JP2007058988A - データ記憶装置及びそのユーザ・データの書き込み制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
ヘッド振動によるオフトラック・ライトを防止する
【解決手段】
本発明の一実施形態にかかるハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）は、ライト処理において、サーボ・データに加えてユーザ・データの読み出し信号を使用して、磁気ディスクへのユーザ・データの書き込み許否を判定する。これによって、サーボ・データでは正確に検出できないヘッド振動を検出し、オフトラック・ライトを防止する。具体的には、ＨＤＤは、ライト・アクセス時において、隣接サーボ・データ２１１内におけるユーザ・データ・セクタ２１２に対するリード素子１２１のリード・バック信号振幅を取得し、その振幅の最大値ＭＡＸと最小値ＭＩＮから振動を検出して、データ・ライト許否を判定する。
【選択図】 図３

Description

本発明はデータ記憶装置及びそのユーザ・データの書き込み制御方法に関し、特に、メディアへのユーザ・データの書き込み許否の判定に関する。

データ記憶装置として、光ディスク、磁気テープあるいは半導体回路などの様々な態様のメディアを使用する装置が知られているが、その中で、ハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）は、コンピュータの記憶装置として広く普及し、現在のコンピュータ・システムにおいて欠かすことができない記憶装置の一つとなっている。さらに、コンピュータにとどまらず、動画像記録再生装置、カーナビゲーション・システム、携帯電話、あるいはデジタル・カメラなどで使用されるリムーバブルメモリなど、ＨＤＤの用途は、その優れた特性により益々拡大している。

サーボ・セクタ方式のＨＤＤで使用される磁気ディスクは、同心円状に形成された複数のデータ・トラックを有しており、各データ・トラックはアドレス情報を有する複数のサーボ・データとユーザ・データを含む複数のデータ・セクタが記録されている。各サーボ・データの間には、複数のデータ・セクタが記録されている。揺動するアクチュエータに支持されたヘッド素子部が、サーボ・データのアドレス情報に従って所望のデータ・セクタにアクセスすることによって、データ・セクタへのデータ書き込み及びデータ・セクタからのデータ読み出しを行うことができる。

上述のようなセクタ・サーボ方式のＨＤＤにおいて、ターゲット・データ・トラックにシークし、ターゲット・データ・セクタにアクセスするとき、アクチュエータに機械的振動が残っていることがある。この振動は、主にアクチュエータの機械的共振によるものである。この残留振動の周波数がサーボ・サンプリング周波数と近い値である場合、ＨＤＤは、サーボ信号によってこの振動及びそれに伴うヘッド素子部の位置ずれを検出することができない。アクチュエータ及びヘッド素子部が振動した状態で磁気ディスクへデータを書き込むと、オフトラック・ライトを引き起こす蓋然性が高い。

そこで、例えば特許文献１において、データ領域にデータを記録する際に、サーボ領域ではなくデータ領域中にあるオフトラック検出領域の信号を再生し、当該信号の再生出力レベルが閾値以下に低下した場合はオフトラックが発生したものとして、データ記録を中止する技術が提案されている。特許文献１では、磁気ディスク装置へのデータの書き込みに際し、サーボ領域とサーボ領域との間のデータ領域にあるオフトラック検出領域に予め記録されたオフトラック検出信号を再生ヘッドで読み出し、その出力レベルが閾値を超えるか否か観測してオフトラックの有無を判定する。
特開２００３−３３８１４６号公報

しかしながら、先行文献１の技術は、サーボ・サンプリング周期よりも短い周期で位置検出を行うために、データ・セクタ間に設けられたオフトラック領域に格納されたオフトラック検出用のパターン（信号）を使用する。このように、通常のセクタ・サーボ信号とユーザ・データ・セクタに加えて、新たに別の追加サーボ信号が必要とされるため、サーボ・ライト工程における処理が増加し、また、ヘッド位置制御のために新たな処理機構が必要とされる。

本発明は、上述のような事情を背景としてなされたものであって、ヘッドの機械的振動に起因するオフトラック・ライトを効率的な手法によって防止することを目的とするものである。

本発明の第１の態様は、各トラックにおいて円周方向に間隔をおいて配置された複数のサーボ・データとサーボ・データ間に位置するデータ・セクタとを有するメディアに対するユーザ・データの書き込みを制御する方法であって、回転するメディア上で、読み出したサーボ・データを使用して、ヘッドをユーザ・データ書き込みのターゲット・トラックに位置決めし、前記ターゲット・トラックのデータ・セクタを前記ヘッドで読み出し、前記データ・セクタの読み出し信号を使用して前記メディアへのデータ書き込みの許否を決定するものである。データ・セクタの読み出し信号を使用して前記メディアへのデータ書き込みの許否を決定することによって、サーボ・データでは正確に検出できない振動を検出し、それに起因するオフトラック・ライトを防止することができる。

本発明の第２の態様は、上記第１の態様において、サーボ・セクタ内のデータ・セクタの読み出し信号の変動を検出し、その変動を使用して前記メディアへのデータ書き込み許否を決定するものである。これによって、隣接サーボ・データ間におけるヘッド振動を効果的に検出し、それに起因するオフトラック・ライトを防止することができる。
本発明の第３の態様は、上記第２の態様において、複数サーボ・セクタのそれぞれについて、そのデータ・セクタの読み出し信号の変動を検出し、その複数サーボ・セクタのそれぞれの読み出し信号変動を使用して前記メディアへのデータ書き込み許否を決定するものである。これによって、より正確は許否判定を行うことができる。

本発明の第４の態様は、上記第２の態様において、単一サーボ・セクタにおけるデータ・セクタの読み出し信号変動によって前記メディアへのデータ書き込み許否を決定するものである。これによって、効率的な処理による許否判定を可能とする。
本発明の第５の態様は、上記第２の態様において、前記サーボ・セクタにおけるデータ・セクタの読み出し信号の最大値と最小値とを使用して前記メディアへのデータ書き込み許否を決定するものである。これによって、正確かつ容易に振動を検出することができる。

本発明の第６の態様は、上記第３の態様において、前記複数のサーボ・セクタは連続するサーボ・セクタである。これによって、より正確は許否判定を行うことができる。
本発明の第７の態様は、上記第１の態様において、前記サーボ・データによって特定されるヘッド位置及びそのサーボ・データと同一サーボ・セクタにおけるデータ・セクタの読み出し信号を使用して、前記メディアへのデータ書き込みの許否を決定するものである。これによって、正確な許否判定をより少ないデータで行うことができる。

本発明の第８の態様は、上記第１の態様において、前記サーボ・データによって特定されるヘッド位置及びヘッド速さと、そのサーボ・データと同一サーボ・セクタにおけるデータ・セクタの読み出し信号とを使用して、前記メディアへのデータ書き込みの許否を決定するものである。これによって、正確な許否判定をより少ないデータで行うことができる。

本発明の第９の態様は、各トラックにおいて円周方向に間隔をおいて配置された複数のサーボ・データと各サーボ・データ間に位置するデータ・セクタとを有するメディアに対して、ユーザ・データを書き込むデータ記憶装置であって、回転するメディアからサーボ・データとデータ・セクタとを読み出すヘッドと、読み出されたサーボ・データを使用して、ユーザ・データを書き込むターゲット・トラックに前記ヘッドを位置決め制御し、そのターゲット・トラックにおけるデータ・セクタ読み出し信号を使用して、前記メディアへのユーザ・データ書き込みの許否を決定するコントローラを備えるものである。データ・セクタの読み出し信号を使用して前記メディアへのデータ書き込みの許否を決定することによって、サーボ・データでは正確に検出できない振動を検出し、それに起因するオフトラック・ライトを防止することができる。

本発明の第１０の態様は、上記第９の態様において、前記コントローラは、サーボ・セクタ内のデータ・セクタの読み出し信号の変動を使用して、前記メディアへのデータ書き込み許否を決定するものである。これによって、隣接サーボ・データ間におけるヘッド振動を効果的に検出し、それに起因するオフトラック・ライトを防止することができる。
本発明の第１１の態様は、上記第１０の態様において、前記コントローラは、複数サーボ・セクタのそれぞれの読み出し信号変動を使用して前記メディアへのデータ書き込み許否を決定するものである。これによって、より正確は許否判定を行うことができる。

本発明の第１２の態様は、上記第１０の態様において、前記コントローラは、単一サーボ・セクタにおけるデータ・セクタの読み出し信号変動によって前記メディアへのデータ書き込み許否を決定するものである。これによって、効率的な処理による許否判定を可能とする。
本発明の第１３の態様は、上記第９の態様において、前記コントローラは、前記サーボ・セクタにおけるデータ・セクタの読み出し信号の最大値と最小値とを使用して前記メディアへのデータ書き込み許否を決定するものである。これによって、正確かつ容易に振動を検出することができる。

本発明の第１４の態様は、上記第１１の態様において、前記複数のサーボ・セクタは連続するサーボ・セクタである。これによって、より正確は許否判定を行うことができる。
本発明の第１５の態様は、上記第９の態様において、前記コントローラは、前記サーボ・データによって特定されるヘッド位置及びそのサーボ・データと同一サーボ・セクタにおけるデータ・セクタの読み出し信号を使用して、前記メディアへのデータ書き込みの許否を決定するものである。これによって、正確な許否判定をより少ないデータで行うことができる。

本発明の第１６の態様は、上記第９の態様において、前記コントローラは、前記サーボ・データによって特定されるヘッド速さ及びそのヘッド速さを特定するサーボ・データと同一サーボ・セクタにおけるデータ・セクタの読み出し信号を使用して、前記メディアへのデータ書き込みの許否を決定するものである。これによって、正確な許否判定をより少ないデータで行うことができる。
本発明の第１７の態様は、上記第９の態様において、前記コントローラは、複数サーボ・データのそれぞれについてのヘッド位置及びヘッド速さと、前記複数サーボ・データのそれぞれのサーボ・セクタにおけるデータ・セクタの読み出し信号とを使用して、前記メディアへのデータ書き込みの許否を決定するものである。これによって、正確な許否判定をより少ないデータで行うことができる。

本発明によれば、ヘッド振動によるオフトラック・ライトを防止することができる。

以下に、本発明を適用可能な実施の形態を説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略されている。

本形態のライト処理制御における特徴的な点の一つは、磁気ディスクに対するユーザ・データ書き込みの許否判定である。特に、ライト処理において、サーボ・データに加えてユーザ・データの読み出し信号を使用して、磁気ディスク１１へのユーザ・データの書き込み許否を判定する。これによって、サーボ・データでは正確に検出できないアクチュエータ振動を検出し、オフトラック・ライトを防止する。以下においては、データ記憶装置の一例であるハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）を例として、本発明の実施形態を説明する。

本実施形態の特徴点の理解を容易とするため、最初に、ＨＤＤの全体構成の概略を説明する。図１は、本実施の形態に係るＨＤＤ１の構成を模式的に示すブロック図である。図１に示すように、ＨＤＤ１は、密閉されたエンクロージャ１０内に、メディア（記録媒体）の一例である磁気ディスク１１、ヘッドの一例であるヘッド素子部１２、アーム電子回路（ＡＥ：Arm Electronics）１３、スピンドル・モータ（ＳＰＭ）１４、ボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）１５、そしてアクチュエータ１６を備えている。

ＨＤＤ１は、エンクロージャ１０の外側に固定された回路基板２０を備えている。回路基板２０上には、リード・ライト・チャネル（Ｒ／Ｗチャネル）２１、モータ・ドライバ・ユニット２２、ハードディスク・コントローラ（ＨＤＣ）とＭＰＵの集積回路（以下、ＨＤＣ／ＭＰＵ）２３及びＲＡＭ２４などの各ＩＣを備えている。尚、各回路構成は一つのＩＣに集積すること、あるいは、複数のＩＣに分けて実装することができる。

外部ホスト５１からのユーザ・データは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３によって受信され、Ｒ／Ｗチャネル２１、ＡＥ１３を介して、ヘッド素子部１２によって磁気ディスク１１に書き込まれる。また、磁気ディスク１１に記憶されているユーザ・データはヘッド素子部１２によって読み出され、そのユーザ・データは、ＡＥ１３、Ｒ／Ｗチャネル２１を介して、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３から外部ホスト５１に出力される。

次に、ＨＤＤ１の各構成要素について説明する。磁気ディスク１１は、ＳＰＭ１４に固定されている。ＳＰＭ１４は所定の速度で磁気ディスク１１を回転する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３からの制御データに従って、モータ・ドライバ・ユニット２２がＳＰＭ１４を駆動する。本例の磁気ディスク１１は、データを記録する記録面を両面に備え、各記録面に対応するヘッド素子部１２が設けられている。

各ヘッド素子部１２はスライダ（不図示）に固定されている。また、スライダはアクチュエータ１６の先端部に固定されている。アクチュエータ１６はＶＣＭ１５に連結され、回動軸を中心に揺動することによって、ヘッド素子部１２（及びスライダ）を回転する磁気ディスク１１上においてその半径方向に移動する。モータ・ドライバ・ユニット２２は、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３からの制御データ（ＤＡＣＯＵＴと呼ぶ）に従ってＶＣＭ１５を駆動する。

ヘッド素子部１２には、磁気ディスク１１への記録データに応じて電気信号を磁界に変換するライト素子、及び磁気ディスク１１からの磁界を電気信号に変換するリード素子を備えている。なお、磁気ディスク１１は、１枚以上あればよく、記録面は磁気ディスク１１の片面あるいは両面に形成することができる。

ＡＥ１３は、複数のヘッド素子部１２の中から磁気ディスク１１へのアクセスを行う１つのヘッド素子部１２を選択し、選択されたヘッド素子部１２により再生される再生信号を一定のゲインで増幅（プリアンプ）し、Ｒ／Ｗチャネル２１に送る。また、Ｒ／Ｗチャネル２１からの記録信号を選択されたヘッド素子部１２に送る。

Ｒ／Ｗチャネル２１は、ホスト５１にユーザ・データ転送する際には、リード処理を行う。リード処理において、Ｒ／Ｗチャネル２１はＡＥ１３から供給されたリード信号を一定の振幅となるように増幅し、取得したリード信号からデータを抽出し、デコード処理を行う。読み出されるデータは、ユーザ・データとサーボ・データを含む。デコード処理されたリード・ユーザ・データは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３に供給される。

また、Ｒ／Ｗチャネル２１は、ホスト５１から転送されたユーザ・データについてライト処理を実行する。Ｒ／Ｗチャネル２１は、ライト処理を、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３からの制御信号に従って実行する。ライト処理において、Ｒ／Ｗチャネル２１はＨＤＣ／ＭＰＵ２３から供給されたライト・データをコード変調し、更にコード変調されたライト・データをライト信号に変換してＡＥ１３に供給する。

ＨＤＣ／ＭＰＵ２３において、ＭＰＵはＲＡＭ２４にロードされたコードに従って動作する。ＨＤＤ１の起動に伴い、ＲＡＭ２４には、ＭＰＵ上で動作するコードの他、制御及びデータ処理に必要とされるデータが磁気ディスク１１あるいはＲＯＭ（不図示）からロードされる。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、リード／ライト処理制御、コマンド実行順序の管理、サーボ信号を使用したヘッド素子部１２のポジショニング制御（サーボ制御）、インターフェース制御、ディフェクト管理などのデータ処理に関する必要な処理の他、ＨＤＤ１の全体制御を実行する。

本形態において着目すべき点の一つは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３によるライト処理制御における、磁気ディスク１１に対するユーザ・データ書き込みの許否判定手法である。本形態のＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ライト処理において、サーボ・データに加えてユーザ・データの読み出し信号を使用して、磁気ディスク１１へのユーザ・データの書き込み許否を判定する。これによって、サーボ・サンプリングにほぼ同期するアクチュエータ振動を検出し、オフトラック・ライトを防止する。この振動検出手法及びライト許否判定処理については後に詳述する。

続いて、図２を参照して、磁気ディスク１１上の記録データについて説明する。図２は、磁気ディスク１１の記録面の記録データの状態を模式的に示している。図２に示されるように、磁気ディスク１１の記録面には、磁気ディスク１１の中心から半径方向に放射状に延び、所定の角度毎に離間して形成された複数のサーボ領域１１１と、隣り合う２つのサーボ領域１１１の間にデータ領域１１２が形成されている。サーボ領域１１１とデータ領域１１２は、所定の角度で交互に設けられている。各サーボ領域１１１には、ヘッド素子部１２の位置決め制御を行うためのサーボ・データが記録される。各データ領域１１２には、ユーザ・データが記録される。

磁気ディスク１１の記録面には、半径方向に所定幅を有し、同心円状に形成された複数本のトラック１１３が形成される。サーボ・データおよびユーザ・データは、トラック１１３に沿って記録される。一つのトラック１１３は、サーボ領域１１１間に複数のデータ・セクタ（ユーザ・データの記録単位）を備えている。つまり、各トラック１１３は、互いに所定角度において離間して配置された複数のサーボ・データと、各サーボ・データの間に配置された複数のデータ・セクタとを含んでいる。また、本明細書においては、１トラックにおいて、一つのサーボ・データから、次のサーボ・データの直前のデータ・セクタまでを、一つのサーボ・セクタと称する。

複数トラック１１３は、磁気ディスク１１の半径方向の位置に従って、複数のゾーン１１４にグループ化されている。１つのトラック１１３に含まれるデータ・セクタの数は、ゾーンのそれぞれに設定される。図２においては、３つのゾーン１１４ａ−１１４ｃが例示されている。ゾーン毎に記録周波数を変更することで、磁気ディスク１１全体の記録密度を向上することができる。

以下において、磁気ディスク１１へのユーザ・データ・ライトの制御手法を説明する。上述のように、本形態のＨＤＤ１は、サーボ・データに加えて、データ・セクタ（ユーザ・データの読み出し信号振幅を使用してライト処理制御を行う。データ・セクタ読み出し信号を使用することによって、サーボ・サンプリングに同調したアクチュエータ振動を検出し、基準をこえる振動がある場合にはライト禁止（Write Inhibit）とする。これによって、サーボ信号で検出できないヘッド振動を検出し、それに起因するオフトラック・ライトを防止することができる。

図３（ａ）は、ヘッド素子部１２に含まれるリード素子１２１がトラック・フォローイングする様子を、模式的に示している。２つのサーボ・データ２１１ａ、２１１ｂの間における、リード素子１２１の移動の様子が示されている。サーボ・データ２１１ａ、２１１ｂ間には、７つのデータ・セクタ２１２ａ−２１２ｇが記録されている。つまり、このトラックにおいて、１サーボ・セクタは、サーボ・データ２１１ａと、７つのデータ・セクタ２１２ａ−２１２ｇとから構成されている。

リード素子１２１が、図３のようにサーボ・サンプリング周波数と同一周波数で、あるいはその整数倍の周波数で半径方向に振動する場合、リード素子１２１が読み出すサーボ信号は変化しないため、ＨＤＤ１はサーボ信号によって、その振動を検出することができない。この状態で磁気ディスク１１へのユーザ・データの書き込みを開始すると、オフトラック・ライトとなり、隣接トラックのユーザ・データに新たな別のユーザ・データが上書きされてしまう。

それに対して、データ・セクタ２１２の読み出し信号の振幅は、１サーボ・セクタ内における振動に従って変化する。データ・セクタの読み出し信号振幅を表す値の一つは、リード・バック信号振幅である。リード・バック信号振幅は、リード素子１２１がデータ・セクタ内のパターンを読み出した実際の信号振幅を表す値である。つまり、図３（ｂ）に示すように、リード素子１２１のフォローイング・トラック・センタからの半径方向距離にたいして単調に減少するようにリード・バック信号振幅が変化する。

従って、リード・バック信号振幅を使用することによって、アクチュエータ１６、つまりヘッド素子部１２の振動（ヘッド振動）を検出し、その振動が基準範囲外にあるときは磁気ディスク１１へのデータ・ライトを禁止する。このように、ヘッド振動が基準範囲にあることを条件としてライトを許可することで、オフトラック・ライトを効果的に防止することができる。また、このヘッド振動はアクチュエータの機械的共振に起因するものであるので、時間の経過とともに減少する。従って、ヘッド振動が基準をこえる場合、ＨＤＤ１は、アクチュエータの振動が小さくなるのを待って、ユーザ・データの磁気ディスク１１への書き込みを開始する。

本形態のＨＤＤ１は、ヘッド素子部１２の振動を正確に検出するために、リード・バック信号振幅の変動を使用する。検出すべきであるのは、サーボ・データ間における機械的なヘッド振動であるので、この領域におけるリード・バック信号振幅の変動が問題となる。この変動が大きく基準値を超えている場合にはライトを禁止し、それが基準内にある場合にライトを許可する。

好ましくは、図３（ｂ）に示すように、サーボ・セクタ２１１ａ、２１１ｂ間におけるリード・バック信号エンベロープの最大値（ＭＡＸ）と最小値（ＭＩＮ）の差分を使用し、リード・バック信号振幅の変動の大きさを判定する。例えば、Δ＝（ＭＡＸ−ＭＩＮ）と予め設定されている値とを比較して、ライトの許否を決定することができる。この他、ＭＡＸ／ＭＩＮ、（ＭＡＸ−ＭＩＮ）／ＭＩＮなどの計算値を、ライト許否を決定するために使用することができる。なお、ノイズの影響を避けるため、例えば、規定範囲外の振幅を除いた中から振幅の最大値（ＭＡＸ）を決定してもよい。

ＨＤＤ１は、一つもしくは複数のサーボ・セクタにおけるリード・バック信号振幅の変動を使用して、ライトの許否を決定することができる。例えば、ユーザ・データを書き込むサーボ・セクタの直前のサーボ・セクタにおけるリード・バック信号振幅の変動を検出し、その大きさによってライトの許否を決定することができる。処理効率やパフォーマンスの点からは、単一のサーボ・セクタにおけるリード・バック信号振幅の変動から、ライト許否判定を行うことが好ましいだろう。

あるいは、ＨＤＤ１は、複数のサーボ・セクタのリード・バック信号振幅の変動を検出し、各変動の大きさが基準範囲内にあることを条件として、磁気ディスク１１へのデータ・ライトを許可することができる。より正確な振動検出のためには、複数のサーボ・セクタにおけるリード・バック信号振幅の変動を使用することが好ましい。また、これら複数のサーボ・セクタは連続していることが好ましい。

なお、データ・セクタの読み出し信号振幅の変化は、例えば、Ｒ／Ｗチャネル１２内部のＶＧＡ（Variable Gain Amplifier）ゲインから求めることもできる。ＶＧＡは、データ・セクタ内の一定周波数信号であるプリアンブルの振幅が一定となるようにゲイン調整する。ＨＤＤ１は、そのゲインから各データ・セクタに対応するデータ・セクタの読み出し信号振幅を決定することができる。ＨＤＤ１は、ＶＧＡゲインを使用してサーボ・セクタ２１１ａ、２１１ｂ間の各データ・セクタ２１２ａ−２１２ｇのリード・バック信号振幅を検出し、その中の最大値（ＭＡＸ）と最小値（ＭＩＮ）から振幅変動の大きさを判定することができる。

続いて、本実施形態のライト処理の全体フローを説明する。図４は、ライト処理における、ヘッド素子部１２の移動に伴うサーボ信号の変化を示している。各円はヘッド位置を示しており、ヘッド位置は図の左から右に向かって変化している。ヘッド位置は、ヘッド素子部１２（リード素子１２１）が読み出した位置信号の値（ＰＥＳ：Position Error Signal）で表すことができる。位置信号は、サーボ信号のアドレス・データとバーストから決定する。

ライト処理において、ヘッド素子部１２は、現在トラックから目標トラックへとシーク動作を行う。ヘッド素子部１２は目標トラックのトラック幅４１１内に移動し、さらにシーク完了範囲内４１２に入る。その後、ヘッド素子部１２はそのデータ・トラックのトラック・センタ４１３に沿ってフォローイングする。本形態のＨＤＤ１は、位置信号から決定されるヘッド位置、同様に位置信号から決定されるヘッド速さ、そしてリード・バック信号振幅から検出される機械振動のそれぞれが、各条件を満す場合に磁気ディスク１１へのユーザ・データ・ライトを許可する。

具体的には、第１の条件は、位置信号変化から求められるヘッド速さが基準値内であることである。さらに、位置信号の値が基準範囲としてのライト許可範囲４１４内にあることが第２の条件である。これら二つの条件は、複数の連続サーボ信号において満たしていることが必要とされる。図４は、４連続サーボ信号４５１が上記２つの条件を満たすことが必要とされる例を示している。

本例のＨＤＤ１は、さらに、データ・セクタのリード・バック信号振幅の変動が基準範囲内であることを、ライト許可の条件とする。図４の例においては、４つのサーボ信号４５１がヘッド位置とヘッド速さの既定条件を満たした後のタイミング４２１において、ＨＤＤ１はヘッド振動について判定を行う。リード・バック信号振幅の変動が基準範囲内にある場合、その次のサーボ・セクタ４２２から先においてライトが許可される。

図５のフロー・チャート及び図４を参照して、上述のライト許否判定処理について具体的に説明する。ライト許否判定処理は、Ｒ／Ｗチャネル２１から得られるデータを使用して、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３が実行する。ライト処理を開始すると、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ヘッド素子部１２の移動に従い各サーボ・データを取得する（Ｓ１１）。具体的には、Ｒ／Ｗチャネル２１は、ヘッド素子部１２が読み出すサーボ信号からサーボ・データを抽出し、それをＨＤＣ／ＭＰＵ２３に転送する。

次に、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、各ヘッド位置（各位置信号）がシーク完了範囲４１２にあるかを判定する（Ｓ１２）。ヘッド位置がシーク完了範囲４１２ではない場合、カウンタをリセットして（Ｓ１３）次のサーボ・データを取得するステップ（Ｓ１１）に戻る。カウンタは、図４で示したように、複数連続サーボ・データ４５１が規定条件を満たすことを判定するために使用する。ヘッド位置がシーク完了範囲４１２にある場合、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３はヘッド速さが基準範囲であるシーク完了範囲内であるかを判定する（Ｓ１４）。

ヘッド速さがシーク完了範囲ではない場合、カウンタをリセットして（Ｓ１３）、次のサーボ・データを取得するステップ（Ｓ１１）に戻る。ヘッド速さがシーク完了範囲にある場合、各ヘッド位置（各位置信号）がライト許可範囲４１４にあるかを判定する（Ｓ１５）。ヘッド位置がライト許可範囲４１４ではない場合、カウンタをリセットして（Ｓ１３）次のサーボ・データを取得するステップ（Ｓ１１）に戻る。ヘッド位置がライト許可範囲４１４にある場合、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３はカウント数が基準値Ｎ（図４の例では３）をこえているか判定する（Ｓ１６）。Ｎをこえていない場合、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３はカウント数をインクリメントし（Ｓ１７）、次のサーボ・データ取得ステップ（Ｓ１１）に戻る。

カウント数が基準値Ｎをこえている場合（Ｓ１６）、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、リード・バック信号振幅の変動が基準内にあるか否かを判定する（Ｓ１８）。この判定は、上述の手法に従って行うことができ、例えば、Δ＝（ＭＡＸ−ＭＩＮ）が基準値をこえていないことを許可の条件とする。振幅変動が基準内ではない場合（Ｓ１８）、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３はカウンタをリセットし（Ｓ１９）、その後、ヘッド素子部１２の振動停止を待つ（Ｓ２０）。具体的には、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は予め定められた規定時間処理を停止した後、次のサーボ・データ取得ステップ（Ｓ１１）からの処理を再開する。一方、リード・バック信号の振幅変動が基準内である場合（Ｓ１８）、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３はライト許可の判定を行い（Ｓ２１）、ターゲット・データ・セクタにおいてユーザ・データを書き込む。

上述の処理フローは、ヘッド位置とヘッド速さが規定条件を満たした直後の一つのサーボ・セクタにおける単一リード・バック信号の振幅変動からライト許否判定を行う。これと異なり、ヘッド位置とヘッド速さが規定条件を満たした後の複数サーボ・セクタの振幅変動を使用してライト許否判定をすることもできる。例えば、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は別のカウンタを備え、連続する複数サーボ・セクタのリード・バック信号振幅の変動が、基準値以下である場合にライトを許可する。これによって、より正確な振動判定を行い、オフトラック・ライトをより確実に防止する。なお、この場合、ヘッド速さとヘッド位置判定のための複数サーボ・セクタに加えて、振動判定のために複数サーボ・セクタを要する。

図６のフロー・チャートは、他の好ましいライト許否判定処理フローを示している。このライト許否判定処理フローは、図５の例と異なり、ヘッド位置とヘッド速さの判定と共にヘッド振動の判定を行う。これによって、複数サーボ・セクタを使用して正確な振動判定を行うとともに、ライト許否判定のためのサーボ・セクタ数を低減してパフォーマンスの向上を図る。図５を参照して説明された処理フローとの違いは、この処理フローは、カウント数の判定ステップ（Ｓ１６）の前に、振動判定ステップ（Ｓ１８）を実行することである。

つまり、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ヘッド速さがシーク完了範囲にあり（Ｓ１４）、ヘッド位置がライト許可範囲４１４にある（Ｓ１５）場合に、さらに、そのサーボ・セクタ内のデータ・セクタのリード・バック信号振幅を取得し、その変動についての判定処理（Ｓ１８）を実行する。その信号振幅変動が基準内である場合に、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３はカウンタをインクリメントする（Ｓ１７）。リード・バック信号振幅変動が基準値をこえる場合、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３はカウンタをリセットし（Ｓ１９）、ヘッド振動の停止を待って（Ｓ２０）、次のサーボ・データ取得ステップ（Ｓ１１）からの処理を繰り返す。

このように、サーボ信号を使用したヘッド速さ及びヘッド位置の判定処理（Ｓ１３−Ｓ１５）と共に、そのサーボ信号と同一サーボ・セクタについて、データ・セクタ読み出し信号を使用したヘッド振動判定処理（Ｓ１８）を行うことによって、複数サーボ・セクタについて振動判定処理行う場合にも効率的な判定処理が可能であり、パフォーマンスの低下を抑制することができる。

次に、ライト許否判定処理における、ＨＤＤ１内の信号処理について具体的に説明する。上述のように、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３がＲ／Ｗチャネル２１からのデータを使用してライト許否判定処理を実行する。図７は、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３、Ｒ／Ｗチャネル２１及びＡＥ１３間の各伝送信号を示している。図８は、それら信号のタイミング・チャートである。なお、このタイミング・チャートは各信号の変化を模式的に示すものであって、実際のＨＤＤにおけるタイミングを正確に反映するものではない。ｓ図７及び８においては、ヘッド振動判定処理及びライトが許可判定されたサーボ・セクタの次のサーボ・セクタにおいて、ユーザ・データを書き込む処理例が示されている。

図７に示すように、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、Ｒ／Ｗチャネル２１に対してライト・ゲート信号（Write_Gate）、リード・ゲート信号（Read_Gate）及びサーボ・ゲート信号（Servo_Gate）の各制御信号を出力する。ライト・ゲート信号（Write_Gate）は磁気ディスク１１へのユーザ・データの書き込みを制御する信号であり、リード・ゲート信号（Read_Gate）は磁気ディスク１１からのユーザ・データの読み出しを制御する信号であり、サーボ・ゲート信号（Servo_Gate）は磁気ディスク１１からのサーボ・データの読み出しを制御する信号である。

ＡＥ１３が増幅したサーボ・データ信号（Servo_Data_Signal）とリード・ユーザ・データ信号（Read_User_Data_Signal）とは、Ｒ／Ｗチャネル２１に転送される。Ｒ／Ｗチャネル２１は、サーボ・データ信号（Servo_Data_Signal）からサーボ・データ（Servo_Data）を生成し、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３に転送する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、サーボ・データから、ヘッド位置制御のために、ＶＣＭ１５制御信号であるＤＡＣＯＵＴを生成し、モータ・ドライバ・ユニット２２へ出力する。

さらに、Ｒ／Ｗチャネル２１は、ＡＥ１３から転送されたリード・ユーザ・データ信号（Read_User_Data_Signal）から、対応サーボ・セクタにおけるリード・バック信号振幅の最大値（MAX）と最小値（MIN）を特定し、Ｒ／Ｗチャネル２１内のレジスタ（不図示）に格納する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ヘッド振動判定のタイミングにおいて、それらの値（MAX、MIN）をレジスタから取得する。磁気ディスク１１へのデータ書き込みにおいては、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３からライト・データ（Write_Data）がＲ／Ｗチャネル２１へ転送され、Ｒ／Ｗチャネル２１はそのデータからライト・データ信号（Write_Data_Signal）を生成し、ＡＥ１３に出力する。

図８に示すように、サーボ・ゲート信号（Servo_Gate）がLOW（Asssert）であるときに、磁気ディスク１１からサーボ・データ（Servo_Data）２１１がよみだされる。また、ライト・ゲート信号（Write_Gate）がLOW（Asssert）であるときに、磁気ディスク１１へライト・データ（Write_Data）が書き込まれる。さらに、本形態のＨＤＤ１においては、ヘッド振動判定を行うため、リード・ゲート信号（Read_Gate）がLOW（Asssert）であるときに、磁気ディスク１１からユーザ・データ（Read_User_Data）２１２が読みだされる。

図８の例において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、矢印のタイミングにおいて、データ・セクタ２１２ｒのリード・バック信号振幅の最大値ＭＡＸと最小値ＭＩＮを使用してライト許否を判定する。なお、このタイミングの前において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、サーボ・データから、ヘッド速さとヘッド位置とが規定条件を満足していることをすでに判定している。本例においては、ヘッド振動が許容範囲内であるため、すぐ次のサーボ・セクタにおける各ターゲット・データ・セクタ２１２ｗに、ライト・データを書き込む。

以上、本発明を好ましい実施形態を例として説明したが、本発明が上記の実施形態に限定されるものではない。当業者であれば、上記の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。例えば、１サーボ・セクタ内のリード・バック信号変動ではなく、複数サーボ・セクタ間のリード・バック信号の変動を使用してライト許否の決定を行うことも可能である。また、本発明はＨＤＤに限らず、他のタイプのメディアを使用するデータ記憶装置に適用することができる。

本実施形態にかかるＨＤＤの全体構成を模式的に示すブロック図である。 本実施形態にかかる磁気ディスク上に記録されているデータの物理フォーマットを模式的に示す図である。 本実施形態にかかるリード素子が、トラック・フォローイングする様子及びそれに伴うリード・バック信号変化を示す図である。 本実施形態にかかるライト処理における、ヘッド素子部の移動に伴うサーボ信号の変化を示す図である。 本実施形態にかかるライト許否判定処理を具体的に示すフロー・チャートである。 本実施形態における、他の態様のライト許否判定処理を示すフロー・チャートである。 本実施形態における、ＨＤＣ／ＭＰＵ、Ｒ／Ｗチャネル及びＡＥ間の各伝送信号を示すブロック図である。 本実施形態にかかるヘッド振動検出及びライト許否判定処理おいて、図７に示された信号の変化を示すタイミング・チャートである。

符号の説明

１ ハードディスク・ドライブ、１０ エンクロージャ、１１ 磁気ディスク
１２ ヘッド素子部、１４ スピンドル・モータ、１５ ボイス・コイル・モータ
１６ アクチュエータ、２０ 回路基板、２１ リード・ライト・チャネル
２２ モータ・ドライバ・ユニット、２３ ハードディスクコントローラ／ＭＰＵ
５１ ホスト、１１１ サーボ領域、１１２ データ領域、１１３ トラック
２１１ サーボ・データ、２１２ データ・セクタ

Claims (17)

1. 各トラックにおいて円周方向に間隔をおいて配置された複数のサーボ・データとサーボ・データ間に位置するデータ・セクタとを有するメディアに対するユーザ・データの書き込みを制御する方法であって、
   回転するメディア上で、読み出したサーボ・データを使用して、ヘッドをユーザ・データ書き込みのターゲット・トラックに位置決めし、
   前記ターゲット・トラックのデータ・セクタを前記ヘッドで読み出し、
   前記データ・セクタの読み出し信号を使用して前記メディアへのデータ書き込みの許否を決定する、方法。
2. サーボ・セクタ内のデータ・セクタの読み出し信号の変動を検出し、その変動を使用して前記メディアへのデータ書き込み許否を決定する、請求項１に記載の方法。
3. 複数サーボ・セクタのそれぞれについて、そのデータ・セクタの読み出し信号の変動を検出し、その複数サーボ・セクタのそれぞれの読み出し信号変動を使用して前記メディアへのデータ書き込み許否を決定する、請求項２に記載の方法。
4. 単一サーボ・セクタにおけるデータ・セクタの読み出し信号変動によって前記メディアへのデータ書き込み許否を決定する、請求項２に記載の方法。
5. 前記サーボ・セクタにおけるデータ・セクタの読み出し信号の最大値と最小値とを使用して前記メディアへのデータ書き込み許否を決定する、請求項２に記載の方法。
6. 前記複数のサーボ・セクタは連続するサーボ・セクタである請求項３に記載の方法。
7. 前記サーボ・データによって特定されるヘッド位置及びそのサーボ・データと同一サーボ・セクタにおけるデータ・セクタの読み出し信号を使用して、前記メディアへのデータ書き込みの許否を決定する、請求項１に記載の方法。
8. 前記サーボ・データによって特定されるヘッド位置及びヘッド速さと、そのサーボ・データと同一サーボ・セクタにおけるデータ・セクタの読み出し信号とを使用して、前記メディアへのデータ書き込みの許否を決定する、請求項１に記載の方法。
9. 各トラックにおいて円周方向に間隔をおいて配置された複数のサーボ・データと各サーボ・データ間に位置するデータ・セクタとを有するメディアに対して、ユーザ・データを書き込むデータ記憶装置であって、
   回転するメディアからサーボ・データとデータ・セクタとを読み出すヘッドと、
   読み出されたサーボ・データを使用して、ユーザ・データを書き込むターゲット・トラックに前記ヘッドを位置決め制御し、そのターゲット・トラックにおけるデータ・セクタ読み出し信号を使用して、前記メディアへのユーザ・データ書き込みの許否を決定するコントローラと、
   を備えるデータ記憶装置。
10. 前記コントローラは、サーボ・セクタ内のデータ・セクタの読み出し信号の変動を使用して、前記メディアへのデータ書き込み許否を決定する、請求項９に記載のデータ記憶装置。
11. 前記コントローラは、複数サーボ・セクタのそれぞれの読み出し信号変動を使用して前記メディアへのデータ書き込み許否を決定する、請求項１０に記載のデータ記憶装置。
12. 前記コントローラは、単一サーボ・セクタにおけるデータ・セクタの読み出し信号変動によって前記メディアへのデータ書き込み許否を決定する、請求項１０に記載のデータ記憶装置。
13. 前記コントローラは、前記サーボ・セクタにおけるデータ・セクタの読み出し信号の最大値と最小値とを使用して前記メディアへのデータ書き込み許否を決定する、請求項９に記載のデータ記憶装置。
14. 前記複数のサーボ・セクタは連続するサーボ・セクタである請求項１１に記載のデータ記憶装置。
15. 前記コントローラは、前記サーボ・データによって特定されるヘッド位置及びそのサーボ・データと同一サーボ・セクタにおけるデータ・セクタの読み出し信号を使用して、前記メディアへのデータ書き込みの許否を決定する、請求項９に記載のデータ記憶装置。
16. 前記コントローラは、前記サーボ・データによって特定されるヘッド速さ及びそのヘッド速さを特定するサーボ・データと同一サーボ・セクタにおけるデータ・セクタの読み出し信号を使用して、前記メディアへのデータ書き込みの許否を決定する、請求項９に記載のデータ記憶装置。
17. 前記コントローラは、複数サーボ・データのそれぞれについてのヘッド位置及びヘッド速さと、前記複数サーボ・データのそれぞれのサーボ・セクタにおけるデータ・セクタの読み出し信号とを使用して、前記メディアへのデータ書き込みの許否を決定する、請求項９に記載のデータ記憶装置。
    

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