JP4279336B1 - ディスク記憶装置及びディスク偏心情報の更新方法 - Google Patents

Abstract

【課題】温度変化による影響を考慮することで、正確なディスク偏心量を算出して、ディスク偏心情報を確実に更新できる機能を有するディスク記憶装置を提供することにある。
【解決手段】ディスク偏心量を示すディスク偏心情報を保存しているディスク記憶装置において、ディスク媒体１１上に構成されているサーボ領域の間隔を測定し、温度変化を考慮したサーボ間隔変動量を算出し、このサーボ間隔変動量に基づいてディスクシフトを検出するＣＰＵ１９を有する。ＣＰＵ１９は、ディスクシフトの検出結果に基づいて、メモリ２０に保存されているディスク偏心情報を更新する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一般的にはディスク記憶装置に関し、特に、ディスクシフトの発生に伴うディスク偏心情報の更新技術に関する。

一般的に、ハードディスクドライブを代表とするディスク記憶装置（以下ディスクドライブと表記する）では、磁気ヘッドをディスク媒体上の目標位置（目標トラック又は目標シリンダ）に位置決めするためのヘッド位置決め制御が行なわれる。磁気ヘッドは、ディスク媒体に記録されたデータを読出すためのリードヘッドと、ディスク媒体に記録すべきデータを書き込むライトヘッドとが同一スライダ上に分離して実装されている。

ディスクドライブは、ロータリ型アクチュエータに搭載された磁気ヘッドを、アクチュエータを駆動制御することにより、ディスク媒体上の目標位置に位置決めする。このようなヘッド位置決め動作時では、データの記録時にはライトヘッドを目標トラックに位置決めし、データの再生時にはリードヘッドを目標トラックに位置決めする必要がある。前述したように、リードヘッドとライトヘッドは異なる位置に配置されているため、データの記録及び再生時に、オフセットと呼ばれる磁気ヘッドの移動調整を行なう必要がある。

この磁気ヘッドの移動調整では、例えばディスクドライブの内部メモリに格納されたオフセット量（オフセット値）のデータが使用される。オフセット量は、リードヘッドとライトヘッドとの距離、及びアクチュエータのスキュ角（半径位置により異なる）に基づいて決定される。

ところで、ディスクドライブでは、製造工程時に、いわゆるディスク偏心（disk runout）が発生する。このディスク偏心は、ディスク媒体を回転させるスピンドルモータの回転に同期している。ディスク偏心が存在する場合、同一のトラックであっても、ディスク媒体が１周する間に、磁気ヘッドの物理的な半径位置が変化するため、オフセット量も同時に変化することになる。

このようなディスク偏心が存在するディスクドライブでは、ディスク媒体上の各トラックにおけるディスク偏心量の絶対値と位相をパラメータとして、オフセット量を補正するダイナミック・オフセット・コントロール（ＤＯＣ：Dynamic Offset Control）と呼ばれる機能が必要となる。このＤＯＣ機能により、オフセット変動に伴うヘッド位置決め（トラッキング）の誤差を抑制することが可能となる。

ディスク偏心量は、製造工程時に測定されて、ディスクドライブの内部に記憶されている。しかし、ディスクドライブは、出荷後に、外部から衝撃などが印加されると、いわゆるディスクシフト（ディスク回転中心のずれ）と呼ばれる現象が発生する。このディスクシフトにより、ＤＯＣ機能に必要なディスク偏心量が変動することになる。そこで、ディスクドライブは、ディスク偏心量を測定して、その記憶情報を更新する機能を有することが望ましい。

ディスク偏心量情報を更新する方法としては、例えば、ディスク媒体上に記録されたサーボ情報の間隔の変動量（サーボ間隔変動量）に基づいて、新たなディスク偏心量を算出して記憶する偏心量測定装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
特許第３１９８４９０号公報

前述したように、ディスクドライブでは、ＤＯＣ機能を実現するためには、常に正確なディスク偏心量が必要であるため、ディスク偏心量を測定して、その記憶情報を更新することが重要である。しかしながら、前述の先行技術文献で提案されている方法では、正確なディスク偏心量を算出するには不十分である。即ち、前述のサーボ間隔変動量の測定は、ディスク媒体の回転変動による影響と共に、温度による影響を考慮する必要があるためである。

そこで、本発明の目的は、温度変化による影響を考慮することで、正確なディスク偏心量を算出して、ディスク偏心情報を確実に更新できる機能を有するディスク記憶装置を提供することにある。

本発明の観点は、温度変化を考慮したサーボ間隔変動量を算出して、このサーボ間隔変動量に基づいてディスクシフトを検出し、この検出結果に基づいてディスク偏心情報を更新する機能を有するディスク記憶装置である。

本発明の観点に従ったディスク記憶装置は、スピンドルモータにより回転されて、周方向に所定の間隔を置いて複数のサーボ情報が記録されたディスク媒体と、前記ディスク媒体に対してデータの読み出し、またはデータの書き込みを行なう磁気ヘッドと、前記ディスク媒体の半径方向に、前記磁気ヘッドを移動させるアクチュエータと、前記ディスク媒体の周辺の温度を計測する温度計測手段と、前記ディスク媒体のディスク偏心量を測定する偏心量測定手段と、前記アクチュエータを制御して前記磁気ヘッドの位置決め動作時に行なうオフセット調整で使用する情報として、前記ディスク偏心量を示すディスク偏心情報を格納する記憶手段と、隣接する前記各サーボ情報の時間間隔を示すサーボ間隔を測定するサーボ間隔測定手段と、前記温度計測手段により計測された温度値及び前記サーボ間隔の変動量に基づいて、前記ディスク媒体の基準回転中心からのシフトであるディスクシフトを検出するディスクシフト検出手段と、前記ディスクシフト検出手段により前記ディスクシフトが検出されたときに、前記偏心量測定手段によりディスク偏心量を測定し、この測定されたディスク偏心量を使用して前記記憶手段に格納されたディスク偏心情報を更新する更新手段とを備えた構成である。

本発明によれば、温度変化による影響を考慮することで、正確なディスク偏心量を算出して、ディスク偏心情報を確実に更新できる機能を有するディスク記憶装置を提供することができる。

以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。

（ディスクドライブの構成）
本実施形態に関するディスクドライブ１０は、図１に示すように、磁気記録媒体であるディスク媒体１１と、磁気ヘッド１２と、ディスク媒体１１を回転させるスピンドルモータ（ＳＰＭ）１３とを有する。

ディスク媒体１１は、周方向に所定の間隔を有する複数のサーボ領域１００が放射状に配置されている。サーボ領域１００には、ディスク媒体１１上に構成される多数の同心円状トラック（またはシリンダ）を識別するためのアドレスコードと、１トラック内の位置を検出するためのサーボバーストパターンを含むサーボ情報が記録されている。後述するマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）１９は、当該サーボ情報を使用して、磁気ヘッド１２をディスク媒体１１上の目標位置に位置決めする。

磁気ヘッド１２は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１５により駆動されるアクチュエータ１４に搭載されている。磁気ヘッド１２は、ディスク媒体１１からデータ（サーボ情報とユーザデータ）を読出すリードヘッド１２Ｒと、ディスク媒体１１にデータを書き込むためのライトヘッド素子１２Ｗを含む。ＶＣＭ１５は、ＶＣＭドライバ２１により駆動電流が供給されて、駆動制御される。アクチュエータ１４は、ＣＰＵ１９により駆動制御されるヘッド移動機構であり、磁気ヘッド１２をディスク媒体１１上の目標位置（要求トラック又は要求シリンダ）まで移動させて位置決めする。

このようなヘッド・ディスクアセンブリ以外に、ディスクドライブ１０は、プリアンプユニット１６と、リード／ライト（Ｒ／Ｗ）チャネル１７と、ディスクコントローラ（ＨＤＣ）１８と、ＣＰＵ１９と、メモリ２０と、温度センサ２２とを有する。プリアンプユニット１６は、リードヘッド１２Ｒから出力されるリード信号を増幅するリードアンプ、及びライトデータに応じたライト信号（ライト電流）をライトヘッド１２Ｗに供給するためのライトドライバを有する。

Ｒ／Ｗチャネル１７は、リードデータに対する復調処理や、ライトデータに対する変調処理を実行するための信号処理ユニットである。Ｒ／Ｗチャネル１７は、リードヘッド１２Ｒにより読出されるサーボ信号から、アドレスコードやサーボバースト値を含むサーボ情報を再生するためのサーボデコーダを含む。ＨＤＣ１８は、ディスクドライブ１０とホストシステム３０とのインターフェースであり、コマンドやリード／ライトデータの転送制御を実行する。ホストシステム３０は、例えばパーソナルコンピュータや各種のディジタル機器である。

ＣＰＵ１９は、ドライブ１０のメインコントローラであり、本実施形態に関するディスクシフトの検出処理や、ディスク偏心情報の更新処理、及びＤＯＣ動作を含む磁気ヘッド１２の位置決め動作を実行する。メモリ２０は、不揮発性メモリであるフラッシュメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）であり、後述するテーブル情報や、ＤＯＣ動作に必要なオフセット値を格納する。なお、メモリ２０以外に、ＣＰＵ１９の制御に必要なデータ及びプログラムを保存するためのＲＡＭ及びＲＯＭなども設けられている。さらに、ＣＰＵ１９は、温度センサ２２により計測された温度値を入力することにより、ディスク媒体１１の周辺の温度変化を検知する。

（本実施形態の作用効果）
以下、主として図６から図８のフローチャートを参照して、本実施形態のディスク偏心量情報の更新処理を主とする作用効果を説明する。

まず、ディスク偏心とは、図４に示すように、ＳＰＭ１３の回転中心１３Ｃと、サーボトラックの中心１１０Ｃとが位置ずれした状態である。その位置ずれ量が、ディスク偏心量４０となる。なお、図４において、符号１１Ａはディスク媒体１１の外縁を示し、符号１１Ｂはディスク媒体１１の内縁を示す。また、点線は、ＳＰＭ１３が１８０度回転したときのそれぞれの円軌跡を示す。さらに、サーボトラックの中心１１０Ｃとは、ディスク媒体１１上に書き込まれるサーボ情報に基づいて構成される同心円状のサーボトラックの中心を意味する。

ここで、製品出荷後のディスクドライブ１０において、外部から衝撃などが印加されると、ＳＰＭ１３に固定されていたディスク媒体１１の位置ずれ（ディスクシフト）が発生し、製造時に測定されたディスク偏心量１１Ｂ（及び位相）が変化する。そこで、本実施形態のディスクドライブ１０は、ディスクシフトを検出したときに、メモリ２０に保存されているディスク偏心量を示すディスク偏心情報を更新する。

図６に示すように、ディスクドライブ１０が起動すると、ＣＰＵ１９は、現時点での温度センサ２２から温度値を入力し、ディスク媒体１１の周辺の温度を計測する（ブロック６００，６０１）。次に、ＣＰＵ１９は、メモリ２０やディスク媒体１１上に予め用意されているＳＧＩ温度テーブルＴＢＬ１を参照し、計測した温度値に対応するサーボ間隔変動量ΔＳＧＩ及びＳＧＩ位相Ｐ_ＳＧＩを取得する（ブロック６０２）。

ＣＰＵ１９は、ＳＧＩ温度テーブルＴＢＬ１から取得したサーボ間隔変動量ΔＳＧＩが、初期設定値ΔＳＧＩ値Ａ_ｉ１であれば、後述するサーボ間隔変動量（ＳＧＩ）のキャリブレーション処理を実行する（ブロック６０３のＹＥＳ，６０４）。一方、ＣＰＵ１９は、ＳＧＩ温度テーブルＴＢＬ１から取得したサーボ間隔変動量ΔＳＧＩが、初期設定値ΔＳＧＩ値Ａ_ｉ１でない場合には、後述するディスクシフト検出処理を実行する（ブロック６０３のＮＯ，６０５）。

図２は、本実施形態のＳＧＩ温度テーブルＴＢＬ１を示す図である。ここで、ＳＧＩ（servo gate interval）は、サーボ間隔変動量を意味する。サーボ間隔とは、リードヘッド１２Ｒが、回転するディスク媒体１１上のサーボ領域１００からサーボ情報を読出すときに、周方向に隣接するサーボ領域間を通過する時間間隔を意味する。

ＳＧＩ温度テーブルＴＢＬ１は、図２に示すように、温度範囲（Ｔ_０〜Ｔ_Ｎ）に対応するサーボ間隔変動量ΔＳＧＩとその位相Ｐ_ＳＧＩで構成されており、メモリ２０またはディスク媒体１１上に格納されている。後述するように、ディスクシフト検出処理では、サーボ間隔変動量ΔＳＧＩとその位相Ｐ_ＳＧＩが使用される。

サーボ間隔変動量ΔＳＧＩは、ディスク偏心量Ｅに比例する傾向を示し、温度が一定の場合は測定される平均値は変化しない。しかし、温度変化が発生すると、サーボ間隔変動量ΔＳＧＩおよび位相Ｐ_ＳＧＩは、平均値からずれることが確認されている。一方、測定されたサーボ間隔変動量ΔＳＧＩおよび位相Ｐ_ＳＧＩがある閾値の範囲に収まっているか否かを判定することにより、ディスクシフトの検出を判断することができる。このため、温度変化によりサーボ間隔変動量ΔＳＧＩと位相Ｐ_ＳＧＩが平均値よりずれている場合、ディスクシフトの誤検出をすることになる。

図３は、本実施形態のディスク偏心テーブルＴＢＬ２を示す図である。ディスク偏心テーブルＴＢＬ２は、図３に示すように、ディスク偏心量Ｅとディスク偏心位相Ｐ_Ｅで構成されるディスク偏心情報を有し、メモリ２０に記憶されている。

図５は、本実施形態に関するサーボ間隔（ＳＧＩ）とその1次成分５１を示す図であり、横軸がトラック１周分のサーボ領域（サーボセクタ）の位置を示し、縦軸がサーボ間隔の値（時間）を示す。

前述したように、ディスク媒体１１上には、トラック１周に亘って、所定の間隔でサーボ情報が記録されているサーボ領域１００が構成されている。ディスク媒体１１にディスク偏心が生じている場合には、サーボ間隔５０を測定すると、サーボ間隔５０は一定値ではなく、トラック１周の周期で揺らぐことが確認されている。この測定されるサーボ間隔には、非繰り返しランナウト（ＮＲＲＯ：non-repeatable runout）と呼ばれるディスク媒体１１の回転非同期の揺れによる影響で、高周波ノイズが重畳されている。よって、波形をフーリエ変換して、１次成分５１を抽出することにより、ディスク偏心による成分（サーボ間隔変動量ΔＳＧＩと位相Ｐ_ＳＧＩ）を取り出すことができる。

図７は、図６のブロック６０４で示すＳＧＩのキャリブレーション処理の手順を説明するためのフローチャートである。

ＣＰＵ１９は、ディスク偏心情報であるディスク偏心量Ｅとディスク偏心位相Ｐ_Ｅを算出する（ブロック７００）。具体的には、ＣＰＵ１９は、例えば測定対象となるディスク媒体１１上の最内周のトラックに、磁気ヘッド１２を位置決めするように、アクチュエータ１４をストッパに固定して、当該トラックにおけるディスク偏心量を測定する内周押し当て測定方法を実行する。なお、ディスク偏心量の測定方法としては、内周押し当て測定方法以外の方法でもよい。

ＣＰＵ１９は、測定により算出したディスク偏心情報と、ディスク偏心テーブルＴＢＬ２に予め格納されたディスク偏心情報とを比較する（ブロック７０１）。ＣＰＵ１９は、比較結果に基づいて、ディスクシフトの発生を判定する（ブロック７０２）。

ＣＰＵ１９は、比較結果が不一致であれば、ディスクシフトの発生を検出したと判断し、ＳＧＩ温度テーブルＴＢＬ１を初期化する（ブロック７０２のＹＥＳ，７０３）。即ち、ＣＰＵ１９は、メモリ２０に格納されているＳＧＩ温度テーブルＴＢＬ１のサーボ間隔変動量ΔＳＧＩとその位相Ｐ_ＳＧＩからなる情報を全てクリアする。

次に、ＣＰＵ１９は、サーボ間隔の測定を実行して、サーボ間隔変動量ΔＳＧＩとその位相Ｐ_ＳＧＩからなるＳＧＩ情報を算出する（ブロック７０４）。ＣＰＵ１９は、測定により算出したディスク偏心情報（ディスク偏心量Ｅとディスク偏心位相Ｐ_Ｅ）をディスク偏心テーブルＴＢＬ２に保存して、ディスク偏心情報を更新する（ブロック７０５）。さらに、ＣＰＵ１９は、サーボ間隔の測定により算出したＳＧＩ情報（サーボ間隔変動量ΔＳＧＩとその位相Ｐ_ＳＧＩ）を、現時点で測定した温度値に対応するＳＧＩ情報として、ＳＧＩ温度テーブルＴＢＬ１に保存して更新する（ブロック７０６）。

図８は、図６のブロック６０５示すディスクシフト検出処理の手順を説明するためのフローチャートである。

まず、ＣＰＵ１９は、サーボ間隔の測定を実行して、サーボ間隔変動量ΔＳＧＩとその位相Ｐ_ＳＧＩからなるＳＧＩ情報を算出する（ブロック８００）。ＣＰＵ１９は、ＳＧＩ温度テーブルＴＢＬ１から現時点で測定した温度値に対応するＳＧＩ情報を取得し、このＳＧＩ情報と測定により算出したＳＧＩ情報とを比較し、この比較結果に基づいてディスクシフト発生の有無を判定する（ブロック８０１）。

ＣＰＵ１９は、比較結果が閾値以上の相違があれば、ディスクシフトを検出したと判定し、前述したように、例えば内周押し当て測定方法により、ディスク偏心情報であるディスク偏心量Ｅとディスク偏心位相Ｐ_Ｅを算出する（ブロック８０１のＹＥＳ，８０２）。さらに、ＣＰＵ１９は、ディスク偏心テーブルＴＢＬ２を参照して、保存されているディスク偏心情報と、算出したディスク偏心情報とを比較する（ブロック８０３）。即ち、ＣＰＵ１９は、ディスク偏心情報に基づいたディスクシフト検出を実行する（ブロック８０４）。これは、ＳＧＩ測定が正常に行われなかったことによるディスクシフトの誤検出を防ぐための再検出処理である。

ディスク偏心情報に基づいて、ディスクシフトを検出したと判定された場合には、ＣＰＵ１９は、ＳＧＩ温度テーブルＴＢＬ１を初期化する（ブロック８０５）。即ち、ＣＰＵ１９は、メモリ２０に格納されているＳＧＩ温度テーブルＴＢＬ１のサーボ間隔変動量ΔＳＧＩとその位相Ｐ_ＳＧＩからなる情報を全てクリアする。

次に、ＣＰＵ１９は、測定により算出したディスク偏心情報（ディスク偏心量Ｅとディスク偏心位相Ｐ_Ｅ）をディスク偏心テーブルＴＢＬ２に保存して、ディスク偏心情報を更新する（ブロック８０６）。さらに、ＣＰＵ１９は、サーボ間隔の測定により算出したＳＧＩ情報（サーボ間隔変動量ΔＳＧＩとその位相Ｐ_ＳＧＩ）を、現時点で測定した温度値に対応するＳＧＩ情報として、ＳＧＩ温度テーブルＴＢＬ１に保存して更新する（ブロック８０７）。

以上のように本実施形態のディスクドライブ１０であれば、温度を考慮して、ディスクシフトを正確に検出し、これに伴ってディスク偏心情報を更新することができる。従って、温度による影響を考慮して、結果として常に正確なディスク偏心情報を算出して保存することができる。これにより、ディスクドライブ１０では、常に正確なディスク偏心情報を使用して、ＤＯＣ機能を確実に実現することができる。

即ち、ディスクドライブ１０の動作中に、衝撃によりディスクシフトが発生すると、ディスク偏心情報を更新する必要がある。この場合、温度変動を考慮したＳＧＩ情報に基づいて、ディスクシフトの発生を正確に判定することができる。

（本実施形態の具体的効果）
まず、図９及び図１０は、本実施形態とは異なる方法により、ディスク媒体１１上のサーボ間隔からディスク媒体１１の回転変動成分の除去を試みたときの結果を説明するための図である。具体的には、図９及び図１０は、サーボ間隔測定から得たサーボ間隔との単位を揃えて差分を算出し、その差分波形の振幅と位相を求めた結果を示す図である。

図９は、ディスク偏心量が１０ｕｍの２台のディスクドライブの特性９０，９１を示す図であり、内周押し当て測定方法により測定されたトラックアドレス（測定半径）と、サーボ間隔測定から得られたサーボ間隔との単位をディスク偏心量にそろえて差分を算出し、その差分波形の振幅を求めた結果を示す図である。図１０は、同様の２台のディスクドライブの特性９２，９３を示す図であり、差分波形の位相を求めた結果を示す図である。

図９及び図１０から明白であるように、ディスク媒体の内周にて差分波形の振幅が最大で５ｕｍ、３ｕｍであり、異なる測定半径でこの差分波形をみると、測定半径によって値が異なっている。この差分波形が回転変動による成分であるとするならば、差分波形の振幅と位相は測定半径に依らないはずであるが、測定半径によって差分波形の振幅と位相の値が異なる結果を得た。従って、これは、ディスク媒体の回転変動成分を抽出できていないことを表す。

これに対して、本実施形態の方法であれば、図１１から図２６に示すような具体的効果を得ることができる。

まず、具体例としては、ディスク媒体の径が１．８インチ型で、ＤＯＣ機能を有するディスクドライブを想定している。ＤＯＣ機能での補正量をＤＯ量とする。このＤＯ量は、ディスク媒体の内周ほど増大する。例えば、０．８５インチ型のディスクドライブではディスク媒体の小径であるため、ＤＯ量が大きくなる。例えば、ディスク媒体の最内周トラックにおいて、ディスク偏心量が４０ｕｍあるときにはＤＯ量が５４ｎｍとなる。このため、トラック密度１１０ｋｔｐｉではＤＯ（ダイナミックオフセット）の影響は見えていないが、高トラック密度（例えば１６５ｋｔｐｉ）になると、ＤＯの影響でリードヘッドがデータトラックから外れて、セクタエラーが多発していた。そこでトラック密度が１６５ｋｔｐｉで、ＤＯＣ機能を適用した場合を想定する。

図１１は、トラックピッチ（ＴＰ）に対するＤＯ量の割合（ＤＯ/ＴＰ）を示す図である。図１１に示すように、トラック密度が増大するにつれてトラックピッチが低減し、ＤＯ量の割合が増大している。トラック密度１１０ｋｔｐｉではＤＯ量の割合が２４％、トラック密度１６５ｋｔｐｉではＤＯ量の割合が３６％である。即ち、ＤＯ/ＴＰが２４％以上で３６％以下の場合には、ＤＯＣ機能を適用する必要がある。

図１２は、ディスク偏心量におけるＤＯ量９４およびΔＳＧＩ量９５との関係を示す図である。図１２に示すように、ＤＯ量およびΔＳＧＩ量は、ディスク偏心量に比例して増加する。

図１３は、トラック密度におけるディスク偏心量許容誤差９６とΔＳＧＩ許容誤差量９７との関係を示す図である。ここでは、ディスク偏心によって生じるＤＯ量がトラック密度の５％以下となる場合を想定している。図１３に示すように、高トラック密度化により検出しなければならないディスク偏心量レベル及びΔＳＧＩ量レベルは、小さくなっている。

図１４は、ディスクシフトの検出仕様の定義を示す図である。検出仕様としては、サーボ間隔変動量ΔＳＧＩおよび位相をパラメータＸとして表しており、上方仕様限界ＵＳＬと下方仕様限界ＬＳＬから外れた値が得られた場合に、ディスクシフトが発生したと判断する。ＵＳＬとＬＳＬは、ＳＧＩ量許容誤差量の半分に設定されており、４．５σレベルの検出能力としている。ディスクシフトの誤検出は、統計学的には１００万回の試行回数において４回となる例が確認されている。

図１５は、トラック密度と、ディスクシフトの検出仕様での上方仕様限界ＵＳＬとの関係を示す図である。ＵＳＬはΔＳＧＩの単位で表しており、図１５に示すように、トラック密度に増加に伴いその値が増加している。高いトラック密度では、仕様限界値が小さくなっている。

図１６は、ディスク偏心量Ｅに対するΔＳＧＩのばらつきの測定結果を示す図である。ここでは、ディスクドライブの周辺温度が、０℃、３０℃、６０℃の条件下で測定された結果を示す。図１６に示すように、ΔＳＧＩのばらつきは、ディスク偏心量に依存することはなく、ΔＳＧＩの標準偏差は１２ｎｓ以下との結果が得られた。

図１７は、ディスク偏心量Ｅに対するΔＳＧＩの温度シフトの状態を示す図である。ここでは、温度が６０℃及び０℃のときで、図１７に示すように、ΔＳＧＩ量の平均値は最大２０ｎｓシフトする結果が得られた。

図１８は、平均化処理を施すことによるΔＳＧＩ量のばらつき低減効果を示す図である。ここでは、取得したサーボ間隔波形を１００周分平均化を行い、その平均波形のΔＳＧＩ量を算出した。図１８に示すように、最悪の結果で１２ｎｓあったΔＳＧＩの標準偏差σが、平均化処理による効果で１ｎｓ以下に低減している。

図１９は、ＳＧＩ温度テーブル適用によるΔＳＧＩの温度シフト低減効果を示す図である。図１９に示すように、ΔＳＧＩ量の平均値が、６０℃の温度変化で最大２０ｎｓシフトしていたが、ＳＧＩ温度テーブルを適用することにより５ｎｓ以下に低減した。尚、この値は測定ばらつきの範囲である。

図２０は、ΔＳＧＩによるディスクシフト検出可能なトラック密度向上効果を示す図である。ここで、ディスクシフト検出可能なトラック密度は、ＵＳＬに対してΔＳＧＩの温度シフト量と４．５σ値との和が小さくなるときの最も高いトラック密度である。

測定回数１回でＳＧＩ温度テーブルを適用しない場合は、ディスクシフト検出能力として、１００ｋｔｐｉの検出能力（デフォルト２００）を示す結果となった。また、サーボ間隔の１００回平均化を行うことによりΔＳＧＩの標準偏差が低減し、この平均化適用によりディスクシフト検出能力として、３００ｋｔｐｉの検出能力（２０１）を示す結果となった。更に、ＳＧＩ温度テーブルを適用することにより、ディスクシフト検出能力として、１７００ｋｔｐｉの検出能力（２０２）を示す結果が得られた。

図２１は、ディスク偏心量Ｅに対するＳＧＩ位相のばらつき結果を示す図である。図２１に示すように、ディスク偏心量が小さいほど、ＳＧＩ位相検出が増大する結果が得られた。

図２２は、温度が６０℃に変化したときに、ディスク偏心量に対するＳＧＩ位相の温度シフトを示す図である。図２２に示すように、ΔＳＧＩと同様に、６０℃の温度変化で検出されるＳＧＩ位相がシフトする結果が得られた。

図２３は、平均化処理によりＳＧＩ位相のばらつき低減効果を示す図である。図２３に示すように、ＳＧＩ波形を１００回平均化を行って位相検出を行うことにより、平均化無しによる結果（２１０）に対して、測定ばらつきが１０分の１程度に低減する結果（２１１）が得られた。

図２４は、ＳＧＩ温度テーブル適用によるＳＧＩ位相の温度シフト低減効果を示す図である。図２４に示すように、ＳＧＩ温度テーブルを適用することにより、ディスク偏心量Ｅに対するＳＧＩ位相の温度シフト量が５分の１程度に低減する結果が得られた。なお、ＳＧＩ温度テーブル適用後の測定ばらつきは、ほぼ測定誤差の範囲である。

図２５は、ＳＧＩ位相によるディスクシフト検出可能なトラック密度向上効果を示す図である。ここでは、基準波形と位相ずれによって生じる波形との差分波形の振幅を算出することにより、位相成分を振幅成分に変換する換算が行なわれている。

ディスクシフトが検出可能なトラック密度は、ＵＳＬに対してＳＧＩ位相の温度シフト量と４．５σ値の和が小さくなるときの最も高いトラック密度である。また、ディスク偏心量が小さい場合に測定ばらつき量が大きく、ＳＧＩ位相の温度シフト量と４．５σ値の和が増大する結果が得られた。図２５において、ディスク偏心量が４０ｕｍ以下における値が破線でプロットされている。ＵＳＬとＳＧＩ位相の温度シフト量と４．５σ値の和を比較し、ＳＧＩ位相の温度シフト量と４．５σ値の和がＵＳＬの値を上回ると仕様を満たしていない。以上のことから、ディスクシフト検出可能な最大トラック密度が換算される。

測定回数１回でＳＧＩ温度テーブルを適用しない場合は、ディスクシフト検出能力として、１２０ｋｔｐｉの検出能力（デフォルト２２０）を示す結果となった。また、サーボ間隔の１００回平均化を行うことによりΔＳＧＩの標準偏差が低減し、この平均化適用によりディスクシフト検出能力として、２４５ｋｔｐｉの検出能力（２２１）を示す結果となった。更に、ＳＧＩ温度テーブルを適用することにより、ディスクシフト検出能力として、４９０ｋｔｐｉの検出能力（２２２）を示す結果が得られた。

図２６は、ΔＳＧＩとＳＧＩ位相によるディスクシフト検出可能なトラック密度向上効果を示す図である。通常では、ディスクシフトの検出では、ディスク媒体の半径方向のシフト及び回転方向のシフトの両方を検出する必要がある。よって、振幅検出限界トラック密度と位相検出限界トラック密度の低い方の値で決定される。以上のことから、ディスクシフト検出可能な限界トラック密度は、本実施形態の方法を適用しない場合には、デフォルトの１００ｋｔｐｉである。本実施形態におけるサーボ間隔波形の平均化方法を適用する場合には、ディスクシフト検出可能な限界トラック密度は２４５ｋｔｐｉである。更に、本実施形態のＳＧＩ温度テーブルを適用する場合には、ディスクシフト検出可能な限界トラック密度は４９０ｋｔｐｉである。即ち、本実施形態のＳＧＩ温度テーブルを適用することにより、ディスクシフト検出限界トラック密度は、４９０ｋｔｐｉという高いトラック密度となる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の実施形態に関するディスクドライブの要部を示すブロック図。 本実施形態に関する本実施形態のＳＧＩ温度テーブルＴＢＬ１を説明するための図。 本実施形態に関するディスク偏心テーブルＴＢＬ２を説明するための図。 本実施形態に関するディスク偏心を説明するための図。 本実施形態に関するサーボ間隔とその１次成分を説明するための図。 本実施形態に関するディスク偏心情報の更新処理の手順を説明するためのフローチャート。 本実施形態に関するＳＧＩのキャリブレーション処理の手順を説明するためのフローチャート。 本実施形態に関するディスクシフト検出処理の手順を説明するためのフローチャート。 本実施形態に関する具体的効果を説明するための図で、サーボ間隔からディスク媒体の回転変動成分の除去を行なう方法を説明するための図。 本実施形態に関する具体的効果を説明するための図で、ーボ間隔からディスク媒体の回転変動成分の除去を行なう方法を説明するための図。 本実施形態に関する具体的効果を説明するための図で、トラックピッチに対するＤＯ量の割合を示す図。 本実施形態に関する具体的効果を説明するための図で、ディスク偏心量におけるＤＯ量とΔＳＧＩ量の関係を示す図。 本実施形態に関する具体的効果を説明するための図で、トラック密度における偏心量許容誤差とΔＳＧＩ許容誤差との関係を示す図。 本実施形態に関する具体的効果を説明するための図で、ディスクシフトの検出仕様の定義を示す図。 本実施形態に関する具体的効果を説明するための図で、トラック密度とディスクシフトの検出仕様での上方仕様限界との関係を示す図。 本実施形態に関する具体的効果を説明するための図で、ディスク偏心量に対するΔＳＧＩのばらつきの測定結果を示す図。 本実施形態に関する具体的効果を説明するための図で、ディスク偏心量に対するΔＳＧＩの温度シフトの状態を示す図。 本実施形態に関する具体的効果を説明するための図で、平均化処理によりΔＳＧＩ量のばらつき低減効果を示す図。 本実施形態に関する具体的効果を説明するための図で、ＳＧＩ温度テーブル適用によるΔＳＧＩの温度シフト低減効果を示す図。 本実施形態に関する具体的効果を説明するための図で、ΔＳＧＩによるディスクシフト検出可能なトラック密度向上効果を示す図。 本実施形態に関する具体的効果を説明するための図で、ディスク偏心量に対するＳＧＩ位相のばらつき結果を示す図。 本実施形態に関する具体的効果を説明するための図で、ディスク偏心量に対するＳＧＩ位相の温度シフトを示す図。 本実施形態に関する具体的効果を説明するための図で、平均化処理によりＳＧＩ位相のばらつき低減効果を示す図。 本実施形態に関する具体的効果を説明するための図で、ＳＧＩ温度テーブル適用によるＳＧＩ位相の温度シフト低減効果を示す図。 本実施形態に関する具体的効果を説明するための図で、ＳＧＩ位相によるディスクシフト検出可能なトラック密度向上効果を示す図。 本実施形態に関する具体的効果を説明するための図で、ΔＳＧＩ及びＳＧＩ位相によるディスクシフト検出可能なトラック密度向上効果を示す図。

符号の説明

１０…ディスクドライブ、１１…ディスク媒体、１２…磁気ヘッド、
１２Ｒ…リードヘッド、１２Ｗ…ライトヘッド、１３…スピンドルモータ（ＳＰＭ）、
１４…アクチュエータ、１５…ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）、
１６…プリアンプユニット、１７…リード／ライト（Ｒ／Ｗ）チャネル
１８…ディスクコントローラ（ＨＤＣ）、１９…マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）、
２０…メモリ（フラッシュメモリ）、２１…ＶＣＭドライバ、２２…温度センサ。

Claims (13)

1. スピンドルモータにより回転されて、周方向に所定の間隔を置いて複数のサーボ情報が記録されたディスク媒体と、
   前記ディスク媒体に対してデータの読み出し、またはデータの書き込みを行なう磁気ヘッドと、
   前記ディスク媒体の半径方向に、前記磁気ヘッドを移動させるアクチュエータと、
   前記ディスク媒体の周辺の温度を計測する温度計測手段と、
   前記ディスク媒体のディスク偏心量を測定する偏心量測定手段と、
   前記アクチュエータを制御して前記磁気ヘッドの位置決め動作時に行なうオフセット調整で使用する情報として、前記ディスク偏心量を示すディスク偏心情報を格納する記憶手段と、
   隣接する前記各サーボ情報の時間間隔を示すサーボ間隔を測定するサーボ間隔測定手段と、
   前記温度計測手段により計測された温度値及び前記サーボ間隔の変動量を示すサーボ間隔情報に基づいて、前記ディスク媒体のディスクシフトを検出するディスクシフト検出手段と、
   前記ディスクシフト検出手段により前記ディスクシフトが検出されたときに、前記偏心量測定手段によりディスク偏心量を測定し、この測定されたディスク偏心量を使用して前記記憶手段に格納されたディスク偏心情報を更新するディスク偏心情報更新手段と
   を具備したことを特徴とするディスク記憶装置。
2. 温度値と前記サーボ間隔の変動量とを対応付けたサーボ間隔情報を格納するサーボ間隔変動量テーブルを有し、
   前記ディスクシフト検出手段は、前記サーボ間隔変動量テーブルを参照して取得されるサーボ間隔情報、前記温度計測手段により計測された温度値及び前記サーボ間隔測定手段により測定されたサーボ間隔の変動量に基づいてディスクシフトを検出する構成であることを特徴とする請求項１に記載のディスク記憶装置。
3. 前記サーボ間隔情報は、前記温度値に対応する前記サーボ間隔の変動量と前記サーボ間隔の位相を含む構成であることを特徴とする請求項２に記載のディスク記憶装置。
4. 前記記憶手段に格納されたディスク偏心情報と、前記偏心量測定手段による測定で算出されたディスク偏心情報とを比較することにより、前記ディスクシフト検出を行なうキャリブレーション処理手段と、
   前記キャリブレーション処理手段により前記ディスクシフトが検出されたときに、前記サーボ間隔変動量テーブルの中で、前記温度計測手段により計測された温度値に対応するサーボ間隔情報を更新するＳＧＩ情報更新手段と
   を更に有することを特徴とする請求項２または請求項３のいずれか１項に記載のディスク記憶装置。
5. 前記ＳＧＩ情報更新手段は、
   前記サーボ間隔変動量テーブルを初期化し、
   前記サーボ間隔測定手段による測定で算出されたサーボ間隔情報を、前記温度計測手段により計測された温度値に対応するサーボ間隔情報として前記サーボ間隔変動量テーブルに格納して更新するように構成されていることを特徴とする請求項４に記載のディスク記憶装置。
6. 前記ディスクシフト検出手段により前記ディスクシフトが検出されたときに、前記記憶手段に格納されたディスク偏心情報と、前記偏心量測定手段による測定で算出されたディスク偏心情報とを比較することにより、比較結果が不一致の場合に前記ディスクシフトが検出されたと判定する再検出手段を有し、
   前記ディスク偏心情報更新手段は、前記再検出手段により前記ディスクシフトが検出されたときに、前記ディスク偏心情報を更新することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のディスク記憶装置。
7. 前記ディスクシフト検出手段により前記ディスクシフトが検出されたときに、前記サーボ間隔変動量テーブルの中で、前記温度計測手段により計測された温度値に対応するサーボ間隔情報を更新するＳＧＩ情報更新手段を更に有することを特徴とする請求項２または請求項３のいずれか１項に記載のディスク記憶装置。
8. 前記ディスクシフト検出手段により前記ディスクシフトが検出されたときに、前記記憶手段に格納されたディスク偏心情報と、前記偏心量測定手段による測定で算出されたディスク偏心情報とを比較することにより、比較結果が不一致の場合に前記ディスクシフトが検出されたと判定する再検出手段を有し、
   前記ＳＧＩ情報更新手段は、前記再検出手段により前記ディスクシフトが検出されたときに、前記サーボ間隔情報を更新することを特徴とする請求項７に記載のディスク記憶装置。
9. 前記ＳＧＩ情報更新手段は、
   前記サーボ間隔変動量テーブルを初期化し、
   前記サーボ間隔測定手段による測定で算出されたサーボ間隔情報を、前記温度計測手段により計測された温度値に対応するサーボ間隔情報として、前記サーボ間隔変動量テーブルに格納して更新するように構成されていることを特徴とする請求項７又は請求項８のいずれか１項に記載のディスク記憶装置。
10. スピンドルモータにより回転されて、周方向に所定の間隔を置いて複数のサーボ情報が記録されたディスク媒体と、前記ディスク媒体に対してデータの読み出し、またはデータの書き込みを行なう磁気ヘッドと、前記ディスク媒体の半径方向に、前記磁気ヘッドを移動させるアクチュエータと、前記アクチュエータを制御して前記磁気ヘッドの位置決め動作時に行なうオフセット調整で使用する情報として、前記ディスク偏心量を示すディスク偏心情報を格納した記憶手段と有するディスク記憶装置に適用するディスク偏心情報の更新方法であって、
    前記ディスク媒体の周辺の温度を計測する手順と、
    前記ディスク媒体のディスク偏心量を測定する手順と、
    隣接する前記各サーボ情報の時間間隔を示すサーボ間隔を測定する手順と、
    前記温度計測手段により計測された温度値及び前記サーボ間隔の変動量を示すサーボ間隔情報に基づいて、前記ディスク媒体のディスクシフトを検出する手順と、
    前記ディスクシフトが検出されたときに、前記測定されたディスク偏心量を使用して前記記憶手段に格納されたディスク偏心情報を更新する手順と
    を実行することを特徴とするディスク偏心情報の更新方法。
11. 温度値と前記サーボ間隔の変動量とを対応付けたサーボ間隔情報を格納するサーボ間隔変動量テーブルを有し、
    前記ディスクシフト検出の手順は、前記サーボ間隔変動量テーブルを参照して取得されるサーボ間隔情報、前記計測された温度値及び前記測定されたサーボ間隔の変動量に基づいてディスクシフトを検出することを特徴とする請求項１０に記載のディスク偏心情報の更新方法。
12. 前記記憶手段に格納されたディスク偏心情報と、前記測定されたディスク偏心情報とを比較することにより、前記ディスクシフト検出を行なうキャリブレーション処理手順と、
    前記キャリブレーション処理手順により前記ディスクシフトが検出されたときに、前記サーボ間隔変動量テーブルの中で、前記計測された温度値に対応するサーボ間隔情報を更新するＳＧＩ情報更新手順と
    を更に有することを特徴とする請求項１０または請求項１１のいずれか１項に記載のディスク偏心情報の更新方法。
13. 前記ディスクシフトが検出されたときに、前記記憶手段に格納されたディスク偏心情報と、前記測定されたディスク偏心情報とを比較することにより、比較結果が不一致の場合に前記ディスクシフトが検出されたと判定する再検出手順を有し、
    前記ディスク偏心情報更新手順は、前記再検出手順により前記ディスクシフトが検出されたときに、前記ディスク偏心情報を更新することを特徴とする請求項１０から請求項１２のいずれか１項に記載のディスク偏心情報の更新方法。

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