JP2009283061A - 磁気ディスク装置、その制御方法、及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】データの書き込みの可否を判定する際に適用される、磁気ヘッドの位置誤差の許容範囲を適正化することが可能な磁気ディスク装置を提供する。
【解決手段】磁気ディスク装置の主制御回路は、複数のトラックの中から決定される目標トラックに応じた磁気ヘッドの位置誤差の許容範囲を決定し（Ｓ１４）、磁気ヘッドが読み出したデータから算出される磁気ヘッドの位置誤差、及び許容範囲に基づいて、磁気ヘッドによるデータの書き込みの可否を判定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、磁気ディスク装置、その制御方法、及びその製造方法に関し、特に磁気ヘッドによるデータの書き込みの可否を判定する技術に関する。

ハードディスク等の磁気ディスク装置では、磁気ディスクに複数のトラックが形成されており、これらの中から決定される目標トラックに磁気ヘッドが位置決めされて、データの書き込みが行われる。この際、磁気ヘッドの位置誤差が所定の許容範囲内にあるか否かによって、データの書き込みの可否が判定される。
特開２００６−４８７４５号公報

ところで、磁気ディスクにトラックを形成する方法の一つとして、磁気ディスク装置が有する位置決め機構を利用して、磁気ヘッドによりサーボデータを書き込む、いわゆるセルフサーボライト方式が知られている。こうして形成される複数のトラックでは、磁気ヘッドの浮上特性などの要因によって、磁気ディスクの半径位置に応じてトラック間隔が異なることがある。

このようにトラック間隔が異なる場合、データの書き込み時に実際に許容される磁気ヘッドの位置誤差もこれに応じて変化するはずであるが、従来の磁気ディスク装置では書き込みの可否判定に一律の許容範囲を適用しているため、適用される許容範囲が実際の許容範囲と乖離して、書き込み性能が劣化してしまう虞があった。

本発明は、上記実情に鑑みて為されたものであり、データの書き込みの可否を判定する際に適用される、磁気ヘッドの位置誤差の許容範囲を適正化することが可能な、磁気ディスク装置、その制御方法、及びその製造方法を提供することを主な目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の磁気ディスク装置は、複数のトラックが形成された磁気ディスクと、前記複数のトラックの中から決定される目標トラックに位置決めされ、データの書き込み及び読み出しを行う磁気ヘッドと、を備える磁気ディスク装置であって、前記磁気ヘッドの位置誤差の許容範囲を前記目標トラックに応じて決定する決定手段と、前記磁気ヘッドが読み出したデータから算出される前記目標トラックに対する前記磁気ヘッドの位置誤差、及び前記許容範囲に基づいて、前記磁気ヘッドによるデータの書き込みの可否を判定する判定手段と、を備える。

また、本発明の一態様において、前記決定手段は、予め評価された前記複数のトラックの各トラック間隔に基づき、前記目標トラックでのトラック間隔を求め、当該トラック間隔に応じて前記許容範囲を決定する。

この態様において、前記複数のトラックの各トラック間隔を予め評価することで作成された、前記各トラックとトラック間隔との関係を表すテーブルを保持する保持手段を更に備え、前記決定手段は、前記テーブルから前記目標トラックでのトラック間隔を読み出すようにすることができる。

また、この態様において、前記決定手段は、前記複数のトラックの各トラック間隔を予め評価することで作成された、前記各トラックとトラック間隔との関係を表す式から、前記目標トラックでのトラック間隔を求めるようにすることができる。

また、本発明の一態様において、前記決定手段は、予め評価された前記複数のトラックの前記磁気ディスクの半径位置に応じたトラック間隔に基づき、前記目標トラックでのトラック間隔を求め、当該トラック間隔に応じて前記許容範囲を決定する。

また、本発明の磁気ディスク装置の制御方法は、複数のトラックが形成された磁気ディスクと、前記複数のトラックの中から決定される目標トラックに位置決めされ、データの書き込み及び読み出しを行う磁気ヘッドと、を備える磁気ディスク装置の制御方法であって、前記磁気ヘッドの位置誤差の許容範囲を前記目標トラックに応じて決定し、前記磁気ヘッドが読み出したデータから算出される前記目標トラックに対する前記磁気ヘッドの位置誤差、及び前記許容範囲に基づいて、前記磁気ヘッドによるデータの書き込みの可否を判定する。

また、本発明の磁気ディスク装置の製造方法は、複数のトラックが形成された磁気ディスクと、前記複数のトラックの中から決定される目標トラックに位置決めされ、データの書き込み及び読み出しを行う磁気ヘッドと、を備える磁気ディスク装置の製造方法であって、前記複数のトラックの各トラック間隔を評価し、前記各トラックとトラック間隔との関係を表すデータを、前記磁気ディスク装置の記憶部に格納する。

本発明によれば、磁気ヘッドの位置誤差の許容範囲を目標トラックに応じて決定しているので、許容範囲の適正化を図ることが可能である。

本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る磁気ディスク装置１の構成例である。磁気ディスク装置１の筐体９には、磁気ディスク２及びヘッドアッセンブリ６が収納されている。磁気ディスク２は、筐体９の底部に設けられたスピンドルモータ３に取り付けられている。

磁気ディスク２には、同心円状に配列する複数のトラック２１が形成されている。各トラック２１には、周方向に沿って所定の周期で配列するサーボデータ領域２１ｓと、これらの間に位置するユーザデータ領域２１ｕとが形成されている。サーボデータ領域２１ｓには、アドレスデータ及びバースト信号を含むサーボデータが記録されている。ユーザデータ領域２１ｕには、ユーザデータが記録される。

ヘッドアッセンブリ６は、磁気ディスク２の隣で旋回可能に支承されている。ヘッドアッセンブリ６の先端部には、磁気ヘッド４が支持されている。他方、ヘッドアッセンブリ６の後端部には、ボイスコイルモータ７が設けられている。ボイスコイルモータ７は、ヘッドアッセンブリ６を旋回駆動することで、磁気ヘッド４を磁気ディスク２上で略半径方向に移動させる。

また、磁気ディスク装置１は、筐体９外の基板に、主制御回路１０、リードライトチャネル（Ｒ／Ｗチャネル）１３及びモータドライバ１７を有している。この主制御回路１０は、マイクロプロセッシングユニット（ＭＰＵ）と、ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）と、メモリとを含んでいる。

主制御回路１０は、磁気ディスク２に記録すべきユーザデータを外部ホストから受信すると、このユーザデータをＲ／Ｗチャネル１３へ出力する。Ｒ／Ｗチャネル１３は、このユーザデータを変調して、ヘッドアンプ１４へ出力する。ヘッドアンプ１４は、この変調されたユーザデータを記録信号に変換して、磁気ヘッド４へ出力する。磁気ヘッド４は、この記録信号に応じた磁界を磁気ディスク２に印加して、ユーザデータを書き込む。

他方、磁気ヘッド４は、磁気ディスク２から漏れ出る磁界から再生信号を読み出し、この再生信号をヘッドアンプ１４へ出力する。ヘッドアンプ１４は、この再生信号を増幅して、Ｒ／Ｗチャネル１３へ出力する。Ｒ／Ｗチャネル１３は、この増幅された再生信号をデジタルデータに変換し、復調して、主制御回路１０へ出力する。主制御回路１０は、この復調されたユーザデータを外部ホストへ送信する。

また、Ｒ／Ｗチャネル１３は、再生信号から所定のサンプリング周期でサーボデータを抽出して、主制御回路１０へ出力する。

更に、主制御回路１０は、メモリに格納されたプログラムを読み出し、実行することで、磁気ヘッド４の位置制御など、種々の制御を実行する。

磁気ヘッド４の位置制御において、主制御回路１０は、磁気ヘッド４が読み出したサーボデータから磁気ヘッド４の現在位置を特定するとともに、磁気ヘッド４を目標トラック上に位置させるための制御信号を生成し、モータドライバ１７を介してボイスコイルモータ７へ出力する。具体的には、主制御回路１０は、磁気ヘッド４の位置制御としてシーク制御およびフォロイング制御を実行する。

このシーク制御において、主制御回路１０は、外部ホストからの記録命令または再生命令に基づいて複数のトラック２１の中から目標トラックを取得するとともに、磁気ヘッド４が読み出したサーボデータにより磁気ヘッド４の現在位置を特定し、目標トラックに向けて磁気ヘッド４を移動させる。その後、主制御回路１０はフォロイング制御に移行する。

このフォロイング制御において、主制御回路１０は、磁気ヘッド４が読み出したサーボデータに含まれるバースト信号から、目標トラックに対する磁気ヘッド４の位置誤差を表す誤差信号（ＰＥＳ：Position Error Signal）を算出し、目標トラックに磁気ヘッド４を位置決めする。磁気ヘッド４によるデータの書き込み及び読み出しは、このフォロイング制御中に行われる。

以下、本発明の一実施形態に係る磁気ディスク装置の制御方法について、図２のフローチャートを用いて説明する。

まず、主制御回路１０は、外部ホストから記録要求を受けると（Ｓ１１）、磁気ヘッド４の目標位置を取得する（Ｓ１２）。具体的には、外部ホストからの記録要求には、データの記録場所を通し番号で特定するＬＢＡ（Logical Block Address）パラメータが含まれており、主制御回路１０は、このＬＢＡパラメータを、データの記録場所をトラック番号やセクタ番号等で特定するＣＨＳパラメータに変換することで、磁気ヘッド４の目標位置を取得する。従って、この目標位置に含まれるトラック番号は、目標トラックを表す。また、主制御回路１０は、この動作に伴って上記シーク制御を実行する。

Ｓ１３において、主制御回路１０は、目標トラックでのトラック間隔（トラックピッチ）を取得する（決定手段としての機能の一部）。具体的には、主制御回路１０は、保持手段としてのメモリに保持された、各トラックとトラック間隔との関係を表すテーブルを参照し、目標トラックに対応するトラック間隔を読み出す。

図３Ａに、テーブルの内容例を示す。このテーブルは、後述するように、磁気ディスク２に形成された複数のトラック２１の各トラック間隔を予め評価することで作成される。このテーブルでは、所定数のトラックを含むグループ毎にトラック間隔が対応付けられている。これらのグループは、トラック番号が連続する所定数のトラック毎に分けられている。ここで、トラック番号は、磁気ディスク２の半径位置に対応することから、このテーブルは、磁気ディスク２の半径位置に応じたトラック間隔を表しているということができる。なお、この例に限らず、１つのトラック毎にトラック間隔が対応付けられていてもよい。

または、主制御回路１０は、各トラックとトラック間隔との関係を表す式に基づいて、目標トラックでのトラック間隔を求めるようにしてもよい。図３Ｂに、式の内容例を示す。この式も、後述するように、磁気ディスク２に形成された複数のトラック２１の各トラック間隔を予め評価することで作成される。この式では、トラック番号に応じたトラック間隔が関数で表されている。この式も、磁気ディスク２の半径位置に応じたトラック間隔を表しているということができる。

図２のフローチャートの説明に戻り、Ｓ１４において、主制御回路１０は、磁気ヘッド４の位置誤差を表す誤差信号ＰＥＳの許容範囲を、目標トラックでのトラック間隔に応じて決定する（決定手段としての機能の一部）。この許容範囲は、後述するように、磁気ヘッド４がデータを書き込む際に、磁気ヘッド４の位置誤差がどの程度まで許容されるかを表す。具体的には、主制御回路１０は、許容範囲の閾値を計算によって求める。この許容範囲の閾値は、書き込み禁止閾値（Write Inhibit Criteria）と呼ばれる。

許容範囲の閾値は、例えば下記数式１のように求めることができる。この数式１において、ＷＩＣは求める許容範囲の閾値を表し、ＴＰ_Ａは目標トラックでのトラック間隔を表す。また、ＴＰ_Ｒは基準となるトラック間隔を表し、ＷＩＣ_Ｒは基準となるトラック間隔での許容範囲の閾値を表す。

Ｓ１５において、主制御回路１０は、算出した許容範囲を、データを書き込む際の誤差信号ＰＥＳの許容範囲として設定する。これにより、主制御回路１０は、シーク制御からフォロイング制御に移行し、磁気ヘッド４によりデータを書き込む際に、誤差信号ＰＥＳが許容範囲の閾値（書き込み禁止閾値）を超えるか否かによって、書き込みの可否を判定する（判定手段としての機能）。

なお、以上の例に限らず、例えば、予め評価された複数のトラック２１の各トラック間隔から予め決定される各トラックの許容範囲に基づいて、目標トラックに応じた許容範囲が決定されるようにしてもよい。すなわち、各トラックと許容範囲との関係を表すテーブル等を予め作成しておき、このテーブル等に基づいて目標トラックに応じた許容範囲が決定されるようにしてもよい。

以下、本発明の一実施形態に係る磁気ディスク装置の製造方法について、図４のフローチャートを用いて説明する。このフローチャートは、磁気ディスク２に複数のトラック２１が形成された後の製造過程の一部を表す。

Ｓ５１では、磁気ディスク２に形成された複数のトラック２１の各トラック間隔が評価される。トラック間隔の評価は、磁気ディスク装置１が有する位置決め機構を利用して行われる。具体的には、外部装置によって、ボイスコイルモータ７が制御されるとともに、磁気ヘッド４に読み出されたサーボデータが取得される。この操作は、主制御回路１０によって行われるようにしてもよい。そして、こうして取得されたサーボデータに基づいて、トラック間隔が評価される。具体的には、例えば次のような方法でトラック間隔を評価することができる。

図５Ａないし図５Ｃに、磁気ディスク２に形成されるトラック２１の例を示す。これらの図では、サーボデータに含まれるバースト信号Ａ〜Ｄの部分を拡大して示している。各トラック２１は、これらバースト信号Ａ〜Ｄによって定められる。具体的には、バースト信号Ａとバースト信号Ｂの記録幅方向の中間が、トラック２１の中心２１ｃとされる。

ここで、バースト信号Ａとバースト信号Ｂ、またバースト信号Ｃとバースト信号Ｄは、図５Ｂに示されるように記録幅方向に一部が重なって記録されたり、図５Ｃに示されるように記録幅方向に離れて記録されることがある。このため、図５Ａないし図５Ｃのそれぞれの場合で、トラック２１の中心２１ｃの間隔（トラック間隔）が異なることになる。

図６Ａないし図６Ｃに、トラック２１から読み出されるバースト信号の例を示す。これらの図は、上記図５Ａないし図５Ｃにそれぞれ対応する。これらの図において、横軸はトラック２１の幅方向の位置を表し、Ｔは各トラック２１の中心２１ｃを表す。縦軸は、各位置で読み出されるバースト信号Ａ〜Ｄの振幅Ｖ_Ａ〜Ｖ_Ｄから計算される振幅比（Ｖ_Ａ−Ｖ_Ｂ）／（Ｖ_Ａ＋Ｖ_Ｂ）及び振幅比（Ｖ_Ｃ−Ｖ_Ｄ）／（Ｖ_Ｃ＋Ｖ_Ｄ）を表す。

ここで、トラック２１の中心２１ｃからトラック間隔の１／４だけ離れた位置では、振幅比（Ｖ_Ａ−Ｖ_Ｂ）／（Ｖ_Ａ＋Ｖ_Ｂ）及び振幅比（Ｖ_Ｃ−Ｖ_Ｄ）／（Ｖ_Ｃ＋Ｖ_Ｄ）が同じになる（以下、このときの振幅比を「振幅比Ｚ」という）。そして、この振幅比Ｚは、トラック間隔に応じて変化する。すなわち、トラック間隔が狭いほど振幅比Ｚが小さくなり、他方、トラック間隔が広いほど振幅比Ｚが大きくなる。従って、このことを利用して、振幅比Ｚからトラック間隔を求めることができる。

そこで、外部装置は、再生素子４１に読み出されるバースト信号Ａ〜Ｄの振幅比（Ｖ_Ａ−Ｖ_Ｂ）／（Ｖ_Ａ＋Ｖ_Ｂ）及び振幅比（Ｖ_Ｃ−Ｖ_Ｄ）／（Ｖ_Ｃ＋Ｖ_Ｄ）が同じ大きさとなるようにボイスコイルモータ７を制御することで、トラック２１の中心２１ｃからトラック幅の１／４だけ離れた位置に再生素子４１を位置決めし（図５を参照）、このときの振幅比Ｚを取得する。そして、こうして取得された振幅比Ｚからトラック間隔が求められる。

こうしたトラック間隔を求めるための操作は、例えば、磁気ディスク２に形成された複数のトラック２１のうち、所定数おきのトラックに対して行うことができる。すなわち、複数のトラック２１を、トラック番号が連続する所定数のトラック毎の複数のグループに分け、各グループの代表のトラックに対して上記操作が行われる。図７に、このようにして得られる評価結果の例を示す。なお、これに限らず、磁気ディスク２に形成された全てのトラック２１についてトラック間隔を求めるようにしてもよい。

図４のフローチャートの説明に戻り、Ｓ５２では、上記評価結果に基づいて、各トラック２１とトラック間隔との関係を表すデータが作成される。具体的には、各トラック２１とトラック間隔との関係を表すデータとして、上記図３Ａに示されたテーブルが作成される。ここでは、各グループの代表のトラックについて求めたトラック間隔が、各グループに属するトラック２１のトラック間隔として対応付けられて、テーブルが作成される。

または、各トラック２１とトラック間隔との関係を表すデータとして、上記図３Ｂに示された式を含むデータ（例えばプログラム）が作成されてもよい。この式は、例えば上記図７に示される評価結果を関数で近似することで作成される。

なお、これらの例では、評価結果をそのまま用いること、又は加工することでテーブル等のデータを作成しているが、データの作成方法はこれらに限られない。例えば、磁気ディスクの半径位置に応じたトラック間隔の代表的な特性を表すデータを予め複数作成しておき、この中から評価結果に最も近いものを選択的に用いるようにしてもよい。

Ｓ５３では、こうして作成されたデータが、磁気ディスク装置１の主制御回路１０のメモリに格納される。なお、データが磁気ディスク２に記録されてもよい。このように格納されたデータは、上述したように、磁気ディスク装置１において、誤差信号ＰＥＳの許容範囲を目標トラックに応じて決定する際に使用される。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が当業者にとって可能であるのはもちろんである。

本発明の一実施形態に係る磁気ディスク装置の構成例を表す図である。 本発明の一実施形態に係る磁気ディスク装置の制御方法を表すフローチャートである。 テーブルの内容例を表す図である。 式の内容例を表す図である。 本発明の一実施形態に係る磁気ディスク装置の製造方法を表すフローチャートである。 磁気ディスクに形成されるトラックの例を表す図である。 磁気ディスクに形成されるトラックの例を表す図である。 磁気ディスクに形成されるトラックの例を表す図である。 トラックから読み出されるバースト信号の例を表す図である。 トラックから読み出されるバースト信号の例を表す図である。 トラックから読み出されるバースト信号の例を表す図である。 トラック間隔の評価結果の例を表す図である。

符号の説明

１ 磁気ディスク装置、２ 磁気ディスク、３ スピンドルモータ、４ 磁気ヘッド、６ ヘッドアッセンブリ、７ ボイスコイルモータ、９ 筐体、１０ 主制御回路、１３ Ｒ／Ｗチャネル、１４ ヘッドアンプ、１７ モータドライバ、２１ トラック、２１ｓ サーボデータ領域、２１ｕ ユーザデータ領域、２１ｃ トラック中心、４１ 再生素子。

Claims (7)

1. 複数のトラックが形成された磁気ディスクと、前記複数のトラックの中から決定される目標トラックに位置決めされ、データの書き込み及び読み出しを行う磁気ヘッドと、を備える磁気ディスク装置であって、
   前記磁気ヘッドの位置誤差の許容範囲を前記目標トラックに応じて決定する決定手段と、
   前記磁気ヘッドが読み出したデータから算出される前記目標トラックに対する前記磁気ヘッドの位置誤差、及び前記許容範囲に基づいて、前記磁気ヘッドによるデータの書き込みの可否を判定する判定手段と、
   を備える磁気ディスク装置。
2. 前記決定手段は、予め評価された前記複数のトラックの各トラック間隔に基づき、前記目標トラックでのトラック間隔を求め、当該トラック間隔に応じて前記許容範囲を決定する、
   請求項１に記載の磁気ディスク装置。
3. 前記複数のトラックの各トラック間隔を予め評価することで作成された、前記各トラックとトラック間隔との関係を表すテーブルを保持する保持手段を更に備え、
   前記決定手段は、前記テーブルから前記目標トラックでのトラック間隔を読み出す、
   請求項２に記載の磁気ディスク装置。
4. 前記決定手段は、前記複数のトラックの各トラック間隔を予め評価することで作成された、前記各トラックとトラック間隔との関係を表す式から、前記目標トラックでのトラック間隔を求める、
   請求項２に記載の磁気ディスク装置。
5. 前記決定手段は、予め評価された前記複数のトラックの前記磁気ディスクの半径位置に応じたトラック間隔に基づき、前記目標トラックでのトラック間隔を求め、当該トラック間隔に応じて前記許容範囲を決定する、
   請求項１に記載の磁気ディスク装置。
6. 複数のトラックが形成された磁気ディスクと、前記複数のトラックの中から決定される目標トラックに位置決めされ、データの書き込み及び読み出しを行う磁気ヘッドと、を備える磁気ディスク装置の制御方法であって、
   前記磁気ヘッドの位置誤差の許容範囲を前記目標トラックに応じて決定し、
   前記磁気ヘッドが読み出したデータから算出される前記目標トラックに対する前記磁気ヘッドの位置誤差、及び前記許容範囲に基づいて、前記磁気ヘッドによるデータの書き込みの可否を判定する、
   磁気ディスク装置の制御方法。
7. 複数のトラックが形成された磁気ディスクと、前記複数のトラックの中から決定される目標トラックに位置決めされ、データの書き込み及び読み出しを行う磁気ヘッドと、を備える磁気ディスク装置の製造方法であって、
   前記複数のトラックの各トラック間隔を評価し、
   前記各トラックとトラック間隔との関係を表すデータを、前記磁気ディスク装置の記憶部に格納する、
   磁気ディスク装置の製造方法。

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