CN101329874A

CN101329874A - 有用于相同伺服模式的盘面的头伺服控制系统的盘驱动器

Info

Publication number: CN101329874A
Application number: CNA2008100912187A
Authority: CN
Inventors: 托马斯·R·阿尔布雷克特; 兹沃尼米尔·Z·班迪克
Original assignee: Hitachi Global Storage Technologies Netherlands BV
Current assignee: Western Digital Technologies Inc
Priority date: 2007-06-19
Filing date: 2008-04-21
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2028-04-21
Also published as: CN101329874B; US7466506B1; EP2026335A1; US20080316638A1

Abstract

磁记录盘驱动器含有带有在它们的正反表面上存在相同预模式化伺服模式的盘和利用来自相同伺服模式的伺服信号定位读/写头的伺服控制系统。两个盘表面上的伺服扇区形成大体径向地跨过数据轨道延伸的角度上隔开的弓形线的相同模式。随着旋转致动器使记录头跨过数据轨道移动，一个表面，例如，正面上的弓形线通常与记录头的路径重复，以便正面上的伺服扇区的取样速率与头的径向位置无关地保持恒定。但是，另一个表面，即，反面上的弓形线不会与记录头的路径重复，因此，伺服取样速率不恒定，而是随头的径向位置而变。盘驱动器伺服控制系统实现了能够与初始盘表面和目的盘表面是正面还是反面无关地从一个数据轨道到另一个数据轨道查找轨道的方法。

Description

有用于相同伺服模式的盘面的头伺服控制系统的盘驱动器

技术领域

本发明一般涉及含有由主模板形成的具有预模式化伺服模式的盘的磁记录盘驱动器，尤其涉及带有利用伺服模式在盘表面上定位读/写头的伺服控制系统的磁记录盘驱动器。

背景技术

传统磁记录硬盘驱动器使用限定磁记录数据位的磁化区在硬盘上沿着记录层的平面取向的水平记录，或磁化区与记录层的平面垂直地取向的垂直记录。盘上的每个记录表面是当记录头在磁性材料上写入时，形成包含磁记录数据位的同心数据轨道的磁性材料连续层。每个盘表面还包括记录头不能改写和用于将头定位在所希望的数据轨道上并将头保持在该数据轨道上的伺服扇区的固定的预记录模式。

生成伺服扇区模式的传统方法是借助于特殊写入头和伺服写入器或借助于盘驱动器中的生产记录头逐个轨道地“伺服写入”模式。因为这是费时因而昂贵的工艺，所以人们提出了其它生成伺服模式的方法。

在有时称为磁印刷或磁平版印刷(ML)的接触式磁复制或转印(CMT)中，使用以与转印到盘上的伺服模式相对应的模式包含软(低矫顽性)磁性材料的区域或岛的“主”模板。如下文献所述，CMT主模板通常是刚性衬底或上面形成塑料薄膜的刚性衬底：美国专利6,347,016 B1和6,433,944 B1；和Ishida，T等人：“Magnetic Printing Technology-Application to HDD”，IEEETransactions on Magnetics，Vol.39，No.2，March 2003，pp628-632。转让给与本申请相同的受让人的美国专利6,791,774 B1描述了CMS模板和在垂直磁记录盘中形成伺服模式的工艺。在如下文献中描述了利用柔性主模板的磁平版印刷(ML)：转让给与本申请相同的受让人的美国专利6,798,590 B1；和Bandic等人：“Magnetic lithography for servowriting application using flexible magneticmasks nanofabricated on pastic substrates”，Microsystems Technology，DOI10.1007/s00542-006-0287-8。

形成伺服模式的CMT工艺不仅可应用于通过记录头在磁性材料的连续层中形成同心数据轨道的传统“连续”磁介质，而且可应用于“分立轨道(discrete track)”介质。在这种类型的介质中，例如如美国专利4,912,585所述，每个数据轨道由连续磁性材料组成，但各个数据轨道被无磁性保护带分开。CMT方法不仅可以用于形成伺服模式，而且可以用于形成分立轨道。

为了提高盘驱动器中的数据存储密度，人们提出了模式化磁介质来取代传统连续磁介质。在模式化介质中，将盘表面上的磁性材料模式化成隔离数据小岛，以便在每个岛或“位”中存在单一磁畴。为了产生模式化数据岛的所需磁隔离，必须破坏掉或充分减小岛与岛之间的区域的磁矩，以便使这些区域基本上无磁性。可替代地，可以将模式化介质制造成在岛与岛之间的区域中不存在磁性材料。模式化介质可以通过超微刻印从主模板中复制产生。超微刻印工艺不仅数据轨道中形成隔离数据岛，而且形成伺服模式。在超微刻印中，主模或模板将地形模式复制到盘衬底上的聚合物抗蚀涂层上，接着将磁性材料溅射沉积在该模式上。模式化介质的超微刻印描述在如下文献中：Bandic等人：“Patterned magnetic media：impact of nanoscale pat-terning on harddisk drives”，Solid State Technology S7+Supl.S.SEP 2006；和Terris等人：“TOPICAL REVIEW：Nanofabricated and self-assembled magnetic structures asdata storage media”，J.Phys.D：Appl.Phys.38(2005)R199-R222。

在硬盘驱动器中，盘反面上的伺服模式与盘正面上的伺服模式不相同，而是盘正面上的伺服模式的镜像。因此，为了通过CMT或超微刻印形成伺服模式，有必要制造两个主模板，一个用于盘的正面，另一个用于盘的反面。这使制造主模板的时间和成本加倍。在超微刻印的情况下，因为通常通过相对昂贵和缓慢的电子束平版印刷装备生成，所以主模板可能非常昂贵和需要几天时间来制造。

2007年4月26日提出和转让给与本申请相同的受让人的待审申请11/740,289描述了带有在正反盘表面上存在相同预模式化伺服模式的盘的盘驱动器。每个盘的两个盘表面上的伺服扇区形成大体径向地跨过数据轨道延伸的角度上隔开的弓形线的相同模式。随着旋转致动器使记录头跨过数据轨道移动，一个表面(例如正面)上的弓形线通常与记录头的路径重复，以便正面上的伺服扇区的取样速率与头的径向位置无关地保持恒定。但是，另一个表面(即反面)上的弓形线不会与记录头的路径重复，因此，伺服取样速率不恒定，而是随头的径向位置而变。因此，当伺服控制系统从反面上的伺服扇区开始操作时，伺服控制处理器从头径向位置的估计值中计算定时调整量。然后，将这个定时调整量用于调整打开时间窗的时间，以便允许检测反面上的伺服扇区。

我们需要的是带有在正反盘表面上存在相同伺服模式的盘的磁记录盘驱动器和带有可以借助于相同伺服模式操作，但不需要计算定时调整量的伺服控制系统的盘驱动器。

发明内容

本发明是带有在正反表面上存在相同预模式化伺服模式的盘和利用来自相同伺服模式的伺服信号定位读/写头的伺服控制系统的磁记录盘驱动器。每个盘表面上的伺服模式借助于单个主模板预模式化，致使每个盘表面上的模式相同。两个盘表面上的伺服扇区形成大体径向地跨过数据轨道延伸的角度上隔开的弓形线的相同模式。随着旋转致动器使记录头跨过数据轨道移动，一个表面(例如正面)上的弓形线通常与记录头的路径重复，以便正面上的伺服扇区的取样速率与头的径向位置无关地保持恒定。

但是，另一个表面(即反面)上的弓形线不会与记录头的路径重复，因此，伺服取样速率不恒定，而是随头的径向位置而变。盘驱动器伺服控制系统实现了能够与初始盘表面和目的盘表面是正面还是反面无关地从一个数据轨道到另一个数据轨道查找轨道的方法。即使目的表面是反面，也在第一查找阶段使用来自前面的伺服信号和在最后查找阶段使用来自目的表面的伺服信号。例如，如果要读取或写入数据的目标扇区在反面上，那么，在查找期间，在第一查找阶段内使用来自可能是或可能不是初始盘表面的前面的伺服信号，并且在最后查找阶段使用来自作为反面的目的表面的伺服信号。在第一查找阶段，应用来自前面的伺服扇区的恒定频率。在第二查找阶段，即，当头处在伺服定时的变化小到可以容忍的预定个轨道内时，伺服控制系统切换到接收来自目的表面的伺服信号。

为了更全面地了解本发明的性质和优点，应该参考如下结合附图作出的详细描述。

附图说明

图1是带有旋转致动器和含有在第一或“正”面上形成的预模式化伺服扇区的刚性磁记录盘的现有盘驱动器的简图；

图2是如图1所示的现有盘的典型伺服扇区的一部分和三个数据轨道的一些部分的放大图；

图3是用在本发明中的盘驱动器伺服控制系统的方块图；

图4A和4B示出了现有盘的正面(图4A)和反面(图4B)上的伺服模式的比较；

图5A和5B示出了基于发明盘的一个实施例的正面(图5A)和反面(图5B)上的相同伺服模式；

图6是带有基本对称伺服字段的基于本发明的伺服扇区的一部分的视图；

图7是供基于相位伺服系统(也称为基于定时的伺服系统)使用的伺服字段基本对称的基于本发明的伺服扇区的一部分的视图；

图8是典型盘驱动器几何结构的图解；

图9是用在带有直线伺服扇区的盘表面上、相对于内径(r_ID)上的零定时调整、随半径而变的定时调整量的曲线图；和

图10是图解本发明方法的流程图。

具体实施方式

图1是带有旋转致动器2和含有在第一或“正”面11上形成的预模式化伺服扇区18的刚性磁记录盘10的盘驱动器。盘10围绕中心轴100沿着方向102旋转。正面11含有由内径(ID)14和外径(OD)16限定的环形数据带12。在伺服扇区18之间的数据带的各部分用于用户数据的存储并包含圆形数据轨道，每个数据轨道通常被划分成物理数据扇区。旋转致动器2围绕枢轴4旋转和在它的端点支承着读/写头6。随着致动器2旋转，头6沿着ID 14与OD 16之间的大体弓形的路径。

伺服扇区18不是通过传统伺服写入形成，而是通过利用主模板的模式化工艺形成。在也称为磁平版印刷(ML)的接触式磁转印(CMT)中，磁掩模用作主模板。在超微刻印中，主模板将地形模式复制到盘衬底上的聚合物抗蚀涂层上，接着将磁性材料溅射沉积在该模式上。伺服扇区18形成大体径向地从ID 14到OD 16延伸的角度上隔开的弓形线。伺服扇区的弓形的形状与头6的弓形的路径匹配。在盘驱动器的操作期间，头6在处在环形数据带12的ID 14与OD 16之间的许多同心圆形数据轨道的所选那一个上读或写数据。为了精确地从所选轨道上读或写数据，要求头6保持在轨道的中心线上。于是，每当伺服扇区18之一从头6下面经过时，头6在伺服扇区中的位置误差信号(PES)字段中检测分立的磁化伺服块。PES由盘驱动器的头定位控制系统生成并用于朝轨道中心线移动头6。因此，在盘10完整转一圈期间，通过来自相继角度上隔开的伺服扇区18中的伺服块的伺服信息使头6继续保持在轨道中心线上。

在图2中示出了典型伺服扇区18和三个数据轨道的一些部分的放大顶视图。三个数据轨道20、22、24以轮廓形式示出。如果盘10在表面11中的数据部分中是具有磁记录材料的连续层型的，那么，轨道20、22、24是其当记录在连续记录层时，其径向宽度一般由头6决定的连续轨道。如果盘10是具有分立轨道型的，那么，轨道20、22、24将沿着轨道包含连续记录材料，但轨道通过无磁性保护带相互分开。如果盘10是具有模式化介质型的，那么，轨道20、22、24都将包含可磁化材料的分立岛。

图2的所有阴影部分代表在相同方向上磁化的分立伺服块。如果盘驱动器被设计成用于纵向或水平磁记录，则它们都可以水平地，即，在与图2中的纸面平行的平面内、在相同方向上磁化，或如果盘驱动器是用于垂直磁记录的，则它们都可以垂直地，即，朝纸面内和外、在相同方向上磁化。如转让给与本申请相同的受让人和公布成US20060279871 A1的申请11/149,028所述，图2中的每隔一个阴影区也可以具有相反的极性，非阴影区无磁性，这提高了伺服模式的信号质量。如果伺服扇区18通过CMT形成，那么，图2的非阴影区代表在与伺服块的磁化相反的方向上磁化的区域，因为它们保留这个与现有CMT工艺的DC磁化工艺相反的磁化。如果伺服扇区18通过超微刻印形成，那么，图2的非阴影区代表无磁性区，即，非磁性材料的区域或一般不能被写入头磁化的磁性材料的区域。

如图2所示，构成伺服扇区18的伺服块排列在字段30、40、50和60中。伺服字段30是用于测量信号的幅度并调整为随后读取伺服块所提供的增益的块31-35的自动增益控制(AGC)字段。伺服字段40是扇区标识(SID)字段，也称为伺服时标或STM字段，提供为随后伺服块建立开始/停止定时窗的时标。伺服字段50是轨道标识(TID)字段，也称为柱面或CYL字段，因为带有多个堆叠盘的盘驱动器中来自所有盘表面的轨道形成轨道的“柱面”。TID字段50包含轨道号，通常格雷(Gray)编码的，并且确定径向位置的整数部分。伺服字段60是位置误差信号(PES)字段，在本例中，其包含作为众所周知的“四脉冲串(quad-burst)”PES模式的一部分的伺服块的A、B、C、D子字段，并且用于确定径向位置的小数部分。在一些情况下，分立伺服扇区计数字段(未示出)可以处在TID和PES字段之间，以便编码伺服扇区号。

图3是盘驱动器伺服控制系统的方块图，图解了读/写电子装置210、伺服电子装置220、接口电子装置230和控制器电子装置240。读/写电子装置210接收来自头6的信号，将伺服信息从伺服扇区传递到伺服电子装置220，并且将数据信号传递到控制器电子装置240。伺服电子装置220使用伺服信息生成驱动致动器2来定位头6的线路221上的信号。接口电子装置230在接口231上与主机系统(未示出)通信，传递数据和命令信息，包括从盘10的数据扇区读取或写入盘10的数据扇区中的来自主机系统的请求。接口电子装置230在接口233上与控制器电子装置240通信。

控制器电子装置240包括微处理器241和相关存储器242，相关存储器242存储执行各种算法的计算机程序，包括执行控制算法的控制程序245。控制算法使用存储在存储器242中和基于致动器2的静态和动态特性的一组参数。控制算法基本上是矩阵相乘算法，参数是用在相乘中的系数。

控制器电子装置240接收来自接口电子装置230的所请求数据扇区的列表，并且将它们转换成唯一标识盘10上的所希望的数据扇区的物理位置的柱面(即，轨道)、头和数据扇区号。将头和柱面号传递给伺服电子装置220，伺服电子装置220将头6定位在适当柱面上的适当数据扇区上。如果提供给伺服电子装置220的柱面号与头6当前所在的柱面号不相同，伺服电子装置220首先执行“查找”操作，以便将头6从它的当前柱面移动到所希望的柱面。

伺服电子装置220首先进行扇区计算，以便查找和标识所希望的数据扇区。随着伺服扇区从头6下面经过，检测每个伺服扇区。简而言之，SID用于查找伺服扇区，来自包含索引标记的伺服扇区的SID的计数唯一地标识每个伺服扇区。SID解码器400从打开时间窗的控制器电子装置240接收控制输入430，用于检测下一个SID。然后，SID解码器400接收计时数据流211作为来自读/写电子装置210的输入。一旦检测到SID，生成SID找到信号420。SID找到信号420用于调整定时电路401，定时电路401控制其余伺服扇区的操作序列。在检测到SID之后，轨道标识(TID)解码器402接收来自定时电路401的定时信息422，读取通过TID字段50(图2)生成的信号，然后将解码的TID信息424传递给控制器电子装置240。在查找操作期间，控制器电子装置240使用TID信息从表示成控制程序245的存储指令程序中估计头的位置和速度。

一旦伺服电子装置220将头6定位在适当柱面上，由头6读取伺服字段，并且读/写电子装置210将信号211输入到伺服电子装置220。随后，PES解码器403从PES字段60(图2)中捕获信息，然后将PES 426传递给控制器电子装置240。控制器电子装置240将PES用作控制算法的输入，以计算到致动器位置控制器404的信号428，以便将头6保持在所希望的轨道的中心线上。

再次参照图1，可以看出，伺服扇区18成形成旋转中心是致动器2的枢轴4的弧线。伺服扇区的这种弓形形状保证了从头下经过的相继扇区之间的时间间隔与头在哪个轨道上无关地保持固定。这简化了头定位伺服系统的设计和操作，因为与头移动无关地取得恒定伺服取样速率。当利用传统的逐轨道伺服写入方法(外部伺服写入或自伺服写入)创建伺服模式时，这种弓形形状也是伺服扇区的形状。

但是，这种对伺服扇区形状的要求意味着每个盘的第二或“反”面必须是第一或正面的镜像。这也保证了头所检测到的伺服字段(图2)的次序对于每个盘表面是相同的，从而不需要修改伺服控制系统。图4A和4B示出了随着盘沿着方向102旋转，现有盘10的正面11(图4A)和反面11a(图4B)的比较。弓形伺服扇区18(图4A)的弯曲方向与弓形伺服扇区18a(图4B)的弯曲方向的比较表明，两种伺服模式不相同，但是彼此的镜像。因此，用于模式化反面11a上的伺服扇区18a的主模板必须是用于模式化正面11上的伺服扇区18的主模板的镜像。但是，这要求必须制造两个不同主模板和用于形成单个盘的伺服模式。

在前面引用的待审申请11/740,289中，将单个主模板用于两个盘表面，导致正面和反面具有相同的伺服模式。图5A和5B示出了如待审申请11/740,289所述的盘510的正面511(图5A)和反面511a(图5B)的相同伺服模式。弓形伺服扇区518(图5A)的弯曲方向与弓形伺服扇区518a(图5B)的弯曲方向的比较表明，两种伺服模式相同。但是，显而易见，反面511a(图5B)上的伺服扇区518a不具有沿着致动器2的弧线的形状，致使在表面511a上未取得恒定的伺服样本速率。

虽然上面的描述和视图只示出了单个盘，但盘驱动器通常含有堆叠在可旋转主轴上的多个盘。因此，本发明的盘驱动器可以含有一个或多个盘，每一个都分别带有正反盘表面511和511a。

此外，因为表面511和511a上的伺服模式相同，在反面511a上头6a所检测到的伺服字段的次序与正面511上头6所检测到的伺服字段的次序相反。因此，如待审申请11/740,289所述，还要修改伺服扇区内字段的排列。在一个实施例中，伺服字段没有变化，但反面511a上的伺服扇区以相反次序(即PES、CYL、SID、AGC)读取和存储在存储器中。在为伺服信号幅度读取和翻译了AGC之后，分析SID并建立定时。即使SID标记与预期相比在时间上相反，除了适应反向位序列之外，仍然可以使用与用于正面511相同的关联过程。在建立了定时之后，解码CYL值(再次考虑反向位序列)，并且解码PES。在本实施例中，因为在控制器电子装置240进行任何计算之前，要读取伺服扇区并将它存储在存储器，所以在反面511a上存在一般对应于一个伺服扇区长度的延迟时间。

在另一个实施例中，如图6所示，使用伺服字段基本对称的伺服扇区。在图6的实施例中，读取伺服字段的次序对于正反面是相同的。例如，对于如图5A所示的正面511，伺服字段将沿着箭头102所指的方向移动，而对于如图5B所示的反面511a，伺服字段将沿着箭头102a所指的方向移动。伺服字段相对于伺服扇区的中心是基本对称的。PES字段处在伺服扇区的中心，CYL码像在PES字段的相反端的CYL1和CYL2那样分布。完整的CYL字段一般包含包含实际轨道信息的m位和n个纠错码(ECC)位，其中，典型地，m和n具有相似的值。对于图6的对称格式，CYL字段分解成两个子字段(CYL1和CYL2)。CYL1和CYL2每一个可以提供有关柱面号的局部信息，而需要两者来获取也牵涉ECC的精确轨道号。例如，CYL1和CYL2每一个可以含有m+n/2个位。这使足够的信息用于长查找。相同的AGC字段(AGC1和AGC2)处在伺服扇区的每一端，并且相同的SID字段(SID1和SID2)处在各自AGC和CYL字段之间。在如图6所示的伺服扇区格式中，附加盘表面“额外开销(overhead)”用于第二SID字段以及第二CYL字段的额外m个位。在典型伺服系统，例如，围绕每个盘表面角度上隔开的140个伺服扇区中，对于含有两个CYL字段(假设没有ECC)，导致大约16位额外开销，而对于第二SID字段，导致大约12-16位额外开销。对于总共大约144个位，典型伺服扇区可以含有大约40位AGC、12位SID、32位轨道码、12位扇区码和48位PES码。因此，附加28-32位比传统伺服模式(图2)增加了大约20％的伺服额外开销。

伺服字段基本对称的伺服扇区的另一个实施例使用了其模式显示在图7中的基于相位伺服系统(也称为基于定时伺服系统)。PES字段700包括大体径向地跨过多个轨道延伸的通常倾斜的位置标记的两个对称集合702、704。相同字段开始(SOF)标记701、703处在PES字段700的各自端点和跨过轨道径向延伸。从检测到SOF标记到检测到倾斜位置标记的时间指示着头的径向位置。这种类型的PES字段不同于图2中的传统四脉冲串PES字段60，因此，使用不同类型的PES解码系统。例如，如美国专利5,689,384、5,923,272和5,930,065所述，基于相位伺服系统和解码方法是众所周知的。在图7的实施例中，可以在位于集合702，704之前或之后的附加模式中编码CYL字段。可替代地，通过以不影响位置标记之间的总相位关系的方式，相对于该模式中的其它位置标记前后移动一对位置标记，可以在倾斜位置标记的集合702，704中编码CYL字段。这样借助于基于定时模式的编码的例子描述在前面引用的美国专利5,923,272和5,930,065中。由于编码CYL字段的这种方法只将单个位或几个位嵌入每个伺服扇区中，因此完整CYL地址的完整读取需要几个相继的伺服扇区。

本发明涉及将头定位在盘表面具有像如图5A-5B所示的弓形伺服扇区那样的相同伺服模式的盘上的盘驱动器伺服控制系统。在本发明的方法中，来自“正”面511的伺服信号用于第一查找阶段，而在最后查找阶段使用来自具有目标数据扇区的表面的伺服信号。例如，如果目标扇区在“反”面511a上，那么，视查找的长度而定，控制器电子装置240在第一查找部分内使用来自像表面511那样，具有“正确”伺服模式的表面的伺服信号，而在最后查找部分期间，使用来自含有目标数据扇区的表面511a的伺服信号。在第一查找阶段，应用来自正面511的伺服扇区518的恒定频率。控制器电子装置240在第二查找阶段切换到接收来自目标表面511a的伺服信号。在查找的第二阶段，来自反面511a上的伺服扇区518a的定时变化小到可以忽略

可以估计可以在什么点上作出开始表面与目标表面之间的切换。反面511a上的伺服扇区的弓形形状引起正面511上来自“正确”弓形形状的伺服扇区检测窗中的定时误差。这可以利用示出典型盘驱动器几何结构的图8说明。致动器处在枢轴4与盘中心轴100之间的距离p上，并且具有致动器长度a，致动器长度a是枢轴4到头所在的致动器顶点RW的距离。致动器顶点上的头使跨过盘的弧线或路径Z1从盘内径上的点b1到盘外径r_OD上的点b2。在这种情况下，像正面511上的那些那样的传统伺服扇区518具有半径为a的曲率。从图8可以直截了当地得出结论，随半径而变的“斜交(skew)”角通过下式给出：

α (r) = \arccos \frac{p^{2} + r^{2} - a^{2}}{2 pr} - \arccos \frac{p^{2} + r_{ID}^{2} - a^{2}}{2 p r_{ID}}

因为头固定在致动器的顶点上，由头引起的磁跃迁与半径不共线(或与轨道方向不正交)。这被称为头“斜交”。根据三角形(4-100-RW)，头斜交角通过下式给出：

skew = 90 - \arccos \frac{a^{2} + r^{2} - p^{2}}{2 ar}

当与线性扇区(将直线从b1画到b2所得的那个)相比时，致动器扇区的延迟时间通过下式给出：

其中，角度α用度表达。这种定时调整在图9中被画成随半径而变，并且相对于假设是0的r_ID上的定时调整量。图9是在盘15,000转数每分(rpm)下根据列在图8中的尺度生成的。

从图9中可以看出，延迟时间的最大变化率是大约10微秒/毫米(μs/mm)。典型伺服系统可以容忍长达大约100ns＝0.1μs的SID定时变化(确切可容忍定时变化取决于SID定时窗的实现大小)。因此，在最后阶段，在目标表面上，可以容忍长达0.1μs/(10μs/mm)或大约0.01mm(10μm)的头“漫游”。在典型盘驱动器中，这个距离可以包含大约50-100个轨道。这个10μm极限还指示盘的正反面之间的优选同心水平，即，因盘制造工艺而必然存在的盘正反面之间的盘振摆(runout)的差异。因此，如果查找长度小于这个距离(预定个数据轨道)，则无需从第一查找阶段的第一面切换到第二查找阶段的第二面。

图10是更详细图解本发明方法的流程图。该流程图是为了图解可以实现成作为控制程序245(图3)的一部分存储在存储器242中的计算机指令程序的算法。

在开始从一个柱面到另一个柱面的轨道查找之前，伺服控制系统处在轨道“跟踪”模式下，其中，与盘表面A相关联的头保持在包含在初始或第一柱面内的初始数据轨道上。首先，对查找长度是否大于预定值(例如在上面给出的例子中为50个轨道)作出确定。如果小于这个值，那么，对目标或目的表面作出切换，并且在目标表面上进行全面查找。如果查找长度小于这个预定值和初始表面(表面A)也是目的表面，那么，在初始表面上进行全面查找。

但是，如果查找长度大于这个预定值，那么，对发生轨道跟踪的初始表面(表面A)是否正面还是反面作出确定(方块800)。

如果表面A是正面，那么，对目标数据扇区(因此，目标数据轨道)是否也在表面A上作出确定(方块805)。如果是，那么，利用来自表面A的伺服信号执行全面查找的两个阶段(方块810)。如果目标数据轨道未在表面A上，那么，它在目的表面B上。然后，在方块815中，对目的表面B是正面还是反面作出确定。如果表面B是正面，那么，伺服控制系统利用来自表面A的伺服信号，从表面A上的轨道跟踪切换，接收来自表面B的伺服信号，利用来自表面B的伺服信号执行全面查找的两个阶段(方块820)。但是，如果目的表面B是反面，那么，当头在从目标轨道开始的预定个轨道内时，伺服控制系统在第一阶段继续使用来自表面A的伺服信号(方块825)，但在第二阶段切换到接收来自表面B的伺服信号(方块830)。

回头参照方块800，如果表面A是反面，那么，对目标数据轨道是否也在表面A上作出确定(步骤835)。如果是，那么，在第一阶段，伺服控制系统利用来自表面A的伺服信号，从表面A上的轨道跟踪切换，接收来自表面C的伺服信号，其中表面C是任何盘正面(方块840)。然后伺服控制系统在第二阶段切换回到接收来自表面A的伺服信号(方块845)。如果目标数据轨道未在表面A上，那么，它在目的表面B上。然后，在方块850中，对目的表面B是正面还是反面作出确定。如果表面B是正面，那么，伺服控制系统利用来自表面A的伺服信号，从表面A上的轨道跟踪切换，接收来自表面B的伺服信号，利用来自表面B的伺服信号执行全面查找的两个阶段(方块855)。但是，如果目的表面B是反面，那么，在第一阶段，伺服控制系统切换到接收来自表面C的伺服信号，其中表面C是任何盘正面(方块860)。然后伺服控制系统在第二阶段切换回到接收来自表面B的伺服信号(方块865)。

虽然参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了具体图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以不偏离本发明的精神和范围地在形式和细节上作出各种各样的改变。于是，所公开的发明被认为仅仅是例示性的，其范围只由所附权利要求书限定。

Claims

1.一种操作磁记录盘驱动器的方法，该盘驱动器含有：

至少一个可旋转磁记录盘，含有大体平坦的正面、与盘正面相反的大体平坦的反面和与所述表面垂直的中心转轴，每个盘包含(a)在每个所述表面上的磁性材料的数个大体同心的圆形数据轨道，该数据轨道以所述轴为中心；(b)在正面上并且形成跨过以所述轴为中心的径向内和外圆之间的所述数据轨道沿着大体径向延伸的大体弓形的线的模式的数个伺服扇区，每个伺服扇区包含磁性材料的数个分立块，该块沿着数据轨道排列在角度上隔开的字段中；和(c)在反面上形成与所述正面上的模式相同的模式的数个伺服扇区；盘上的轨道整齐排列成径向隔开的柱面；

至少一个第一头，每个第一头与盘的正面相关联，用于读和写数据轨道并检测盘正面上的伺服扇区；

至少一个第二头，每个第二头与盘的反面相关联，用于读和写数据轨道并检测盘反面上的伺服扇区；

与头连接的致动器，用于将头定位在不同数据轨道上并将头保持在数据轨道上，致动器使第一和第二头沿着大体弓形的路径跨过所述盘表面，该大体弓形的路径基本上与盘正面上的伺服扇区的弓形的线相同；和

与头和致动器耦合的伺服控制系统，该伺服控制系统包括处理器，用于响应头对伺服字段的检测生成致动器控制信号；

该方法包含如下处理器实现的步骤：

响应读或写盘反面上的数据轨道的请求，使致动器从第一柱面查找到包含所请求的数据轨道的第二柱面；

在所述查找的第一阶段，接收来自盘正面上的伺服扇区的信号；和

在所述查找的第二阶段，接收来自盘反面上的伺服扇区的信号。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包含，在接收所述请求之前，接收来自盘反面上的伺服扇区的信号，以使与所述反面相关联的第二头保持在包含在所述第一柱面内的数据轨道上。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，第二阶段从致动器将第二头定位在所述反面上的所请求数据轨道的预定个轨道内时开始。

4.根据权利要求1所述的方法，进一步包含，响应读或写盘反面上的数据轨道的请求，确定查找长度是否大于预定个数据轨道，并且其中，接收来自盘正面上的伺服扇区的信号包含只有当查找长度大于所述预定个数时，接收来自盘正面上的伺服扇区的信号。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，接收来自盘正面上的伺服扇区的信号的步骤包含以第一次序接收来自伺服字段的信号，并且其中，接收来自盘反面上的伺服扇区的信号的步骤包含以与所述第一次序相反的次序接收来自伺服字段的信号。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，每个伺服扇区中的分立块排列在包括自动增益控制(AGC)字段、扇区标识(SID)字段、轨道标识字段(TID)和伺服位置误差信号(PES)字段的角度上隔开的字段中，并且其中，以第一次序接收来自盘正面上的伺服字段的信号的步骤包含以AGC、SID、TID和PES的次序接收来自伺服字段的信号。

7.一种磁记录盘驱动器，包含：

数个磁记录盘，每一个含有大体平坦的正面和与盘正面相反的大体平坦的反面，盘可围绕与所述盘表面垂直的公用中心轴旋转，每个盘包含(a)在每个所述表面上的磁性材料的数个大体同心的圆形数据轨道，数据轨道以所述轴为中心；(b)在正面上并且形成围绕所述轴角度上隔开和跨过以所述轴为中心的径向内和外圆之间的所述数据轨道沿着大体径向延伸的大体弓形的线的模式的数个伺服扇区，每个伺服扇区包含磁性材料的数个分立块，该块沿着数据轨道排列在角度上隔开的字段中；和(c)在反面上形成与所述正面上的模式相同的模式的数个伺服扇区；

数个头，每个头与盘表面相关联，用于读和写数据轨道并检测其相关盘面上的伺服扇区；

与头连接的致动器，用于将头定位在不同数据轨道上并将头保持在数据轨道上，致动器使头沿着大体弓形的路径跨过所述盘表面，该大体弓形的路径基本上与盘正面上的伺服扇区的弓形的线相同；

处理器，用于响应头对伺服字段的检测接收来自头的伺服信号，并且生成将头定位在不同数据轨道上并将头保持在数据轨道上的致动器控制信号；

与处理器耦合的存储器；和

在存储器中并且可被处理器读取的指令程序，用于采取包含如下的动作：

接收来自与盘表面A相关联的头的伺服信号，以便将所述头保持在盘表面A上的初始数据轨道上；

接收读或写盘表面B上的目标数据轨道的请求；

标识表面A和B的每一个作为正面或反面；和

如果表面A是正面而表面B是反面，那么，通过在第一定位阶段接收来自表面A上的伺服扇区的信号，并且在第二定位阶段接收来自表面B上的伺服扇区的信号，使致动器将与表面B相关联的头定位在表面B上的目标数据轨道上。

8.根据权利要求7所述的盘驱动器，其中，该指令程序进一步包含采取如下动作的指令：

如果表面A是反面和表面B是反面，那么，通过在第一定位阶段接收来自表面C上的伺服扇区的信号，并且在第二定位阶段接收来自表面B上的伺服扇区的信号，使致动器将与表面B相关联的头定位在表面B上的目标数据轨道上。

9.根据权利要求7所述的盘驱动器，其中，在第二定位阶段接收伺服信号的动作包含当与表面B相关联的头处在从目标数据轨道开始的预定个数据轨道内时，开始所述第二定位阶段。

10.根据权利要求7所述的盘驱动器，其中，在第一定位阶段接收来自表面A上的伺服扇区的动作包含以第一次序接收来自伺服字段的信号，而在第二定位阶段接收来自表面B上的伺服扇区的动作包含以与所述第一次序相反的次序接收来自伺服字段的信号。

11.根据权利要求10所述的盘驱动器，其中，每个伺服扇区中的分立块排列在包括自动增益控制(AGC)字段、扇区标识(SID)字段、轨道标识字段(TID)和伺服位置误差信号(PES)字段的角度上隔开的字段中，并且其中，以第一次序接收来自表面A上的伺服字段的信号的步骤包含以AGC、SID、TID和PES的次序接收来自伺服字段的信号。