒng)中，這樣進行控制，使得由磁頭從SP和SQ伺服信息中檢測到的信號強度相同，從而使磁頭在SP和SQ伺服信息之間運動，也可以對每個扇區(qū)進行由磁頭從SP和SQ伺服信息中檢測到的信號的強度比控制，并且也可以進行當磁頭在不同的徑向位置通過SP和SQ信息時由磁頭檢測到的信號強度比控制。本發(fā)明人把注意力集中在這一點上，使得能夠進行這樣的控制，以致即使由在盤上記錄的伺服信息限定的圓形路徑相對于旋轉中心偏心時，磁頭也沿著圓形旋轉路徑運動。甚至在多個盤和頭組合的情況下，因為每個頭被控制沿圓形旋轉路徑運動，所以可以用和沒有發(fā)生偏心時相同的方式進行存取控制。這樣，即使在其上已記錄有精確的磁道的盤被安裝的情況下，也可以不用把偏心度調整到零便能實現(xiàn)高速存取和高精度定位的盤驅動器。
如上所述，在其上已被在外部記錄上伺服信息的盤被裝配的情況下，因為總有偏心度，所以本發(fā)明尤其有效。即使在把盤裝配好之后再記錄伺服信息的裝置的情況下，也有在裝配之后可能發(fā)生偏心的情況，這是由于在裝配之后寫入伺服信息時發(fā)生的熱以及老化所致，在這種情況下，本發(fā)明也有效，因此，本發(fā)明不限于在裝配之前在盤上寫入伺服信息的情況。
圖4是本發(fā)明的盤驅動器的基本結構。
為了啟動按照本發(fā)明的盤驅動器中的上述的伺服控制，檢測相對于旋轉中心的由伺服信息確定的伺服磁道的偏心度，提供伺服信息發(fā)生裝置用于進行跟隨圓形磁道的控制，并提供用于存儲所產生的伺服信息的裝置，借助于伺服控制，根據(jù)其中存儲的伺服信息，使磁頭沿圓形路徑運動。
具體地說，按照本發(fā)明的盤驅動器具有繞旋轉中心旋轉的盤14，檢測在盤14上記錄的信息的磁頭13，用于使磁頭13運動以便改變其離開盤14的旋轉中心的徑向距離的磁頭移動裝置17，伺服信息檢測裝置7，用于從通過磁頭13檢測的信息中檢測伺服信息，以及控制裝置6，用于根據(jù)檢測的伺服信息控制磁頭移動裝置17，上述的伺服信息規(guī)定伺服圓形路徑，其中包括在盤表面上方的徑向方向的位置信息，測量伺服圓形路徑相對于繞盤14的旋轉中心的圓形旋轉路徑的偏心度，還提供有圓形旋轉路徑伺服信息發(fā)生裝置8，它產生圓形旋轉路徑伺服信息(磁頭位置調整信息)用于控制磁頭使其沿著圓形路徑運動，以及圓形旋轉路徑伺服信息存儲裝置9，用于存儲由圓形旋轉路徑伺服信息產生裝置8產生的圓形旋轉路徑伺服信息，控制裝置6控制磁頭移動裝置17，使得磁頭13沿著圓形旋轉路徑運動。
在有多個磁盤記錄表面因而相應有多個磁頭13的情況下，對于每個單個的記錄表面測量并存儲圓形旋轉路徑伺服信息。
在有一個盤記錄表面的情況下，即使磁頭沿著相對于盤記錄表面偏心的伺服圓形路徑運動，也沒有大的問題。不過，如果按照本發(fā)明進行控制，使得沿圓形旋轉路徑運動，因為能夠使磁頭為跟蹤所作的移動很小，所以具有改善跟蹤精度的效果。
在參照圖2和圖3說明的例子中，盤14被分成多個扇區(qū)，在每個扇區(qū)上分別記錄著伺服信息。不過，也可以把本發(fā)明應用于例如伺服表面伺服系統(tǒng)，在這種情況下，具有能使上述的用于跟蹤的磁頭位移小的效果。
被存儲在圓形旋轉路徑伺服信息存儲裝置9中的圓形旋轉路徑伺服信息可以取不同形式。例如，可以簡單地存儲相對于圓形旋轉路徑的伺服圓路徑的偏心度的量以及偏心度的轉角方向，控制裝置6計算圓形旋轉路徑位移位置信息，從而根據(jù)偏心度的量和偏心度的轉角方向對每個扇區(qū)實現(xiàn)圓形旋轉路徑，并在進行伺服控制時相應地控制磁頭移動裝置17。在這種情況下，可以使圓形旋轉路徑伺服信息存儲裝置9的存儲容量小。
不過，利用這種圓形旋轉路徑伺服信息的形式，需要對于每個扇區(qū)計算用于圓形旋轉路徑的旋轉路徑伺服信息，因而要求復雜的計算功能。因此，可以對徑向方向預先計算運動信息，用于對每個扇區(qū)分別實現(xiàn)圓形旋轉路徑，這被存儲在圓形旋轉路徑位置表中。這樣，便不需要在圓形旋轉路徑伺服信息存儲裝置9中具有大的容量。也可以存儲徑向位置信息分別對每個扇區(qū)作為伺服信息，實現(xiàn)圓形旋轉路徑。
有幾種方法用于測量相對于圓形旋轉路徑的伺服圓路徑的偏心率并產生圓形旋轉路徑伺服信息，用于控制磁頭13跟隨圓形旋轉路徑。例如，在磁頭13被向上壓向保持裝置例如托架停止件或其類似物時可以使盤旋轉，通過用磁頭13檢測盤14上的伺服信息進行測量。此外，可以使盤14以被限制為小于盤14的轉速的伺服信號的頻帶寬旋轉，在這一條件下，使用磁頭13檢測盤14的伺服信息，從而測量相對于圓形旋轉路徑的伺服圓路徑的偏心率。此外，因為用于對磁頭13進行控制使其跟隨伺服圓路徑的VCM控制信號即VCM電流驅動啟動器，它和啟動器的加速度成正比。這樣，如果它被積分兩次，便得到位移。可以通過取轉數(shù)的平均值消除異步分量。也可以通過在進行這類控制時對PES(位置誤差信號)應用控制環(huán)的靈敏度函數(shù)的反演型式(inverse model)來保持圓形伺服路徑。
在數(shù)據(jù)區(qū)內沿著圓形旋轉路徑在盤14上寫入數(shù)據(jù)。不過，也可以進行控制使磁13只有在既不寫入數(shù)據(jù)也不讀出數(shù)據(jù)的空載期間跟隨圓形旋轉路徑，使數(shù)據(jù)沿著伺服圓形路徑寫在磁盤14上。在這種情況下，當進行數(shù)據(jù)寫和讀時，需要在進行控制使得磁頭跟隨伺服圓形路徑之后進行盤上的數(shù)據(jù)的讀寫。不過，在多個盤的情況下，考慮到各個伺服圓形路徑之間的變化，在伺服圓形路徑中具有最大差別的有關磁頭之間的轉換時間將是長的，這轉換時間限制了存取時間。與此相反，如果在空載時間期間進行導致跟隨圓形旋轉路徑的控制，則可以使轉換到有關磁頭的時間變小。
為此，對于每對磁頭測量相對于盤14記錄表面圓形旋轉路徑的伺服圓形路徑的偏心率，在空載時間期間進行控制，使得在具有接近于幾組的偏心率的平均值的一組磁盤14和磁頭13之間跟隨這一偏心率的數(shù)量。
也可以不僅對伺服圓形路徑進行補償，而且可以對比盤的轉速較高階的伺服圓形路徑和旋轉圖形路徑之間的頻率分量的差進行補償。一般地說，控制系統(tǒng)的跟蹤特性在高頻時比低頻時差。例如，對于轉速分量，和大約-24dB的誤差壓縮相比，因為在伺服環(huán)和零相交的頻率的區(qū)域中誤差增加，所以高頻補償是有效的。希望把高階頻率分量限制于不高于扇區(qū)采樣頻率的1/4的上限。借助于使代表磁頭13的位置的磁頭位置檢測信號通過除去小于盤14的旋轉頻率的兩倍的頻率的濾波器進行高階頻率分量的測量。雖然在磁頭位置控制系統(tǒng)中一般使用的濾波器是IIR(無限脈沖響應)濾波器，但希望使用的濾波器是具有線性相位特性的并且不引起輸入和輸出之間的相位失真的數(shù)字FIR(有限脈沖響應)濾波器。具體地說，因為使用幾階FIR濾波器的(n+1)個數(shù)據(jù)，所以用n/2采樣恢復濾波的結果便足夠了。為了提取高階頻率分量，可以通過在位置誤差信號中只提取規(guī)定頻率范圍的具有跟蹤控制環(huán)帶寬(開環(huán)零交點頻率)的頻率分量進行測量，其中所述帶寬被限制于低于盤的旋轉頻率的頻率。在這種情況下，濾波器的截止頻率高于旋轉頻率，并且希望小于旋轉頻率的兩倍。此外，當測量高價頻率分量時，如果被伺服信息限制的伺服磁道間隔是L，因為從一個伺服邊界導出的伺服信息在±L/2的范圍內是有效的，所以希望磁頭13被控制使其處于相對于伺服磁道為±L/2的范圍內。
在另一方面，在伺服信息被從外部記錄的情況下，可以以極好的精度記錄伺服信息，從而使得很少地產生高階頻率分量。為此，如果使磁頭只對具有和按照偏心度的旋轉頻率的周期相同的周期的位移進行跟蹤，便可以實現(xiàn)更精確地定位。這樣，希望提供從被反饋給磁頭移動裝置17的位置誤差信號中除示高于二倍旋轉頻率的濾波器。
圖5是按照本發(fā)明的用于盤驅動器的磁頭定位控制方法的流程圖。
按照本發(fā)明的盤驅動器磁頭定位控制方法用于控制磁頭在盤驅動器中的盤上方的位置，磁盤繞旋轉中心旋轉，其上已記錄有規(guī)定伺服圓形路徑的包括徑向位置信息的伺服信息，如圖5所示，所述方法包括圓形旋轉路徑伺服信息產生步驟，其中測量相對于以磁盤的旋轉中心作為其旋轉中心的圓形旋轉路徑的伺服圓形路徑的偏心率，并產生圓形旋轉路徑伺服信息，用來進行控制，使得磁頭跟隨圓形旋轉路徑(步401)，存儲上述的圓形旋轉路徑伺服信息的步驟(步402)，在上述步驟完成之后，讀出圓形旋轉路徑伺服信息的步驟(步403)，從伺服信息的位置信息中檢測磁頭位置的步驟(步404)，從圓形旋轉路徑伺服信息和磁頭位置中計算補償信號的步驟(步405)，以及根據(jù)上述的補償信號進行控制，使得磁頭跟隨圓形旋轉路徑的步驟。
圖6是本發(fā)明實施例的盤驅動器的結構方塊圖，下面對其進行說明。
如圖6所示，在外部盤殼體12內，盤驅動器11的機構部分具有安裝在主軸電機15的旋轉輪轂上的旋轉盤14(一般有多個)。當盤14旋轉時，因為空氣壓力使磁頭13懸浮在盤的上方，其間有一微小距離。磁頭13被支撐在自由旋轉的臂的一端。雖然圖中沒有示出，其中具有多個盤14，它們都被安裝在主軸電機15的旋轉輪轂上并且旋轉。相對于盤的兩面進行數(shù)據(jù)的存儲，并且對于每個盤的每個表面都提供一個磁頭13。所有的磁頭13都被共同運動的機構(啟動器)80支撐著，它們同時一齊運動。此外，每個盤14具有在其每個表面上在外部記錄的伺服信息，在外面記錄上伺服信息之后，被安裝在主軸電機15的轉軸上。
控制部分2具有微處理器(微型計算機)22讀/寫通道24，伺服電路26，偏心率數(shù)據(jù)存儲器41，硬盤控制器(LSI器件)53，以及RAM54，它被用作數(shù)據(jù)緩沖器。讀/寫控制器24的信號輸入/輸出部分由多路轉換器實現(xiàn)，通過進行轉換，確定從哪個磁頭輸入檢測信號。通過多路轉換器確定幾個盤表面中的哪個盤表面要進行讀寫數(shù)據(jù)，并選擇要被輸入信號的磁頭，這結構和過去的相同。所不同的是還提供有偏心率數(shù)據(jù)存儲器41。因此，和過去相同的特征此處便不再說明，而集中對其不同之處進行說明。
偏心率數(shù)據(jù)存儲器41中存儲著相對于圓形旋轉路徑伺服圓形路徑的偏心率的數(shù)量。因為需要即使在斷電時也需要保持在初始化時存儲的偏心率的數(shù)量和相位直到再次進行初始化為止，所以希望使用非易失存儲器例如EPROM或E2PROM用作這種偏心率數(shù)據(jù)存儲器41。
圖7是表示第一實施例的跟蹤控制部分的結構的方塊圖。
如圖7所示，磁頭放大器10放大存儲在盤上的并且由磁頭13檢測到的磁數(shù)據(jù)，并將其作為檢測信號輸出，磁頭位置檢測電路20識別來自檢測信號的在伺服信息記錄區(qū)存儲的伺服信息，從而檢測當前位置是什么伺服磁道，并輸出頭位置信號。此外，如對照圖2所述的，從在伺服信息記錄區(qū)記錄的兩個相位伺服字符組SP和SQ的強度比，在磁頭位置處于相鄰伺服磁道之間的情況下，可以檢測出這位置處于哪個類型的中間位置。例如，如果第50第51磁道之間的間隔被分成10份，并且位置處在離開第50磁道的距離的2/10上，則輸出一個信號表示磁頭位置例如為50.2。扇區(qū)數(shù)檢測部分30識別由磁頭放大器10輸出的檢測信號中的伺服信息，并輸出代表正在通過的扇區(qū)數(shù)的信號。磁頭位置信號被輸入給加法器/減法器電路，在其中計算相對于目標磁道的差值，這就是位置誤差信號PES。位置誤差信號PES被輸入到控制計算電話部分61，在其中從磁頭位置信號中產生驅動信號Sdr，用于控制磁頭，使得被定位在目標伺服磁道的中心，驅動信號被輸出到放大器70。在被放大之后，驅動信號Sdr被送到音圈電機(VCM)80，借以使磁頭13運動，以上所述和過去的控制部分相同，并且在過去的例子中，表示目標磁道的信號被輸入到加法器/減法器電路。因此，所進行的控制使得磁頭位于目標磁道中心的上方。
在第一實施例中，還附帶提供了一個偏心率數(shù)據(jù)測量部分40，偏心率數(shù)據(jù)存儲部分41和圓形旋轉路徑計算部分50。此外，還提供了VCM電流監(jiān)視部分72，它監(jiān)視放大器70的輸出信號。
偏心率測量部分40由圖6所示的MPU22實現(xiàn)，并且控制圓形旋轉路徑計算部分50和控制計算電路部分61，以預定的條件進行磁頭13的控制，用于測量偏心率數(shù)據(jù)，磁頭位置信號和指示正在被檢測的扇區(qū)的信號，從而測量相對于旋轉中心的偏心率的數(shù)量和伺服磁道的偏心率的角度，并把結果存儲在偏心率數(shù)據(jù)存儲部分41中。由在偏心率數(shù)據(jù)存儲部分41中存儲的偏心率的數(shù)量和偏心率的角度，圓形旋轉路徑計算部分50產生一個信號，用于控制磁頭13，使其繞著旋轉中心描繪圓形路徑，這信號被輸出到加法器/減法器。這樣，磁頭13就被控制，使其描繪其中心在旋轉中心的圓形路徑。
下面說明用于測量相對于旋轉中心的伺服磁道的偏心率的數(shù)量和偏心率的角度的過程。
圖8是表示盤驅動器的一個例子的平面圖，其中具有在本發(fā)明的第一實施例中用于測量偏心率的數(shù)量及其角度的托架停止件，圖9是用來說明這一托架停止件的操作的放大的平面圖。
圖8和圖9所示的托架停止件在日本未審專利申請公開(Kokai)H7-73614中披露了。它不僅能進行壓縮操作，而且也改善了停止件的定位精度，其中利用了由彈性材料制成的內停止件32和由金屬構成的外停止件。雖然這里不打算對圖8圖9所示的第一實施例中的停止件作詳細說明，但仍需指出因為圖8所示的托架停止件中的外停止件用金屬制成，當使托架和外停止件31接觸時，如圖9所示，磁頭13被保持固定，并且這一穩(wěn)定的固定位置被用來把磁頭精確地保持在固定位置。在此狀態(tài)下，使盤14旋轉，并且當通過每個扇區(qū)時檢測磁頭位置信號。這就是說，當磁頭13被固定并使盤14旋轉時根據(jù)記錄在盤上的伺服磁道坐標測量圓形旋轉路徑的坐標值。反過來說，如果這樣進行控制，使磁頭13通過伺服磁道坐標中的這些坐標值，它將描繪一個以旋轉中心作為其中心的旋轉的圓形路徑。
根據(jù)測量的坐標值，計算相對于圓形旋轉路徑的伺服磁道(伺服圓形路徑)的偏心率的數(shù)量和角度。圖10是表示具有偏心率的伺服磁道和磁頭之間的位置關系簡化的平面圖。參照該圖對偏心率的角度方向和數(shù)量計算如下。
把第0扇區(qū)取作0°的方向，相對于旋轉中心伺服磁道具有角度為δθ的偏心率Er。在此狀態(tài)下，當磁頭13保持在相應于第r磁道的半徑的位置并且在磁盤14旋轉時，磁頭位置信號X(θ)按下式(1)改變，其中磁頭的旋轉位置是θ。
X(θ)＝r+Ercos(θ-δθ)……(1)因此，在進行跟蹤控制從而跟蹤伺服磁道的情況下，如果把如式(1)所示的信號加到驅動信號上，磁頭將描繪一個其中心在旋轉中心的旋轉圓形路徑。
下面的表1表示在把盤繞其圓周分成12個扇區(qū)的情況下，對于第8磁道補償?shù)难a償量，其中偏心率的數(shù)量2磁道，其位置處于45 °。
表1Er＝2磁道δθ＝45°R＝8磁道(磁道#8)R＝R+Er×cos(θ-δθ)
圖11是表示偏心的伺服磁道和旋轉的圓之間的關系的示意圖。
在第一實施例中，沿著圖中粗線所示的圓形路徑進行寫入數(shù)據(jù)。被寫入數(shù)據(jù)的單個圓形路徑將被叫作數(shù)據(jù)磁道。
圖12是表示對于跟蹤一個并且相同的數(shù)據(jù)情況下在MPU22中進行的控制操作的流程圖。
在步501中，從偏心率數(shù)據(jù)存儲部分41讀出偏心率Er的數(shù)量和角度方向δθ。在步502，輸入要跟蹤的數(shù)據(jù)磁道數(shù)，在步503由數(shù)據(jù)磁道數(shù)計算式(1)中的r的值。
在步504，從在當前位置的扇區(qū)數(shù)之后的下一扇區(qū)數(shù)中計算θ。在步505，按照式(1)計算角θ時的X值。在步506，檢測是否已進入下一個伺服區(qū)，并進行待待直到下一伺服區(qū)進入。當下一伺服區(qū)進入時，在步507，輸出相應于X的驅動信號。與此同時，也檢測磁頭位置信號，反饋相對于目標位置的差的信號，并進行控制使得實現(xiàn)對目標數(shù)據(jù)磁道的跟蹤。其它的伺服信息例如扇區(qū)數(shù)也同時被讀出。通過重復步504到步507，完成對目標數(shù)據(jù)磁道的跟蹤。
因為在每個扇區(qū)的伺服區(qū)記錄有伺服信息，雖然只能檢測磁頭位置信號，例如周期性地檢測，因為一般盤上具有32至64個扇區(qū)，如果響應速度被設置得合適，則不會有具體問題發(fā)生，只要前一個控制信號被基本上維持到下一個扇區(qū)即可，這類似于過去的裝置。
在圖12所示的流程圖中，說明的是跟蹤一個且相同的數(shù)據(jù)磁道的情況。下面說明用于存取不同的數(shù)據(jù)扇區(qū)的查找控制的情況。圖13A和13B是表示用于在本發(fā)明第一實施例中進行查找控制的控制操作的流程圖。
在步601，輸入目標盤表面、數(shù)據(jù)磁道和扇區(qū)。在步602，判斷是否需要磁頭轉換。如果需要，在步603則把信號轉換到讀出的磁頭，并且在步604讀出偏心率數(shù)量Er和方向δθ，然后，控制進入步605。在步605讀出r，在步606判斷對磁頭運動是否需要加速。如果前一個r和計算的r的差很小，則不需要加速。
在需要加速的情況下，在步607沿磁頭運動方向進行加速，在步608，計算下一個扇區(qū)的Q，在步609，按照(1)式計算X。在步610，檢測磁頭被伺服區(qū)通過以便檢測磁頭位置X’。在步611，判斷X和X’之間的差是否小于預定值a，重復步608至611，直到它小于a。當X與X’的差小于a時，即當接近目標數(shù)據(jù)區(qū)時，在步612停止加速。在不需加速的情況下，則從這點開始。
步613到616和圖12所示的控制相同，相對于目標數(shù)據(jù)的差被反饋并進行對目標磁道的跟蹤。在步617，計算相對于目標磁道的差，并且在步618判斷所述的差是否小于預定值b。這個b值根據(jù)磁頭和數(shù)據(jù)磁道之間的差確定，用于正常數(shù)據(jù)的讀寫。當磁頭位置足夠接近目標數(shù)據(jù)磁道時，在步619判斷這是否是目標扇區(qū)。進行等待直到達到目標扇區(qū)為止，在碰到目標扇區(qū)的時刻，尋找完成并開始讀寫數(shù)據(jù)。
以上是本發(fā)明第一實施例的說明。在第一實施例中，僅僅存儲相對于圓形旋轉路徑的伺服圓形路徑的偏心率的數(shù)量和角度方向作為伺服信息用于跟蹤以旋轉中心為中心的圓形旋轉路徑，計算對于每個數(shù)據(jù)磁道和扇區(qū)的補償值，并將其加到反饋信號上。這樣，雖然用于圓形旋轉路徑伺服信息的存儲容量小，但所需的計算補償值的時間長。因此，在本發(fā)明的第二實施例中，預先計算并存儲補償值，它們被讀出并加到反饋信號上。
圖14是表示本發(fā)明第二實施例的控制部分的結構的方塊圖。
對照圖7可以看出，代替偏心率數(shù)據(jù)存儲部分41，提供了圓形旋轉路徑位置表42。在第二實施例中，也提供有偏心率數(shù)據(jù)測量部分，用于為測量偏心率數(shù)據(jù)對各個部分進行設定，但是這里被省略了。
在第二實施例中，和第一實施例類似，偏心率數(shù)據(jù)測量部分(圖中未示出)在磁盤旋轉時并且磁頭被通過托架停止件保持固定的情況下檢測磁頭位置信號。如已經說明的，當這樣作時，磁頭位置信號可以認為是伺服信號，用于使磁頭13描繪以旋轉中心為中心的圓形旋轉路徑。如圖14所示，建立這和被扇區(qū)致檢測部分30檢測的扇區(qū)數(shù)之間的關系，把磁頭位置信號存儲在圓形旋轉路徑位置表42中。其中存儲的值是除去r后的式(1)的值。
在上述的存儲圓形旋轉路徑伺服信息之后，在初始化時，為了訪問目標數(shù)據(jù)磁道以便進行數(shù)據(jù)的讀寫，在圓形旋轉路徑計算部分50計算相應于目標數(shù)據(jù)磁道的r值，響應目標數(shù)據(jù)磁道，對r加上由圓形旋轉路徑位置表42輸出的Ercos(θ-δθ)的值，然后輸出送入加法器/減法器電路。其它部分和第一實施例相同。
用于描繪圓形旋轉路徑的伺服信號可以對于每一扇區(qū)被存儲在圓形旋轉路徑位置表42中，當磁頭通過伺服區(qū)時，讀出用于描繪圓形旋轉路徑的伺服信號，并輸出到圓形旋轉路徑計算部分50。如果這樣做，就不需要圓形旋轉路徑位置表42，向圓形旋轉路徑計算部分50輸出來自磁頭放大器10的用于描繪圓形旋轉路徑的伺服信號就足夠了。
曾經被存儲的圓形旋轉路徑伺服信息當讀出數(shù)據(jù)或寫入數(shù)據(jù)時總是需要的，因而即使磁盤裝置的電源被除掉也必須被保持。雖然如果上述的圓形旋轉路徑伺服信息對于存儲在圓形旋轉路徑位置表42中的每個扇區(qū)被存儲則沒有問題，但是需要使用非易失存儲器例如EPROM或E2PROM。如果圓形旋轉路徑伺服信息被預先存儲在系統(tǒng)數(shù)據(jù)柱面中(用戶對其沒有入口)，當磁盤裝置被啟動時這可被讀出，這樣可以不需要存儲器41是非易失存儲器。
如同已經說明的，在多個盤的情況下，可以設想數(shù)據(jù)的寫入沿著伺服磁道的中心進行，在這種情況下，存在的問題是在轉換磁頭時減少查找速度。一般地說，對于磁盤的信息輸入與輸出以計算機文件為單位進行。在一個文件中的信息一般存儲在一個盤上。因此，當進行與一個文件有關的數(shù)據(jù)輸入和輸出時，幾乎從不轉換到另一不同的磁頭。當在不進行輸入與輸出的空載期間之后啟動單獨的文件時，發(fā)生向不同磁頭的轉換。因此，當文件從空載狀態(tài)下啟動時，由于磁頭轉換而使查找速度降低便成為問題。因此，在本發(fā)明的第一第二實施例中，只有在空載時間期間才進行控制，從而使磁描繪其中心在旋轉中心的圓形旋轉路徑，同時沿著由伺服信息限定的伺服磁道寫入數(shù)據(jù)。
在這種情況下，不需要使圓形旋轉路徑以旋轉中心為其中心，也能獲得同樣的效果，例如，通過對于由磁盤記錄表面與磁頭組成的對測量伺服圓形路徑相對于圓形旋轉路徑的偏心率，并在空載期間對多個磁頭和磁盤對中的其偏心率接近于平均偏心率的一組磁盤和磁頭之間進行控制，便可實現(xiàn)上述效果。
如在本發(fā)明的第一實施例中對于圖8和圖9所說明的，通過使托架和托架停止件接觸從而把磁頭保持固定，借助于檢測磁頭位置測量伺服磁道的偏心率。伺服磁道的偏心率也可以用其它的方法測量。例如，可以通過使盤14旋轉，并用伺服控制帶寬(開環(huán)零交點頻率)檢測磁頭位置，所述伺服控制帶寬控制磁頭13的位置，且其被限制于盤14的旋轉頻率以下。此外，可以利用圖7和圖14所示的VCM電流監(jiān)視部分72，通過檢測當控制磁頭使其跟蹤伺服磁道時伺服信號的二次積分的平均值測量偏心率。還可以當進行這類控制時用控制環(huán)的反演型式乘以位置誤差信號(PES)計算偏心率。
在上面的說明中，把注意力僅僅集在相對于旋轉中心的伺服磁道的偏心率上。因為伺服磁道是從外部記錄的，便可以使用精密設備進行精確的記錄，從而使伺服伺道的記錄精度遠遠超過以前使用的在裝配之后記錄伺服磁道的方法。然而，正如所預料的那樣，誤差仍然存在，并且，尤其是由于在記錄過程中盤裝置的振動諸因素，記錄的伺服磁道具有其周期比一轉短的振動，即高頻振動。
圖15是當高階振動分量比盤的旋轉頻率高時磁頭路徑的波形圖。
具有和旋轉頻率相同的頻率的由相對于旋轉中心的伺服磁道的偏心率引起的振動由以前所述的結構消除了。然而，即使位置誤差被控制為零，因為伺服磁道本身的振動，在伺服磁道中仍然存在高階振動分量，如上所述，因而磁頭路徑將離開正常磁道而改變，如圖15所示。因此，也需要對這類振動進行補償。
在第二實施例中，在磁頭保持固定時使盤旋轉，在伺服磁道坐標中檢測磁頭位置，檢測的位置被存儲在例如圓形旋轉路徑位置表42中。因為檢測的磁道位置包括上述的高階分量，所述在第二實施例中也進行伺服磁道的高階振動分量的補償，結果的磁頭路徑如圖16所示。
圖16表示振動分量RRO’，并且如果試圖對這分量進行上述控制；因為控制信號中的滯后，磁頭將呈現(xiàn)在控制RRO’位移分量的位移和由控制引起的位移之間的波動，其中的高頻區(qū)更為突出，這相當于發(fā)生大的波動的情況。圖17說明這種波動的發(fā)生，由圖可見，發(fā)生的波動大于RRO位移。
下面說明隔離和測量高階分量的方法。由伺服磁道本身的振動或偏心率諸因素引起的振動以盤的旋轉周期為周期重復地發(fā)生，因此，這些被稱為RRO(可重復的振擺)。位移的總量叫作RRO位移，其位移分量是RRO位移減去旋轉周期分量，被稱為RRO’位移分量。
圖18表示檢測RRO位移分量和RRO’位移分量的方法。
如圖18所示，為了檢測RRO位移分量，計算如圖7所示的位置誤差信號PES的平均值。例如，可以通過累加N個數(shù)據(jù)采樣并除以N來進行平均。與此相對，為了檢測RRO’位移分量，使位置誤差信號PES通過具有高于旋轉頻率而低于兩倍的旋轉頻率的截止頻率的高通濾波器，然后，進行平均。
可以考慮扇區(qū)采樣頻率，來確定理想的高階頻率分量，使其具有例如1/4扇區(qū)采樣頻率的上限頻率。
圖19表示檢測盤驅動器中的RRO’位移分量的電路方塊圖。
參見圖19，所示的控制環(huán)是圖7所示的反饋環(huán)，具有磁頭放大器10，磁頭位置信號檢測部分20，加法器/減法器電路，控制計算電路部分61，磁頭放大器70以及VCM80，除去放大器70(為了簡化)之外，圖7的控制計算電路部分61相應于圖19的控制電路64。控制電路64降低位置誤差信號PES環(huán)的增益，把誤差信號送到VCM80，并把伺服帶寬減小到旋轉頻率以下。在這樣一個環(huán)中，位置誤差信號被通過截止頻率高于旋轉頻率但不超過兩倍的旋轉頻率的高通濾波器，其輸出被平均，以便測量RRO’位移分量。
如以上所詳細說明的，按照本發(fā)明，能夠實現(xiàn)一種磁盤裝置及其磁頭位置控制方法，即使在由在盤表面記錄的伺服信息限定的磁道相對于旋轉中心偏心時，也能高速地存取。此外，可以減少功率消耗。
此外，本發(fā)明可以有各種改型，例如，相對于旋轉中心的由記錄在盤上的伺服信息限定的圓形路徑的偏心率使用外部設備測量，并把測得的偏心率作為圓形旋轉路徑伺服信息被存儲。在這種情況下，可以從盤驅動器中省去圓形旋轉路徑伺服信息發(fā)生裝置8。
權利要求
1.一種磁盤驅動器，包括具有可旋轉的主軸的主軸電機(15)；安裝在所述主軸電機(15)上并沿著許多同心圓中的每一個存儲伺服信息的盤(14)，所述伺服信息限定多個伺服圓形路徑；用于再現(xiàn)所述伺服信息的磁頭(13)；用于相對于所述盤定位所述磁頭(13)的磁頭定位機構(17)；用于由再現(xiàn)的伺服信息產生磁頭位置信號的檢測器(7)；用于根據(jù)所述磁頭位置信號對所述磁頭定位機構產生磁頭位置控制信號的控制器(6)，其特征在于，所述盤驅動器包括存儲器(9，41)，用于存儲代表伺服圓形路徑和虛擬圓形路徑之間的偏心率的磁頭位置調整信息，所述虛擬圓形路徑是圍繞所述旋轉主軸的中心的同心圓，所述控制器(6)根據(jù)所述磁頭位置信號和所述磁頭位置調整信息產生磁頭位置控制信號，使得所述磁頭(13)可以跟隨每個可選擇的一個虛擬圓形路徑。
2.如權利要求1所述的盤驅動器，其中多個所述磁頭(13)的數(shù)目和所述盤的記錄表面的數(shù)目一致，并且其中所述存儲器(9)對于所述盤(14)每個記錄表面和磁頭對，存儲所述磁頭位置調整信息。
3.如權利要求2所述的盤驅動器，其中具有多個所述的盤(14)。
4.如權利要求1或2所述的盤驅動器，其中所述盤(14)被分成多個扇區(qū)，在其中的每個扇區(qū)中存儲所述的伺服信息。
5.如權利要求1至4中任一權利要求所述的盤驅動器，其中所述磁頭位置調整信息是所述偏心率的數(shù)量和旋轉角方向，并且其中所述控制裝置(6)包括虛擬圓形路徑值計算裝置(50)，它計算虛擬圓形路徑位置信息，用于跟蹤所述的虛擬圓形路徑，所述的計算對于所述盤的每個規(guī)定的旋轉角位置根據(jù)所述偏心率的量值和旋轉角方向進行，借以使所述磁頭定位機構根據(jù)由所述虛擬圓形路徑值計算裝置計算的所述虛擬圓形路徑位置信息被進行控制。
6.如權利要求1或2所述的盤驅動器，其中所述盤被分成多個扇區(qū)，在每個扇區(qū)上存儲所述伺服信息，并且其中所述磁頭位置調整信息是對于每個扇區(qū)的徑向位置信息，從而跟蹤所述虛擬圓形路徑，并且其中所述的存儲器(9)存儲虛擬圓形路徑位置表，在表中存儲每個扇區(qū)的徑向位置信息，從而跟蹤所述的虛擬圓形路徑。
7.如權利要求6所述的盤驅動器，其中所述磁頭位置調整信息被作為伺服信息記錄在所述盤上，所述存儲器是所述的盤。
8.如權利要求6所述的盤驅動器，其中所述磁頭位置調整信息作為所述伺服信息被記錄在所述盤上，并且其中所述存儲器存儲在所述盤驅動器啟動時讀出的所述磁頭位置調整信息。
9.如權利要求1至8任一個所述的盤驅動器，其中在所述盤上數(shù)據(jù)的寫入沿著所述虛擬圓形路徑進行。
10.如權利要求1至8任一個所述的盤驅動器，其中由所述控制裝置這樣進行控制，使得所述磁頭跟隨所述的虛擬圓形路徑，所述的控制在既不在盤上寫數(shù)據(jù)也不從盤上讀數(shù)據(jù)的空載期間進行，并且其中在所述盤上的數(shù)據(jù)的寫入沿著所述伺服圓形路徑進行。
11.如權利要求10所述的盤驅動器，其中所述的磁頭位置調整信息代表對于所述盤和所述磁頭構成的許多組的多個偏心率，并且其中在所述空載期間進行控制，使得跟隨一個這樣的伺服圓形路徑，即由該所述的盤和所述的頭組成的組的偏心率接近于多個偏心率的平均值。
12.如權利要求1至11任一個所述的盤驅動器，還包括調整信息產生裝置，它測量所述的偏心率并產生所述磁頭位置調整信息，其中所述的存儲器存儲由所述調整信息產生裝置產生的所述磁頭位置調整信息。
13.如權利要求12所述的盤驅動器，其中所述的調整信息產生裝置通過在所述磁頭和一停止裝置接觸并且使所述盤旋轉時，使用所述磁頭檢測在所述盤上的伺服信息來測量所述偏心率。
14.如權利要求12所述的盤驅動器，其中所述調整信息產生裝置通過使用所述磁頭檢測在所述盤上的伺服信息來測量所述偏心率，所述的測量是在使所述盤旋轉時使用一個伺服信號的頻帶寬進行，所述伺服信號的頻帶寬用來控制所述磁頭的位置，且伺服信號的頻帶寬被限制于低于所述盤的旋轉頻率。
15.如權利要求12所述的盤驅動器，其中所述調整信息產生裝置在進行控制使得所述磁頭跟隨所述伺服圓形路徑時，從所述磁頭位置控制信號的平均值測量所述的偏心率。
16.如權利要求12至15任一個所述的盤驅動器，其中所述調整信息產生裝置使用所述磁頭通過檢測在所述盤上的伺服信息測量所述偏心率，在測量時使所述磁頭由在所述盤驅動器外部的位置控制裝置固定，并使所述盤旋轉。
17.如權利要求12至16任一個權利要求所述的盤驅動器，其中所述調整信息產生裝置除去測量偏心率之外，還測量高于所述盤的旋轉頻率的在所述伺服圓形路徑和所述虛擬圓形路徑之間的差的高階頻率分量，所述調整信息產生裝置產生包括高階頻率分量的磁頭位置調整信息，用于控制所述磁頭，使其跟隨所述虛擬圓形路徑，并且所述存儲器存儲所述包括高階頻率分量的磁頭位置調整信息。
18.如權利要求17所述的盤驅動器，其中被所述調整信息產生裝置檢測的高階頻率分量具有上限頻率為1/4扇區(qū)采樣頻率或更低的上限頻率。
19.如權利要求17所述的盤驅動器，其中所述調整信息產生裝置通過按扇區(qū)單元計算所述磁頭位置信號和要使所述磁頭跟蹤的目標伺服路徑之間的差的平均值計算所述高階頻率分量。
20.如權利要求17所述的盤驅動器，其中所述調整信息產生裝置包括用于從由所述伺服信息中提取的所述磁頭位置信號中除去低于兩倍所述盤旋轉頻率的頻率的濾波器，把通過所述濾波器的所述磁頭位置信號取作所述高階頻率分量。
21.如權利要求20所述的盤驅動器，其中所述濾波器是FIR(有限脈沖響應，finite impulse response)型數(shù)字濾波器。
22.如權利要求19所述的盤驅動器，其中所述調整信息產生裝置在進行反饋控制，使得所述磁頭位置控制信號被限制于所述盤的旋轉頻率以下的條件下，通過只對在所述位置誤差信號的規(guī)定頻率范圍內的這些頻率分量進行平均來測量所述高階頻率分量。
23.如權利要求22所述的盤驅動器，其中所述的規(guī)定的頻率范圍等于或大于所述旋轉頻率，但是不超過兩倍的所述旋轉頻率。
24.一種用于盤驅動器的磁頭位置控制方法，其中對在盤上方的磁頭位置進行控制，所述的盤圍繞旋轉中心旋轉，并記錄有規(guī)定伺服圓形路徑的伺服信息，其中包括徑向位置信息，所述定位方法包括下列步驟讀出代表伺服圓形路徑和虛擬圓形路徑之間的偏心率的所述磁頭位置調整信息，所述虛擬圓形路徑是圍繞所述可旋轉的主軸的同心圓；從所述伺服信息的位置信息中檢測磁頭位置信號；從所述磁頭位置調整信息和所述磁頭位置中計算補償信號，使得所述磁頭跟隨所述的虛擬圓形路徑；以及根據(jù)所述補償信號進行所述磁頭的控制。
25.如權利要求24所述的磁頭位置控制方法，還包括以下步驟測量所述伺服圓形路徑相對于以所述盤的旋轉中心為其中心的虛擬圓形路徑的偏心率；由所述偏心率產生所述磁頭位置調整信息；以及，存儲所述磁頭位置調整信息；其中所述讀出所述磁頭位置調整信息的步驟、檢測所述補償信號以及進行控制所述磁頭的步驟在所述測量、產生和存儲步驟完成之后進行。
全文摘要
一種盤驅動器中的磁頭位置控制裝置及方法，在用外部設備在磁盤上記錄精確的磁道之后把盤裝入盤驅動器，即使伺服信息限定的磁道和磁道的旋轉中心間有偏心，也能高速存取。包括伺服信息的兩個相位伺服字符組以互相交錯的方式記錄在盤表面的每個伺服信息區(qū)上，從這兩上相位伺服字符組檢測到的信號之間的強度比，用于確定磁頭偏向哪一側。通過進行控制，使這一強度比在每個角度位置為一規(guī)定值，從而即使存在上述偏心率的情況下，也能使磁頭沿著旋轉的圓形路徑運動。
文檔編號G11B5/596GK1167982SQ9710332
公開日1997年12月17日 申請日期1997年3月17日 優(yōu)先權日1996年6月10日
發(fā)明者長谷川進, 植松幸弘, 山田朋良, 上野隆久, 鈴木伸幸, 有賀敬治, 橋本修一 申請人:富士通株式會社