JPH08161705A - 記録媒体の微小欠陥検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】既存回路の特性を適宜に変更でき、潜在的な欠
陥部分の検出を可能にして検査精度の向上を図ること。 【構成】記録媒体上の磁気情報を読み取ってビット単位
の情報に再生する再生系の感度を、所定の検査モード指
定時に低下させるようにしたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ハードディスク等の高
密度記録媒体に用いて好適な微小欠陥検出方法に関す
る。一般に、ハードディスク等の媒体欠陥の検査は、Ｄ
ＥＴと呼ばれる専用設備を用いて行なうのが主流であっ
たが、１台のＤＥＴで検査できるディスクの数には限り
があり、大量生産には不向きであった。

【０００２】

【従来の技術】そこで、ハードディスク装置（以下、単
に「装置」と略すこともある）自体に検査機能を持たせ
るようにしたものが知られている。これは、装置内部の
既存回路を利用して、テスト信号の書込みと読み出しを
行なうもので、ＤＥＴを使用することなく、装置単体で
検査を行なうことができるため、全数検査が可能であ
り、大量生産に適している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の方法にあっては、装置内部の既存回路をそのまま
利用するため、特に、微小欠陥の検出精度が不十分であ
るという問題点があった。すなわち、装置内部の既存回
路は、装置の通常動作に合わせて最適設計されており、
たとえば、データの再生系にあっては、微小な信号レベ
ルのデータでも正確に読み出せるように感度を高くして
いる。しかし、微小欠陥の検査時には、この高感度がわ
ざわいし、却って欠陥を見逃す結果になっていた。

【０００４】このことを具体的に説明する。いま、デー
タの再生限界レベルを便宜的にＡとすると、適正に設計
された再生系では、当然ながらレベルＡ以上のデータで
あれば支障なく読み取ることができる。このことは検査
時も変わらない。レベルＡ以上であれば検査データを読
み取ることができる。しかし、テストの目的は、微小レ
ベルの信号を読み取ることではない。レベルＡに近い信
号を読み出したときの読み出し位置を、潜在的な欠陥部
分として特定することにある。この潜在的な欠陥部分
は、信号のレベルマージンが少ない部分（特に高密度記
録媒体の微小欠陥部分）であり、テスト段階で正常であ
っても、使用中に書込みや読み出しが不能になる可能性
が高い部分である。

【０００５】したがって、潜在的な欠陥部分を検出でき
ない従来の方法は、検査精度の点で不十分であり、ここ
に解決すべき技術課題がある。

【０００６】

【目的】そこで、本発明は、既存回路の特性を適宜に変
更でき、潜在的な欠陥部分の検出を可能にして検査精度
の向上を図ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
記録媒体上の磁気情報を読み取ってビット単位の情報に
再生する再生系の感度を、所定の検査モード指定時に低
下させるようにしたことを特徴とする。請求項２記載の
発明は、記録媒体上の磁気情報を読み取ってビット単位
の情報に再生する再生系に含まれるＶＦＯのコントロー
ル電圧をモニタし、該電圧の変化から、微小欠陥を検出
することを特徴とする。

【０００８】請求項３記載の発明は、転送レートに相当
する繰り返し周波数を有する基本テストパターンと、該
基本テストパターンの４／３の繰り返し周波数を有する
複数の追加テストパターンとを用いて試験用の書込みデ
ータを発生し、かつ、前記複数の追加テストパターン
は、互いに６０°の位相差を持つことを特徴とする。

【０００９】

【作用】請求項１記載の発明では、検査モード時に再生
系の感度が低くなり、微小レベル信号（たとえば上述の
レベルＡに近い信号）の不本意な読み取りが回避され
る。したがって、信号のレベルマージンが少ない部分、
すなわち潜在的な欠陥部分を検出できるから、検査精度
の向上が図られる。

【００１０】請求項２記載の発明では、ＶＦＯのコント
ロール電圧が変化したときに、潜在的な欠陥部分からの
読み取りであることが検出される。ここで、ＶＦＯのコ
ントロール電圧は、読取り信号のピークシフトに応じて
変化する。ピークシフトの原因の一つは読取り信号の波
形の部分欠損にあり、こうした部分欠損は記録媒体上の
微小欠陥に起因することが多いから、ＶＦＯのコントロ
ール電圧の変化によっても微小欠陥部分を検出できるの
である。

【００１１】請求項３記載の発明では、（１，７）ＲＬ
Ｌ（Run Length Limited）や（２，７）ＲＬＬ等の符号
化方式に用いて好適なテストパターンが生成される。
（１，７）ＲＬＬや（２，７）ＲＬＬ等は“０”の連続
（ランと言う）に制約を加える符号化方式であり、
（ ）内の１番目の数字でランの長さを表す。たとえば
（１，７）ＲＬＬでは“１”の間に必ず一つの“０”が
入る。ここで、（１，７）ＲＬＬに用いる既存のテスト
パターンは、最高周波数（転送レートの周波数）でも１
０１０……、すなわち“１”の間に必ず一つの“０”が
入るパターンになるが、そのテストパターンでは一つ置
きにしか“１”を書き込めないから、ピーク検出も一つ
置きとなり、“０”の部分に微小欠陥があってもこれを
検出できないという欠点がある。請求項３記載の発明の
追加のテストパターンは、こうした既存のテストパター
ンの“０”の位置に“１”を入れるものである。したが
って、（１，７）ＲＬＬや（２，７）ＲＬＬ等の符号化
方式であっても、見掛け上、１１１１……を書き込んだ
のと同じにできるから、記録媒体上のすべての領域を検
査できる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１〜図４は本発明に係る記録媒体の微小欠陥検
出方法の一実施例を示す図であり、ハードディスク装置
へ適用した例である。図１において、１はヘッドＩＣ、
２は増幅器、３はフィルタ、４はピーク検出器、５はデ
ータセパレータ、６は復号器（特に限定しないが（１，
７）ＲＬＬの復号器）、７はＨＤＣであり、全体で、記
録媒体上の磁気情報を読み取ってビット単位の情報に再
生する再生系を構成している。

【００１３】ヘッドＩＣ１によって検出された記録媒体
上の磁気情報は、増幅器２で増幅され、フィルタ３で雑
音成分等が取り除かれた後、ピーク検出器４で波形等化
が行なわれる。一般に、磁気記録で再生ヘッドから得ら
れる信号は、記録に使った波形とは異なる波形になる。
再生系に特定の周波数特性があるからである。このため
再生波形は異なる時刻のデータが干渉し合う（符号間干
渉）などデータを読み取る上で不都合な性質が現れる。
そこで、この波形を変形してデータを読み取りやすくす
る操作、いわゆる波形等化を行なう。ピーク検出方式
は、波形等化の一手法であり、この手法では、まず、フ
ィルタ３から取り出された信号のピークを検出し、次い
で、隣り合うピーク同士を結ぶ曲線（以下「エンベロー
プ曲線」と言う）を設定する。そして、そのエンベロー
プ曲線よりも所定値α（αはたとえば０．５）低いスラ
イスレベルＳ／Ｌを設定する。いま、ある時点でのエン
ベロープ曲線のレベルがＡであるとすると、Ｓ／Ｌは
０．５Ａ、すなわちレベルＡの１／２の位置に設定され
る。したがって、フィルタ３の出力のうち、０．５Ａを
越えるものが読取りデータとして検出される。

【００１４】ここで、本実施例のピーク検出器４は、ピ
ーク位置に対するエンベロープ曲線の追随感度（エンベ
ロープ時定数とも言うが、本明細書中では単に「感度」
と呼ぶ）を高低２段階に変化させることができる。図中
のβ１及びβ２はスイッチ４ａによって切り換え可能な
感度係数であり、β１が高感度用、β２が低感度用であ
る。β１を使用すると、ピーク位置の変動に対してエン
ベロープ曲線が速やかに追随する。たとえば、信号のピ
ーク位置が低くなった場合には、エンベロープ曲線も同
程度に低くなり、スライスレベルも同様に低くなるか
ら、微小レベルの信号を読み取ることができる。

【００１５】一方、β２を使用すると、ピーク位置の変
動に対してエンベロープ曲線の追随性が悪くなり、信号
のピーク位置が低くなっても、それが一時的なものであ
れば、エンベロープ曲線のレベルがほとんど変化しな
い。したがって、スライスレベルも低下しないから、上
記とは逆に、微小レベルの信号は読み取られない。図２
はβ１及びβ２とエンベロープ曲線との関係を示す図で
ある。１０は信号であり、１１〜１８はピーク位置であ
る。図では、高感度時と低感度時の各エンベロープ曲線
が示してある。すなわち１９は高感度時（β１使用時）
のエンベロープ曲線、２０は低感度時（β２使用時）の
エンベロープ曲線（以下、単に「曲線」と言う）であ
る。曲線１９はピーク位置の低下（ピーク１５参照）に
追随して自身のレベルを下げているが、曲線２０はほぼ
一定のレベルを維持している。これは感度係数の違いに
よるものである。１９′、２０′は曲線１９、２０に対
応して設定されるスライスレベルである。この図の場
合、高感度時のスライスレベル１９′はピーク１５を下
回っているが、低感度時のスライスレベル２０′はピー
ク１５よりも上に位置している。したがって、図示の例
では、β１とβ２とを適宜に切り換えることにより、ピ
ーク１５を検出したり、しなかったりすることができ
る。

【００１６】このように、本実施例のピーク検出器４で
は、二つの感度係数β１、β２を適宜に切り換えること
によって、微小レベルの信号を読み取るようにしたり、
この逆に読み取らないようにしたりすることかできる。
このため、通常の使用時には、微小レベルの信号を読み
取るようにして読取精度の向上を図ることができる一
方、所定の検査モード時には、微小レベルの信号を読み
取らないようにして、記録媒体上の微小欠陥の検出精度
を高めることができる。

【００１７】なお、以上の例では、ピーク検出器４の感
度を切り換えることによって微小欠陥の検出精度を高め
ているが、これに限るものではない。以下に説明する手
法を併用してもよい。図３はデータセパレータ５の要部
ブロック図であり、５ａは位相検出器、５ｂはチャージ
ポンプ、５ｃはＶＦＯ、５ｄはＤＡＣ、５ｅはコンパレ
ータ、５ｇはフリップフロップである。信号のピーク位
置のずれ（以下「ピークシフト」と言う）を位相検出器
５ａで検出し、そのピークシフトの量に応じた電圧（コ
ントロール電圧）をチャージポンプ５ｂで発生する。Ｖ
ＦＯ５ｃはいわゆる電圧制御型発振器で、コントロール
電圧がゼロになるようにその発信周波数を自己制御する
ものである。

【００１８】このような構成において、信号にピークシ
フトが発生すると、コントロール電圧がそのシフト量に
応じた値（ゼロ以外の値）になる。ピークシフトの原因
の一つは、記録媒体上の微小欠陥によるものである。図
４はピークシフトを生じた信号波形図である。正常な場
合には破線で示すようにきれいなサインカーブを描く
が、記録媒体上に微小欠陥部分がある場合には、その部
分の信号が失われるため、図示のように一部が欠けた波
形３０になる。したがって、ＶＣＯのコントロール電圧
をモニタし、信号のピークシフトΔｔを検出することに
より、記録媒体上の微小欠陥部分を検出できる。

【００１９】あるいは、微小欠陥は、いわゆるレベルダ
ウンによるミッシングではなく、位相エラーとして発生
することも多い。このため、図５のような方法を併用し
てもよい。図５はデータセパレータ５のウィンドウシフ
ト機能を示す図であり、５ｇはウィンドウシフトレジス
タ部、５ｈは１／３セル・ディレイ部である。ウィンド
ウシフト機能とは、ある位相幅を持った検出窓（ウィン
ドウ）設定し、その窓の中に入った信号を処理対象の信
号とするものである。ここでは、ウィンドウシフト部５
ｇによって設定された窓を、１／３セル・ディレイ部５
ｈによって所定量遅らせている。窓を所定量遅らせて
も、位相エラーがなければ窓から外れることはないが、
位相エラーが発生している場合には窓から外れる可能性
が高くなる。したがって、位相エラーを伴う微小欠陥の
発生を効果的に検出できる。

【００２０】図６は本実施例の欠陥検出の概略フローで
あり、このフローは、所定の検査モード時に実行され
る。まず、ステップ４０でピーク検出器４の感度係数を
低感度（β２）に切り換え、次いで、ステップ４１でテ
ストパターンを書込み、ステップ４２でＳ／Ｌをセット
する。Ｓ／Ｌのレベルは、たとえばエンベロープ曲線
（図２の符号２０参照）から５０％低下した位置であ
る。次に、ステップ４３でデータを読み取り、読取り不
可の部分を欠陥として判定する（第１判定）。次いで、
ステップ４４でＶＦＯのコントロール電圧をチェック
し、電圧変化があればその部分を欠陥として判定する
（第２判定）。次に、ステップ４５で、ウィンドウを所
定量シフトして再びデータを読み取り、読取不可の部分
があればその部分を欠陥として判定する（第３判定）。
そして、テストパターンの最後まで、ステップ４１〜４
６を繰り返した後、第１判定〜第３判定の結果を出力し
てテストを終了する。なお、以上のテストをハードディ
スクの領域単位（たとえばトラック単位）に行なう場合
には、すべての領域について上記テストを繰り返し、領
域毎に判定結果を収集する。

【００２１】ここで、テストパターンは、以下のようす
るのが好ましい。図７はテストパターンを示す概念図で
ある。“８８”は基本のテストパターンであり、“０
０”、“ＦＦ”及び“ＡＡ”は追加のテストパターンで
ある。基本テストパターンは、（１，７）ＲＬＬの最高
周波数（転送レート）に相当する周波数を有しており、
ピーク位置（○印）は２／３τを１単位として一つ置き
に出現している。すなわち、○印を“１”とすると、こ
の基本テストパターンは１０１０１０……という符号列
に対応する。（１，７）ＲＬＬは“１”の後に必ず
“０”が続くのであるから、この符号列自体は規則通り
であり、何等不都合はない。しかしながら、かかる符号
列では“０”の位置を検査できないから、仮に、“０”
の位置に微小欠陥があっても見逃してしまうことにな
る。

【００２２】かかる背景から、本実施例では、基本テス
トパターンの“０”の位置に“１”を入れることができ
る追加のテストパターンを使用する。すなわち、三つの
追加パターンの周波数は、基本テストパターンの周波数
の４／３であり、かつ、追加テストパターンの位相は互
いに６０°ずつずれていることが特徴である。こうする
ことにより、図中ハッチング付きの○印で示すように、
従来、“０”であった位置に、追加テストパターンのピ
ークを位置させることができ、その位置に“１”を入れ
ることができる。したがって、見掛け上の符号列が１１
１１１１１……となるから、記録媒体上のすべての領域
を余すことなく検査することができるようになる。

【００２３】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、検査モー
ド時に再生系の感度を低くすることができ、微小レベル
信号の読み取りを回避できる。したがって、信号のレベ
ルマージンが少ない部分、すなわち潜在的な欠陥部分を
検出でき、検査精度の向上を図ることができる。

【００２４】請求項２記載の発明によれば、ＶＦＯのコ
ントロール電圧が変化したときに、潜在的な欠陥部分か
らの読み取りであることを検出できる。請求項３記載の
発明によれば、（１，７）ＲＬＬや（２，７）ＲＬＬ等
の符号化方式であっても、見掛け上、１１１１……を書
き込んだのと同じにすることができ、記録媒体上のすべ
ての領域を余すことなく検査できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の全体構成図である。

【図２】一実施例の感度係数の切り換え効果を示す波形
図である。

【図３】一実施例のＶＦＯを含む要部ブロック図であ
る。

【図４】一実施例の部分欠損した信号の波形図である。

【図５】一実施例のウィンドウ・シフト機能のブロック
図である。

【図６】一実施例の欠陥検査の概略フロー図である。

【図７】一実施例のテストパターンの概念図である。

【符号の説明】

１：ヘッドＩＣ ２：増幅器 ３：フィルタ ４：ピーク検出器 ５：データセパレータ ６：復号器 ７：ＨＤＣ ８：再生系 β１、β２：感度係数 １９、２０：エンベロープ曲線 １９′、２０′：スライスレベル ５ａ：位相検出器 ５ｂ：チャージポンプ ５ｃ：ＶＦＯ ５ｄ：ＤＡＣ ５ｅ：コンパレータ ５ｇ：フリップフロップ ５ｇ：ウィンドウシフトレジスタ部 ５ｈ：１／３セル・ディレイ部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録媒体上の磁気情報を読み取ってビット
   単位の情報に再生する再生系の感度を、所定の検査モー
   ド指定時に低下させるようにしたことを特徴とする記録
   媒体の微小欠陥検出方法。
2. 【請求項２】記録媒体上の磁気情報を読み取ってビット
   単位の情報に再生する再生系に含まれるＶＦＯのコント
   ロール電圧をモニタし、該電圧の変化から、微小欠陥を
   検出することを特徴とする記録媒体の微小欠陥検出方
   法。
3. 【請求項３】転送レートに相当する繰り返し周波数を有
   する基本テストパターンと、該基本テストパターンの４
   ／３の繰り返し周波数を有する複数の追加テストパター
   ンとを用いて試験用の書込みデータを発生し、かつ、前
   記複数の追加テストパターンは、互いに６０°の位相差
   を持つことを特徴とする記録媒体の微小欠陥検出方法。