JPH05114254A - 磁気デイスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気ディスク装置のエラレートを改善し、さ
らにヘッド位置制御できないトラックがあった場合に生
じるシークエラーの防止を目的とする。 【構成】 ヘッド位置検出部１３においてＲ／Ｗアンプ
131 の出力信号をイコライザ132 に供給する。上記イコ
ライザ132 は出力信号をパルス検出回路133 、サーボ検
出回路134 を介して位置情報生成回路138 に供給すると
共に、エンベロープ検出回路135 、積分回路136 、A/D
変換器137 を介して位置情報生成回路138に信号を供給
している。このヘッド位置検出部１３でサーボパターン
のサーボセクタ領域信号SV-PRT、サーボ誤検出信号SV-E
RRをサーチしてトラック中に異常が検出された場合、サ
ーボオフ状態の判定によって異常を検出し、この不良箇
所のデータを再配置するようにして全トラックの不良箇
所をチェックする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セクタサーボ方式を用
いる例えばコンピュータの外部記憶装置に適用して好適
な磁気ディスク装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ヘッドの位置決めサーボには、アクチュ
エータにボイスコイルモータを用いて、高い記録トラッ
ク密度に対応させるため等角間隔で放射状に形成された
セクタを用い、このセクタの先頭領域にサーボパターン
が配されたサーボ方式が用いられている。上記セクタ毎
にディスク面を分割して磁気ディスク装置は記録の高密
度化、大容量化を図っている。この高密度化、大容量化
に伴って磁気ディスク装置は、高度の制御技術が要求さ
れる。この要求を実現する方法の一つとして高速ディジ
タル演算処理を行うＤＳＰ（Digital Signal Processo
r) が用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うに高度の制御技術を要求される記録媒体に何らかの原
因による傷等でデータの欠陥（defect)が発生した場
合、セクタサーボ方式の磁気ディスク装置では、たとえ
不良サーボパターンを有するセクタがあった場合、何ら
対応措置をとることなくヘッドずれが起きたまま上記不
良サーボセクタのデータセクタにデータの書き込み／読
み出しを行っていた。また、連続して記録の書き込み／
読み出しのできないセクタがあっても磁気ディスク装置
は、何ら対応措置をとっていなかった。従って、不良の
サーボパターンデータが書き込まれているサーボセクタ
をアクセスしても予想されるサーボパターンと異なって
いるため、ヘッドの位置決めのサーボが外乱として作用
してシークエラーになってしまう。

【０００４】上述したようにサーボパターン領域に不良
が生じたならば、例えばこの不良サーボセクタ内のデー
タセクタに書き込まれているデータを読み出すことは、
困難になる。

【０００５】そこで、本発明は上述の実情に鑑み、記録
媒体に不良サーボパターンを有することによって生じ
る、例えばエラーレートの悪化やヘッドのシークエラー
等の不具合を防止する磁気ディスク装置の提供を目的と
するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る磁気ディス
ク装置は、セクタサーボ方式を用いる磁気ディスク装置
において、不良サーボセクタが検出された場合、上記不
良サーボセクタ中のデータセクタのデータを予備に設け
たデータ記録が可能な予備領域に再配置することによ
り、上述した課題を解決する。

【０００７】ここで、任意のトラックにおけるセクタの
サーボパターンが予想されるセクタのサーボパターンと
異なっている場合、リアサインブロック（Reassign Blo
ck)用として、１トラックあたり１セクタのデータセク
タを設けている。また、１周あたり規定したセクタ数以
上の不良セクタが検出された場合、リアサイントラック
（Reassign Track) 用として、セクタ内の記録密度を略
々一定にするように分割された各ゾーンあたり１本のト
ラックを設けている。

【０００８】

【作用】本発明に係る磁気ディスク装置は、不良サーボ
セクタが検出されたとき、データセクタのデータを再配
置して、再配置前の不良サーボセクタへのアクセスを回
避する。

【０００９】

【実施例】本発明に係る磁気ディスク装置における一実
施例について図面を参照しながら説明する。

【００１０】本発明の磁気ディスク装置で用いているト
ラックアドレスパターンについて図面を参照しながら説
明する。

【００１１】本発明の磁気ディスク装置は、このセクタ
サーボ方式で不良サーボセクタが検出された場合、上記
不良サーボセクタ中のデータセクタのデータを予備に設
けたデータ記録が可能な予備領域に再配置するソフトウ
ェア的な処理によって対応している。また、この磁気デ
ィスク装置において記録媒体は、等分割したセクタの内
周側と外周側での記録密度が略々等しくなるようにさら
にゾーンに分割して記録するゾーンビットレコーディン
グ（Zone Bit Recording) 方式を用いている。このゾー
ンビットレコーディング方式では、ゾーン毎に分割する
ことによって生じるトラックの端数を再配置用のトラッ
クとしても利用する方法も採られている。

【００１２】上記再配置するためのソフトウェアを図１
に示すフローチャートで説明する前に本件出願人が提案
しているサーボパターンについて図２及び図３と図４に
示す磁気ディスク装置の概略的なブロック図を参照しな
がら簡単に説明する。このセクタサーボ方式の磁気ディ
スクは、図２に示す例えば２．５インチで241.5 μｓ毎
に７１セクタに分割し、総トラック数が１３９１トラッ
クを有している。また、３．５インチでは181.5 μｓ毎
に９０セクタに分割してディスク面にサーボパターンＳ
ＳＰが書かれている。

【００１３】図３では、上記サーボパターンＳＳＰに書
き込まれている各種のサーボパターンを図示している。
ここで、図３に示すように所定の基準信号がＷ／Ｒセト
リング領域を経てプリバースト信号ＢＳ、信号レベル補
正用の基準信号ＡＧＣ、同期信号ＳＹＮＣ等でなる。上
記同期信号ＳＹＮＣには、サーボヘッダＳＨ、クロック
ＣＬＫ、パターンシンクＰＡＴ ＳＹＮＣに分けて各種
の信号が記録されている。

【００１４】この記録がされた後、この場合、偶数トラ
ック２、４、６、・・・の記録トラックに対してトラッ
クセンタＴＣが一致するように記録トラック幅Ｔ_BWで、
第１のバースト信号Ｘと、奇数トラック１、３、５、・
・・の記録トラックに対してトラックセンタＴＣが一致
するように記録トラック幅Ｔ_BWで、第２のバースト信号
Ｙを記録すると共に、各２トラック単位で偶数番目のト
ラックセンタＴＣの略々近傍で値が変化するように第１
のアドレス情報ＡＤ０、ＡＤ１、ＡＤ２、・・・と、奇
数番目のトラックセンタＴＣの略々近傍で値が変化する
ように第２のアドレス情報Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２、・・・と
を記録している。上記第１のレベル検出信号Ｘと第２の
レベル検出信号Ｙの比較結果から求めるアドレスＡＤを
検出し、第２のアドレス情報で補正して磁気ヘッドの位
置を検出している。

【００１５】さらに、トラッキング制御用のサーボ信号
Ａ及びＢがトラックと直交方向に互いに逆向きのオフセ
ットをかけた異なる位置に市松状に記録された後、所定
の基準信号Ｃの３つのバースト信号がいわゆるファイン
パターンＦＰとして記録されてこれら全体でサーボセク
タを形成している。

【００１６】後述する図４において詳述するが、磁気デ
ィスク装置は、磁気ヘッド１２ａから出力される再生信
号をヘッド位置検出部１３に供給する。上記ヘッド位置
検出部１３で検出した信号は、１６ビットのＤＳＰバス
を介してデータを記憶しておくＲＡＭ１４と高速ディジ
タル信号演算処理を行うＤＳＰ１５に送出している。上
記ＤＳＰ１５の制御は、ＣＰＵ１６によって行ってい
る。上記ヘッド位置検出部１３での検出信号に対する補
正量等の演算処理結果のディジタル信号が上記ＤＳＰバ
スを介してＤ／Ａ変換器１７に供給される。このＤ／Ａ
変換器１７でアナログ信号にしてＬＰＦ１８を介した制
御信号をボイスコイルモータ駆動回路１９は、ボイスコ
イルモータ２０への電流供給を制御して磁気ヘッド１２
ａの目標の位置に対する現在の磁気ヘッド１２ａの位置
を補正して高速に効率良くシークさせている。

【００１７】上述した磁気ディスク装置が、このセクタ
サーボ方式で不良サーボセクタが検出手順とその処理に
ついて図１を参照しながら説明する。ステップＳ１０で
サーボパターンの欠陥（defect) の検出ルーチンを開始
する。ステップＳ１１でサーボセクタの領域を示すサー
ボセクタ領域信号SV-PRT、サーボセクタ情報が検出され
たかを示すサーボ誤検出信号SV-ERRで１周のサーボセク
タ中に機械的な傷等による異常なサーボセクタがあるか
どうかを検出している。この検出において、磁気ディス
ク装置は、各サーボセクタ内のアドレスＡＤといわゆる
ファインパターンＦＰ、上記第１及び第２のバースト信
号Ｘ、Ｙの信号をこの装置用の“メインテナンスコマン
ド”でチェックする。同時にステータス情報もチェック
して検出されたアドレス等の情報を記憶しておく。

【００１８】このサーボセクタの各領域項目において欠
陥と判別する規定は、例えば、ＡＧＣは８ビット中半分
エラーがある場合、また、ファインパターンＣの１２ビ
ット中３ビットのエラーまでに対して１０％程度の精度
を保つことができるが、４ビット以上のエラーが発生し
た場合に欠陥が存在して異常ありと判定している。

【００１９】ステップＳ１２では、上記規定に従って１
周中の全セクタのチェックが完了したかどうか判別して
いる。まだ全周のチェックが済んでいない場合、ステッ
プＳ１３に進む。また、全周のチェックが済んだ場合、
ステップＳ１６に進む。ステップＳ１３では、例えばス
テップＳ１１の異常サーボセクタの検出開始からのこれ
までに要した時間がどのくらいかをみてサーボオフの状
態かどうか判定している。すなわち例えば３セクタ以上
の長い情報の欠陥がある場合、トラッキングサーボが外
れてしまう虞れがあるからである。このため、欠陥が３
セクタ以上より長い場合、図４に示したＤＳＰ１５は、
サーボ制御を停止してステップＳ１４に進む。また、設
定されたタイムアウト時間内、すなわちサーボオンの場
合、ステップＳ１１に戻って上記各ルーチンを繰り返
す。

【００２０】ステップＳ１４では、この時間を要した不
良箇所のアドレスを含むトラックのサーボパターンのデ
ータを再配置する。ステップＳ１５では、この再配置後
に“スタートコマンド”を供給してステップＳ１１に戻
してこのトラックにおける異常セクタの有無を確認す
る。ステップＳ１２で全周のチェックが完了したとき、
ステップ１６に移行してステップＳ１６では、ハード的
に検出された不良サーボセクタ及びソフト的に検出され
た不良サーボセクタを含めた異常サーボセクタの検出が
されたかどうかを判定している。ここで、異常サーボセ
クタが検出された場合、ステップＳ１７では異常サーボ
セクタを含むこの不良箇所のトラックのサーボパターン
のデータを再配置する。この再配置してステップＳ１８
に進む。また、ステップＳ１６において不良サーボセク
タが検出されなかった場合もステップＳ１８に進む。

【００２１】ステップＳ１８では、次のトラック、ある
いは指定された新たな目標位置に磁気ヘッドをシークさ
せてステップＳ１９に進む。ステップＳ１９でこの磁気
ディスクの全トラックのチェックが完了したかどうかを
判別している。まだ完了していない場合は、ステップＳ
１１に戻って上述したルーチンを繰り返す。チェック完
了している場合はステップＳ２０に進んでこのサーボパ
ターンの欠陥検出のルーチンを終了する。

【００２２】なお、この情報の欠陥を除去するため、バ
ーン−イン（Burn-in)工程でサーボパターンの検出を行
い、（ｎ＋１）セクタ以上にまたがる欠陥が検出された
場合にいわゆるリアサイントラック、すなわちトラック
全周を再配置し、ｎセクタ以下の欠陥が検出された場合
にいわゆるリアサインブロックとする処理を行ってい
る。

【００２３】前述したようにセクタサーボ方式を用いる
中でも記録媒体は、例えば、記録容量を増やすためゾー
ンビットレコーディング方式を用いて、３．５インチの
磁気ディスクは１９５９本のデータシリンダを有する。
この中で各ゾーンに対して１本の割合、すなわち再配置
用のシリンダが計４シリンダ分用意している。また、
２．５インチの磁気ディスクの場合、１２８９本のデー
タシリンダ中で各ゾーンに対して１本の割合、すなわち
再配置用のシリンダが計８シリンダ分用意している。こ
こで、上記シリンダとは両面ディスクの同一番号のトラ
ックの対をこのように呼んでいる。

【００２４】このように本発明においては、サーボパタ
ーンのデータの欠落に対しても上記再配置の領域を持つ
よう磁気ディスクのデータ領域を設けている。

【００２５】この不良サーボパターンのセクタを不良サ
ーボセクタを含むトラックのデータを代替用トラックに
再配置して、上記不良サーボセクタをサクセスしないよ
うにすることによって磁気ディスク装置のエラーレート
を良くすることができる。また、情報の欠陥による損傷
を受けているサーボセクタをアクセスしないようになる
ため、シークエラーもなくすことができる。

【００２６】このようにしてサーボパターンに欠陥が発
生しても異常の発生したトラック全体、または必要に応
じてトラックの一部であるブロック領域を再配置するこ
とによって、上記不良サーボセクタのあるデータセクタ
への読み出し／書き込みをしなくなったり、長い欠陥の
発生による磁気ヘッドの位置決めができなくなる等の不
具合を防止することができるようになる。

【００２７】上記セクタサーボパターンを走査した際の
再生ＲＦ信号に基づいてヘッドの位置制御等が行われ
る。上記制御を行うための構成について図４に示すハー
ドディスク装置における概略的ブロック図を参照しなが
ら説明する。このハードディスク装置は、主にスピンド
ルモータ１１、アクチュエアータの一部であるヘッドア
ーム１２の先端の磁気ヘッド１２ａ、ヘッド位置検出部
１３、ＲＡＭ１４、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳ
Ｐ）１５、ＣＰＵ１６、Ｄ／Ａ変換器１７、ＬＰＦ１
８、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）駆動回路１９及びボ
イスコイルモータ２０等で構成している。

【００２８】この装置で記録／再生する記録媒体は、例
えば磁気ディスク１０を用いている。磁気ディスク１０
は、円周方向のトラックに対し等間隔に数十のセクタに
分割されている。上記各セクタには、それぞれの位置決
めのために必要なアドレス情報やファインパターン等の
情報が上記セクタサーボパターン（ＳＳＰ）に書き込ま
れている。位置決め制御は、このセクタサーボパターン
からの情報に応じて行われる。

【００２９】さらに、上記ヘッド位置検出部１３は、リ
ードライト（Ｒ／Ｗ）アンプ１３１、イコライザ回路１
３２、パルス検出回路１３３、サーボ検出回路１３４、
エンベロープ検波回路１３５、積分回路１３６、Ａ／Ｄ
変換器１３７及び位置情報生成回路１３８で構成してい
る。

【００３０】上記ブロック構成の動作について信号の流
れに沿って簡単に説明する。ヘッドアーム１２の位置検
出をする際に記録媒体である磁気ディスク１０上の書き
込まれたセクタサーボパターン（ＳＳＰ）を再生し、こ
のセクタサーボパターン（ＳＳＰ）から得られる位置情
報を基に位置検出制御を行っている。セクタサーボパタ
ーン（ＳＳＰ）からの再生信号は、アクチュエータの一
部であるヘッドアーム１２の先端のヘッド１２ａを介し
て上記リードライトアンプ１３１に供給している。

【００３１】このリードライトアンプ１３１は、上記再
生信号を増幅してイコライザ回路１３２に送出してい
る。

【００３２】上記イコライザ回路１３２は、上記セクタ
サーボパターンの情報の中からトラックアドレスＡＤに
関する情報やファインパターンＦＰからのバースト信号
によってヘッド１２ａのトラッキングに関する情報を検
出して上記エンベロープ検波回路１３５に供給すると共
に、上記パルス検出回路１３３に供給する。

【００３３】パルス検出回路１３３は、正負のスライス
レベルに対するＲＦ信号のレベルの大小を判別してサー
ボ検出回路１３４に供給する。サーボ検出回路１３４
は、入力信号がサーボパターンかどうかをチェックして
領域の特定を行って検出信号をエンベロープ検波回路１
３５に出力する。上記イコライザ回路１３２からの出力
信号は、上記検出信号のタイミングに応じてエンベロー
プ検波回路１３５で検波される。このエンベロープ検波
回路１３５からの検波出力は、上記積分回路１３６で整
流され、この電圧値がＡ／Ｄ変換器１３７に供給され
る。Ａ／Ｄ変換器１３７は、例えばシステムクロックに
同期した信号に応じてサンプリングしたデータをディジ
タル量に変換して、このデータを位置情報生成回路１３
８に供給する。

【００３４】このデータはディジタル信号プロセッサ
（以下ＤＳＰと略す）１５に例えば１６ビットからなる
ＤＳＰバスを介して供給されると共に、ＲＡＭ１４にも
供給している。上記ＤＳＰ１５は、上記ＣＰＵ１６によ
って制御されている。また、必要に応じて上記ＣＰＵ１
６は、ＤＳＰ１５からデータを読み込んで各種のフラグ
等のチェックや計算も行っている。上記ＤＳＰ１５は、
位置検出サーボ量を計算して現在の磁気ヘッド１２ａの
位置を知ることができる。また、制御データは、上記Ｃ
ＰＵ１６での演算により位置制御データの補正も行われ
る。この補正によってＤＳＰ１５は、例えばヘッドに加
わる外力等を補正する制御信号も含めてＤ／Ａ変換器１
７に出力にしている。

【００３５】Ｄ／Ａ変換器１７以降のＬＰＦ１８を介し
てボイスコイルモータ駆動回路１９に制御信号を供給し
ている。この制御信号に応じて上記ボイスコイルモータ
駆動回路１９は、ボイスコイルモータ２０を駆動する電
流を供給して磁気ヘッド１２ａの位置を制御している。
このように構成して本磁気ディスク装置は、高速で正確
な位置制御を行いながら、サーボセクタの不良を検出し
ている。

【００３６】また、本発明の磁気ディスク装置は、アド
レスパターンに用いるデータを２ビット毎に分けたグレ
イコードを３ビットに変換したいわゆるグレイライクコ
ードにダミービットとして１ビットを追加して用いてい
る。この２−３変調によるグレイライクコードの一具体
例としては、グレイコードの２ビット、すなわち（０
０）、（０１）、（１１）及び（１０）を排他的論理和
の反転回路(Exclusive NOR) に入力し、この出力を上記
グレイコードの２ビットの間に入れて２−３変換を行っ
ている。この結果、３ビットのチャネルビット（０１
０）、（００１）、（１１１）、（１００）が生成され
る。サーボパターンには、このグレイライクコードが書
き込まれている。上述したようにこのグレイライクコー
ドにダミービットを追加して、磁気ヒステリシスを利用
してデータの読み出し／書き込みを行っているから、上
記グレイライクコードに欠陥（defect) が検出される
と、上記ダミービットは１つ検出不能になる。例えば、
ダミービット部分で“１”が検出されるところで“０”
が検出される。この他、シーク時に隣接したサーボアド
レスの境界付近を磁気ヘッドが通過した場合もダミービ
ットは１つ検出不能になる。従って、上記ダミービット
の検出不能数を検出し、ＤＳＰでいわゆるオントラック
時かシーク時かによって検出不能数の規定値を考慮する
ことによって、欠陥を検出することができる。

【００３７】さらに、上記検出方法を用いて検出された
検出不能数が上記規定の許容範囲を越えた場合、図１に
示したフローチャートの手順で容易に欠陥（defect) に
よるサーボアドレスの破壊と判断してアドレスエラーフ
ラグを立ててＤＳＰに取り込み、この欠陥エラーの発生
したセクタの位置情報を用いないように動作させると共
に、欠陥エラーの発生したセクタをブロック、あるいは
トラック毎に再配置することにより、情報に欠落のある
サーボセクタのアクセスが防止されサーボセクタの不良
によるサーボシステムへの影響が減少することができ
る。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の磁気ディスク装置のトラックアドレスパターンによ
れば、セクタサーボ方式を用いる磁気ディスク装置にお
いて、不良サーボセクタが検出された場合、上記不良サ
ーボセクタ中のデータセクタのデータを予備に設けたデ
ータ記録が可能な予備領域に再配置することにより、上
記再配置前の不良サーボセクタへのアクセスを回避して
磁気ディスク装置のエラレートを改善し、さらにヘッド
位置制御できないトラックがあった場合に生じるシーク
エラーの防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る磁気ディスク装置におけるサーボ
パターンの欠陥を検出・再配置させる手順の一実施例を
示すフローチャートである。

【図２】磁気ディスク上に書き込まれている実際のセク
タサーボパターンの例を示す模式図である。

【図３】磁気ディスクのサーボセクタを示す図である。

【図４】本発明に係る磁気ディスク装置におけるヘッド
の位置制御の概略的な回路構成を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１０・・・・・・・・・・・・磁気ディスク １１・・・・・・・・・・・・スピンドルモータ １２・・・・・・・・・・・・ヘッドアーム １３・・・・・・・・・・・・ヘッド位置検出部 １４・・・・・・・・・・・・ＲＡＭ １５・・・・・・・・・・・・ＤＳＰ １６・・・・・・・・・・・・ＣＰＵ １７・・・・・・・・・・・・Ｄ／Ａ変換器 １３４・・・・・・・・・・・サーボ検出回路 １３５・・・・・・・・・・・エンベロープ検出回路 １３８・・・・・・・・・・・位置情報生成回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セクタサーボ方式を用いる磁気ディスク
   装置において、 不良サーボセクタが検出された場合、上記不良サーボセ
   クタ中のデータセクタのデータを予備に設けたデータ記
   録が可能な予備領域に再配置することを特徴とする磁気
   ディスク装置。