JP4484169B2 - 記憶装置、記憶装置制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、記憶装置におけるヘッドの漏れ磁界を検出するための記憶装置、記憶装置制御方法に関するものである。
HDD(Hard Disk Drive)装置を長期にわたって使用する場合、1つのトラックに繰り返しライトが行われると、そのトラックの近傍トラック(隣接あるいは2つ以上離れたトラック)のデータが消去される現象が懸念されている。この現象は、ライト素子の形状やライト電流の過印加などにより、ライトギャップ以外の部分から漏れ磁界が発生することを原因とするものである。これらの漏れ磁界は微弱であるため、数回のライトでは悪影響を及ぼさないが、数千回あるいはそれ以上の繰り返しライトにより、近傍トラックのデータに悪影響を及ぼす。上述した現象は、データ保障の観点から、出荷されたHDD装置にあってはならない。
上述した現象を検出するためのイレーズ試験について説明する。まず、HDD装置は、対象トラックの両側(インナ側/アウタ側)の数トラック〜数十トラック(近傍トラック)にデータを書き込む。次に、HDD装置は、対象トラックに複数回(数百〜数万回)ライトを行う。次に、HDD装置は、近傍トラックの特性を測定し、仕様を満たしているか否かを判定する。ここで、特性とは、ヘッドの出力電圧、読み取った近傍トラックのエラーレート、読み取った近傍トラックのVTM(Viterbi Trellis Margin)等である。また、仕様とは、特性の絶対値のしきい値や特性の悪化量のしきい値等である。
図13は、イレーズ試験の第1の例を示す平面図である。この図は、イレーズ試験における媒体上のトラックA,B,Cと、上部磁極71、下部磁極72、ライトギャップ73、漏れ磁界74の位置関係を示す。ここでは、ライトギャップ73がトラックB上に位置し、漏れ磁界74がトラックC上に位置する場合を示す。漏れ磁界74は、この図のように磁極の先端などに発生する。この状態で、ライトギャップ73がトラックBへの繰り返しライトを行うと、漏れ磁界74がトラックCのデータパターンを消去するため、漏れ磁界74の発生が検出される。
なお、本発明の関連ある従来技術として、隣接シリンダに記録されたサーボ情報に対してギャップイレーズフィールドが及ぼす影響を最小化させるディスクドライブでのサーボ情報の記録/検査方法がある(例えば、特許文献1参照)。
特開2004−79167号公報
上述したイレーズ試験は、近傍トラックの消去を引き起こす漏れ磁界が必ず近傍トラック上にあり、近傍トラックの特性に悪影響を及ぼすことを前提としている。しかし、ライトヘッドの形状や測定箇所のSkew角などによって漏れ磁界がトラックの間やトラックの端に位置した場合、測定結果に影響が出ず、試験を通過してしまう場合がある。
図14は、イレーズ試験の第2の例を示す平面図である。この図は、イレーズ試験における媒体上のトラックA,B,Cと、ヘッド、漏れ磁界74の位置関係を示す。ヘッドは、上部磁極71、下部磁極72、ライトギャップ73を備える。ここで、トラック幅は0.2〜0.3μm程度、上部磁極71の幅は0.2〜0.3μm程度、上部磁極71の高さは0.01〜4μm程度である。
ここでは、ライトギャップ73がトラックB上に位置し、漏れ磁界74がトラックBとトラックCの間に位置する場合を示す。この状態で、ライトギャップ73がトラックBへの繰り返しライトを行っても、漏れ磁界74がデータパターンを消去することはないため、漏れ磁界74の発生は検出されない。
また、この問題を解決するために、複数のSkew角で試験を行う方法がある。しかし、イレーズ試験は、繰り返しライトを必要とするために1つのSkew角であっても試験時間が長く、複数のSkew角で試験を行うと試験時間が更に増大してしまう。
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、記憶装置におけるヘッドの漏れ磁界を検出するための試験の試験時間を抑えつつ、漏れ磁界の見逃しを防ぐ記憶装置、記憶装置制御方法を提供することを目的とする。
上述した課題を解決するため、本発明は、所定の間隔で配置される複数のトラックと交差し前記複数のトラックに亘って連続するパターンである試験パターンが書き込まれた記憶媒体において、前記試験パターンと交差する所定のトラックである対象トラックへの書き込みを行う対象トラック書き込み部と、前記対象トラック書き込み部により上書きされた状態の前記試験パターンを読み取る試験パターン読み取り部とを備える。
また、本発明は、所定の間隔で配置される複数のトラックと交差し前記複数のトラックに亘って連続するパターンである試験パターンを記憶媒体に書き込む試験パターン書き込みステップと、前記記憶媒体における前記試験パターンと交差する所定のトラックである対象トラックに書き込みを行う対象トラック書き込みステップと、前記対象トラック書き込みステップにより上書きされた状態の前記試験パターンを読み取る試験パターン読み取りステップとを実行する。
本実施の形態に係るSTW装置の構成の一例を示すブロック図である。 本実施の形態に係るSTW装置の動作の一例を示すフローチャートである。 本実施の形態に係るサーボライト処理の一例を示すフローチャートである。 比較例のSTW装置により書き込まれたサーボパターンの全体の一例を示す平面図である。 比較例のSTW装置により書き込まれたサーボパターンの一部の一例を示す平面図である。 本実施の形態に係るSTW装置により書き込まれたサーボパターンとイレーズ試験パターンの一例を示す拡大図である。 本実施の形態に係るHDD装置の構成の一例を示すブロック図である。 本実施の形態に係るイレーズ試験の動作の一例を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る出力プロファイルの第1の例を示すグラフである。 本実施の形態に係る出力プロファイルの第2の例を示すグラフである。 本実施の形態に係る出力プロファイルの第3の例を示すグラフである。 本実施の形態に係る出力プロファイルの第4の例を示すグラフである。 イレーズ試験の第1の例を示す平面図である。 イレーズ試験の第2の例を示す平面図である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
本実施の形態においては、本発明に係るイレーズ試験を実現するためのSTW(Servo Track Write)装置とHDD装置について説明する。
まず、本実施の形態に係るSTW装置の構成について説明する。
図1は、本実施の形態に係るSTW装置の構成の一例を示すブロック図である。このSTW装置は、コントロールPC(Personal Computer)11、クロックパターンジェネレータ21、クロックヘッド制御部22、クロックヘッド23、DSP(Digital Signal Processor)サーボボード31、パワーアンプセンサ32、ヘッド34、VCM(Voice Coil Motor)35、スピンドルモータドライバ41、SPM(Spindle Motor)42を備える。STW装置には、複数の媒体51(磁気記憶媒体、磁気ディスク)が取り付けられる。複数の媒体51のうち一番下の媒体はダミー媒体である。
コントロールPC11は、クロックパターンジェネレータ21、DSPサーボボード31、スピンドルモータドライバ41の制御を行う。クロックパターンジェネレータ21は、コントロールPC11からの指示に従ってクロックパターンを生成してクロックヘッド制御部22へ送る。クロックヘッド制御部22は、クロックパターンをクロックヘッド23へ送る。クロックヘッド23は、クロックパターンをダミー媒体へ書き込む。
DSPサーボボード31は、コントロールPC11からの指示に従ってパワーアンプセンサ32の制御を行う。パワーアンプセンサ32は、DSPサーボボード31からの指示に従ってVCM35及びヘッド34を制御する。VCM35は、パワーアンプセンサ32からの指示に従ってヘッド34を移動させる。ヘッド34は、パワーアンプセンサ32からの信号を媒体51へ書き込む。スピンドルモータドライバ41は、コントロールPC11からの指示に従ってSPM42の制御を行う。SPM42は、スピンドルモータドライバ41からの指示に従って、複数の媒体51を駆動する。
次に、本実施の形態に係るSTW装置の動作について説明する。図2は、本実施の形態に係るSTW装置の動作の一例を示すフローチャートである。まず、STW装置に媒体51が取り付けられると、コントロールPC11からの指示により、スピンドルモータドライバ41及びスピンドルモータ42は、媒体51の回転を開始させる(S12)。次に、コントロールPC11からの指示により、クロックパターンジェネレータ21は、クロックパターンライト処理を行う(S13)。クロックパターンライト処理において、クロックパターンジェネレータ21は、クロックパターンを生成し、クロックヘッド制御部22は、クロックヘッド23へクロックパターンを送り、クロックヘッド23はダミー媒体へクロックパターンを書き込む。
次に、コントロールPC11からの指示により、DSPサーボボード31及びパワーアンプセンサ32は、ヘッド34を目的の媒体半径方向の位置へ移動させる(S14)。次に、コントロールPC11からの指示により、DSPサーボボード31は、一周分のサーボライト処理を行う(S15、試験パターン書き込みステップ)。サーボライト処理において、DSPサーボボード31は、パワーアンプセンサ32にサーボライトの指示を送り、パワーアンプセンサ32は、ヘッド34へサーボパターンまたはイレーズ試験パターンを送り、ヘッド34は、受け取ったパターンを媒体51へ書き込む。
次に、コントロールPC11は、媒体51の全面に対してサーボライト処理を終了したか否かの判断を行い、終了していない場合(S16,N)、処理S14へ戻り、終了した場合(S16,Y)、コントロールPC11からの指示により、スピンドルモータドライバ41は、スピンドルモータ42の制御を行い、媒体51の回転を停止させ(S17)、このフローは終了する。その後、媒体51はSTW装置から取り外され、HDD装置へ取り付けられる。
次に、サーボライト処理について説明する。
図3は、本実施の形態に係るサーボライト処理の一例を示すフローチャートである。まず、目的の位置へのシークが完了すると、クロックヘッド23により読み取られたクロックパターンに基づいてヘッド34の媒体円周方向の位置を検出し、DSPサーボボード31は、ヘッド34の媒体円周方向の位置に基づいてサーボパターン書き込み開始のタイミング待ちを行い(S22)、サーボパターンの書き込み開始を行い(S23)、サーボパターンの書き込み終了を行う(S24)。次に、DSPサーボボード31は、イレーズ試験パターンの書き込みを行う位置であるか否かの判断を行う(S25)。イレーズ試験パターンの書き込みを行う場合とは、ヘッド34の媒体円周方向の位置が所定のイレーズ試験パターンの書き込み位置となった場合である。
イレーズ試験パターンの書き込みを行わない場合(S25,N)、DSPサーボボード31は、処理S28へ移行する。一方、イレーズ試験パターンの書き込みを行う場合(S25,Y)、DSPサーボボード31は、イレーズ試験パターンの書き込み開始を行い(S26)、イレーズ試験パターンの書き込み終了を行う(S27)。次に、DSPサーボボード31は、一周したか否かの判断を行い(S28)、一周していない場合(S28,N)、処理S22へ戻り、一周した場合(S28,Y)、このフローは終了する。
比較例のサーボライト処理と比較すると、本実施の形態に係るサーボライト処理は、サーボパターンの間に新たなイレーズ試験パターンの書き込みを行う点(S25〜S27)が異なる。
図4は、比較例のSTW装置により書き込まれたサーボパターンの全体の一例を示す平面図である。この図は、媒体全体におけるサーボパターンの配置を示す。図5は、比較例のSTW装置により書き込まれたサーボパターンの一部の一例を示す平面図である。この図は、図4の一部を拡大したものである。サーボパターンは、媒体円周方向に配置されるトラックA,B,Cに交差し、トラックA,B,Cを横断するように連続して書き込まれる。また、サーボパターンは、媒体円周方向に一定間隔で書き込まれ、サーボパターンの間の領域がデータ領域となる。ここで、サーボパターンの媒体円周方向の幅は40μm程度、サーボパターンの媒体円周方向の間隔は700μm程度である。
また、この図は、HDD装置により書き込まれるデータパターンの位置も示す。データパターンは、通常、上述したデータ領域において媒体半径方向に所定の間隔で配置されたトラック上に書き込まれる。隣接するトラックが近すぎると、HDD装置はデータの読み取りの際に所望のトラックからの信号と隣接するトラックからの信号を同時に読み取ってしまい、所望のトラックのデータのみを再生することが難しくなる。従って、トラック間には一定の隙間が設けられ、その隙間にデータパターンは書き込まれない。
一方、サーボパターンは、ヘッドのポジショニングのためのパターンであり、トラック間の隙間は存在しない。通常、STW装置は、一周分のサーボパターンを書き込むと、ライトコア幅の1/5〜1/2のステップで媒体半径方向に移動し、次の一周分のサーボパターンを書き込む。従って、サーボパターンは、インナからアウタまで隙間のない状態で連続して書き込まれる。
図6は、本実施の形態に係るSTW装置により書き込まれたサーボパターンとイレーズ試験パターンの一例を示す拡大図である。この図は、図5と同様のスケールでサーボパターンとイレーズ試験パターンの配置を示す。サーボパターンの配置は、比較例と同様である。更に、本実施の形態においては、上述したデータ領域において所定の2本のサーボパターンの中間に、サーボパターンと同様の形状をした1本のイレーズ試験パターンが配置される。本実施の形態において、イレーズ試験パターンは、サーボパターンに続いて書き込まれるため、サーボパターンと同様、媒体半径方向にライトコア幅の1/5〜1/2のステップで書き込まれる。
なお、イレーズ試験パターンは、サーボパターン以外の複数個所に書き込まれても良い。また、所定の2本のサーボパターンの間に複数のイレーズ試験パターンが配置されても良い。
STW装置によりサーボパターン及びイレーズ試験パターンが書き込まれた媒体がHDD装置に搭載された後、イレーズ試験パターンは、トラックに書き込まれるデータパターンで上書きされる。
次に、本実施の形態に係るHDD装置の構成について説明する。
図7は、本実施の形態に係るHDD装置の構成の一例を示すブロック図である。このHDD装置は、制御部61、SPM62、VCM63、ヘッド制御部64、ヘッド66、媒体51を備える。制御部61は、SPM61、VCM63、ヘッド制御部64の制御を行う。SPM62は、制御部61から指示に基づいて媒体51を駆動させる。VCM63は、制御部61から指示に基づいてヘッド66を移動させる。ヘッド66は、ヘッド制御部64からの信号を媒体51へ書き込むと共に、媒体51から読み取った信号をヘッド制御部64へ送る。ヘッド制御部64は、制御部61からの信号をヘッド66へ送ると共に、ヘッド66からの信号を制御部61へ送る。
次に、本実施の形態に係るHDD装置によるイレーズ試験の動作について説明する。
図8は、本実施の形態に係るイレーズ試験の動作の一例を示すフローチャートである。媒体へデータパターンが記録される前に、このイレーズ試験は実行される。まず、制御部61は、媒体51を回転させるようにSPM61へ指示を送る(S31)。次に、制御部61は、ヘッド66を対象トラックへ移動させるようにVCM63へ指示を送る(S32)。ここで、対象トラックは、予め定められた繰り返しライトを行うトラックである。
次に、制御部61は、対象トラックに対して所定の回数(数百回〜数万回)の繰り返しライトを行う(S33、対象トラック書き込みステップ)。ここでは、繰り返しライトとして対象トラックのイレーズを行うとする。次に、制御部61は、対象トラックの近傍にわたってヘッド66を移動させるようにVCM63へ指示を送ると共にイレーズ試験パターンの読み取りによるヘッド66からの出力電圧をヘッド制御部64から取得し、ヘッド66の媒体半径方向の位置に対する出力電圧を出力プロファイルとして測定し(S34、試験パターン読み取りステップ)、このフローは終了する。ここで、制御部61は出力プロファイルとして出力電圧を取得したが、読み取ったイレーズ試験パターンのエラーレートや読み取ったイレーズ試験パターンのVTMを取得しても良い。
なお、対象トラックを複数としても良い。この場合、対象トラック毎に処理S32〜S34が繰り返される。また、処理S32,S33を行う前に、処理S34を行うことにより、初期状態の出力プロファイルを測定し、初期状態の出力プロファイルと繰り返しライト後の出力プロファイルとを比較しても良い。
なお、対象トラック書き込み部は、実施の形態における制御部61の処理S33に対応する。また、試験パターン読み取り部は、実施の形態における制御部61の処理S34に対応する。
次に、出力プロファイルの具体例について説明する。
まず、漏れ磁界が発生していない場合の出力プロファイルの具体例を示す。図9は、本実施の形態に係る出力プロファイルの第1の例を示すグラフである。横軸は、ライトギャップの媒体半径方向の位置(半径方向位置)[μm]を示し、縦軸は、出力電圧[μVpp]を示す。この図において、イレーズ試験パターンは、半径方向位置2.3μm以下の領域に書き込まれている。また、対象トラックは、半径方向位置0.5μm以下の領域である。以下、対象トラックの領域(半径方向位置0.5μm以下)をトラック領域とし、イレーズ試験パターンが書き込まれ、且つトラック領域でない領域(半径方向位置0.5μm以上2.3μm以下)を試験領域とする。
処理S33においてライトギャップが対象トラックに対するイレーズを行うことにより、イレーズ試験後、トラック領域において出力電圧は低い値となる。また、出力プロファイルの第1の例のように、漏れ磁界が発生していない場合、試験領域においては、イレーズ試験パターンが残ることにより、出力電圧は変動するものの、高い値となる。また、イレーズ試験パターンが書かれていない領域において、出力電圧は低い値となる。
次に、漏れ磁界が発生している場合の出力プロファイルの具体例を示す。図10は、本実施の形態に係る出力プロファイルの第2の例を示すグラフである。図11は、本実施の形態に係る出力プロファイルの第3の例を示すグラフである。図12は、本実施の形態に係る出力プロファイルの第4の例を示すグラフである。出力プロファイルの第2の例〜第4の例において、横軸及び縦軸は、漏れ磁界が発生していない場合の出力プロファイルと同様である。また、出力プロファイルの第2の例〜第4の例において、点線で示された出力プロファイルは、上述した第1の例(漏れ磁界が発生していない場合)の出力プロファイルであり、実線で示された出力プロファイルは、漏れ磁界が発生している場合の出力プロファイルである。
試験領域において、出力電圧が低い部分が存在する場合、漏れ磁界が発生することによりイレーズ試験パターンがイレーズされたと判断することができる。出力プロファイルの第2の例では、試験領域内の半径方向位置1.2μm付近で出力電圧が低下している。同様に、出力プロファイルの第3の例では、試験領域内の半径方向位置1.4μm付近で出力電圧が低下している。同様に、出力プロファイルの第4の例では、試験領域内の半径方向位置1.9μm付近で出力電圧が低下している。
また、試験領域内において出力電圧が低下する半径方向位置は、漏れ磁界の半径方向位置に対応する。この位置は、ヘッド形状やSkew角によって変化する。
なお、イレーズ試験パターンが書き込まれる半径方向位置、及びイレーズ試験の対象トラックは、イレーズ試験時のSkew角が適切な値になるように決定される。この適切な値とは、ライトギャップによるイレーズと漏れ磁束によるイレーズとが区別できる値以上であれば良い。
なお、出力プロファイルとして出力電圧の代わりにエラーレートまたはVTMを用いる場合、イレーズ試験パターンが残っている半径方向位置ではエラーレートまたはVTMが小さく、イレーズ試験パターンが上書きされている半径方向位置ではエラーレートまたはVTMが大きくなる。従って、試験領域において所定の値より高いエラーレートまたはVTMが検出された場合、漏れ磁束が発生していると判断することができる。
本実施の形態によれば、イレーズ試験パターンが書き込まれた媒体に対して、繰り返しライトによるイレーズを行い、イレーズ試験パターンがイレーズされた状態を読み取ることにより、漏れ磁界を検出することができる。また、イレーズ試験パターンがトラックと交差しトラック間で連続していることにより、図14のような漏れ磁界も検出することができる。
本発明によれば、記憶装置におけるヘッドの漏れ磁界を検出するための試験の試験時間を抑えつつ、漏れ磁界の見逃しを防ぐことができる。

Claims (16)

  1. 所定の間隔で配置される複数のトラックと交差し前記複数のトラックに亘って連続するパターンである試験パターンが書き込まれた記憶媒体において、前記試験パターンと交差する所定のトラックである対象トラックへの書き込みを行う対象トラック書き込み部と、
    前記対象トラック書き込み部により上書きされた状態の前記試験パターンを読み取る試験パターン読み取り部と
    を備える記憶装置。
  2. 請求の範囲第1項に記載の記憶装置において、
    前記対象トラック書き込み部は、前記対象トラックへ複数回の書き込みを行う記憶装置。
  3. 請求の範囲第1項に記載の記憶装置において、
    前記対象トラック書き込み部による前記対象トラックへの書き込みは、前記対象トラックのイレーズである記憶装置。
  4. 請求の範囲第1項に記載の記憶装置において、
    前記試験パターン読み取り部は、前記試験パターンに沿ったヘッドの位置と、該位置における前記試験パターンの読み取り結果とを出力する記憶装置。
  5. 請求の範囲第4項に記載の記憶装置において、
    前記読み取り結果は、ヘッドからの出力電圧、読み取った前記試験パターンのエラーレート、読み取った前記試験パターンのVTMのいずれかである記憶装置。
  6. 請求の範囲第1項に記載の記憶装置において、
    前記記憶媒体には、複数のサーボパターンが書き込まれており、複数の所定のサーボパターンの間に少なくとも1つの前記試験パターンが書き込まれている記憶装置。
  7. 請求の範囲第6項に記載の記憶装置において、
    前記記憶媒体は、磁気ディスクであり、
    前記サーボパターンは、前記磁気ディスクの半径方向に書き込まれ、
    前記試験パターンは、前記磁気ディスクの半径方向に書き込まれ、
    前記トラックは、前記磁気ディスクの円周方向に書き込まれる記憶装置。
  8. 請求の範囲第7項に記載の記憶装置において、
    前記試験パターンは、前記対象トラックにおけるSkew角が所定値以上となる領域に書き込まれている記憶装置。
  9. 所定の間隔で配置される複数のトラックと交差し前記複数のトラックに亘って連続するパターンである試験パターンを記憶媒体に書き込む試験パターン書き込みステップと、
    前記記憶媒体における前記試験パターンと交差する所定のトラックである対象トラックに書き込みを行う対象トラック書き込みステップと、
    前記対象トラック書き込みステップにより上書きされた状態の前記試験パターンを読み取る試験パターン読み取りステップと
    を備える記憶装置制御方法。
  10. 請求の範囲第9項に記載の記憶装置制御方法において、
    前記対象トラック書き込みステップは、前記対象トラックへ複数回の書き込みを行う記憶装置制御方法。
  11. 請求の範囲第9項に記載の記憶装置制御方法において、
    前記対象トラック書き込みステップによる前記対象トラックへの書き込みは、前記対象トラックのイレーズである記憶装置制御方法。
  12. 請求の範囲第9項に記載の記憶装置制御方法において、
    前記試験パターン読み取りステップは、前記試験パターンに沿ったヘッドの位置と、該位置における前記試験パターンの読み取り結果とを出力する記憶装置制御方法。
  13. 請求の範囲第12項に記載の記憶装置制御方法において、
    前記読み取り結果は、ヘッドからの出力電圧、読み取った前記試験パターンのエラーレート、読み取った前記試験パターンのVTMのいずれかである記憶装置制御方法。
  14. 請求の範囲第9項に記載の記憶装置制御方法において、
    前記試験パターン書き込みステップは、前記記憶媒体へ複数のサーボパターンを書き込むと共に、前記サーボパターンの間に少なくとも1つの前記試験パターンを書き込む記憶装置制御方法。
  15. 請求の範囲第14項に記載の記憶装置制御方法において、
    前記記憶媒体は、磁気ディスクであり、
    前記サーボパターンは、前記磁気ディスクの半径方向に書き込まれ、
    前記試験パターンは、前記磁気ディスクの半径方向に書き込まれ、
    前記トラックは、前記磁気ディスクの円周方向に書き込まれる記憶装置制御方法。
  16. 請求の範囲第15項に記載の記憶装置制御方法において、
    前記試験パターンは、前記対象トラックにおけるSkew角が所定値以上となる領域に書き込まれている記憶装置制御方法。
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