JP2008251071A - ディスク記憶装置及びサーボ欠陥検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ディスク媒体上に記録されたサーボバーストパターンの欠陥部分を正確に検出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】サーボバーストパターンを含むサーボデータが各セクタに記録されているディスク媒体１１を有するディスク記憶装置において、ＣＰＵ１９は、評価対象のセクタから取得された各サーボバースト値の総和とそのローパスフィルリング演算値との比に基づいて、評価対象セクタの信頼性評価値を算出し、この信頼性評価値に基づいてサーボバーストパターンの欠陥を有する欠陥発生セクタであるか否かを判定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一般的にサーボデータが記録されたディスク媒体を使用するディスク記憶装置に関し、特に、ディスク媒体上に記録されたサーボデータの欠陥を検出する機能を有するディスク記憶装置に関する。

近年、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場合がある）の分野では、ヘッドの位置決め制御に必要なサーボデータを、スタンパ上に全面形成しておき、これを瞬時に転写するサーボ書込み方法又はサーボ形成方法が注目されている。例えば、磁気転写法やパターンドメディアのサーボ形成方法がこれに該当する。

このようなサーボ書込み方法又はサーボ形成方法は、通常のサーボトラックライタと呼ぶ専用装置を使用した方法と比較して、効率的なサーボ書込み又はサーボ形成工程を実現できるなどの多くの長所を備えているが、以下のような問題が発生することが確認されている。即ち、例えば磁気転写法によるサーボ書込み方法では、マスタディスクから書き込み対象のディスク媒体に対して、サーボデータを転写するときに、異物の混入などにより、サーボデータの一部に転写異常が起こることがある。また、ディスクリート・トラック・メディア構造のディスク媒体であるパターンドメディアのサーボ形成方法においても、同様の問題が発生する。

ここで、サーボデータは、トラック（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有する。転写異常では、特に、サーボバーストパターンの一部がパターン形成されないサーボバーストパターンの欠陥部分が発生する事態が重大である。

また、転写異常による欠陥部分がサーボデータのプリアンブル領域に来れば、同期引込み不良を起してサーボアドレスマーク（Servo Address Mark: ＳＡＭ）検出に失敗して、このＳＡＭ誤検出によるアドレス誤読等が発生する。サーボアドレスマークとは、サーボアドレス情報の開始を示す信号パターンである。さらに、欠陥部分がアドレス領域に来れば、当然、ＳＡＭ検出失敗やアドレス誤読となる。また、オフトラック量を検出するためのサーボバースト領域に来れば、オフトラック量が正常検出されない状態になる。

従来のディスクドライブには、ヘッドから読出されるサーボ信号を再生するときに、サーボデータの異常を検出するサーボ異常検出機能が含まれている。しかしながら、転写異常によるサーボバーストパターンの欠陥部分については、従来のサーボ異常検出機能では検出できない。当該欠陥部分からのサーボ信号の異常値は、正常値として抑圧されてしまう。このため、サーボバーストパターンの欠陥部分が存在しても、通常のサーボ動作が実行されて、抑圧された異常値が正常なセクタにも伝播して、広範囲のセクタでヘッドの位置決め異常を引き起こす要因となる。

このような転写異常が起きているディスク媒体を検査する検査方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。提案の検査方法は、ディスク媒体の１周内で、パターン転写工程を有するディスク媒体に固有の緩やかな変動と、ダスト起因の部分欠陥とを分離して、ダスト起因による欠陥の有無を判定する。具体的には、プリアンブル部（同期バースト部）の振幅値と、前後１５サーボセクタ分の移動平均振幅値との比を、移動平均乖離率として異常判定する方法である。
特開２００３−１４１８３７号公報

前述の検査方法は、サーボ書込み工程又はサーボ形成工程時に適用される技術である。従って、ディスクドライブに組み込み、サーボ動作時にサーボバーストパターンの欠陥部分を検出する機能には適用できない。

そこで、本発明の目的は、ディスク媒体上に記録されたサーボバーストパターンの欠陥部分を正確に検出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。

本発明の観点に従ったディスク記憶装置は、複数のセクタが設けられて、サーボバーストパターンを含むサーボデータが当該各セクタに記録されているディスク媒体と、前記ディスク媒体から前記サーボデータを含むデータを読出すヘッドと、前記ヘッドにより読出される前記サーボバーストパターンから、セクタ毎の各サーボバースト値を取得する手段と、評価対象のセクタから取得された前記各サーボバースト値を加算した加算値と、当該検出時点または１サンプル前の前記加算値を入力とするローパスフィルリング演算により算出される演算値との比に基づいて、前記評価対象のセクタの信頼性評価値を算出する評価手段と、前記評価手段により算出された信頼性評価値に基づいて、前記サーボバーストパターンの欠陥を有する欠陥発生セクタであるか否かを判定する判定手段とを備えた構成である。

本発明によれば、ディスク媒体上に記録されたサーボバーストパターンの欠陥部分を正確に検出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。これにより、サーボ動作時に、ヘッド位置決め制御の異常発生を未然に防止することができる。

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、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、ディスクリート・トラック・メディア（ＤＴＭ：discrete track media）と呼ばれるパターンドメディアで、サーボデータが磁性／非磁性パターンとしてプリビット形成されているディスク媒体（以下、ＤＴＭ型ディスク媒体と表記することがある）である。ＤＴＭ型ディスク媒体は、データ領域が、非磁性ガード帯で各トラックに分断形成されている構造である。

サーボデータは、トラック（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有する。サーボバーストパターンは、通常では、位相が異なるバーストパターンＡ〜Ｄの４パターンからなる。

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。ヘッド１２は、ディスク媒体１１に対してデータ（サーボデータとユーザデータ）を読出すリードヘッド素子１２Ｒと、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、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）１９により駆動制御されるヘッド移動機構である。アクチュエータ１４は、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、プリアンプ回路１６と、信号処理回路１７と、ディスクコントローラ（ＨＤＣ）１８と、ＣＰＵ１９と、メモリ２０とを有する。プリアンプ回路１６は、リードヘッド素子１２Ｒから出力されるリードデータ信号を増幅するリードアンプ、及びライトデータ信号をライトヘッド素子１２Ｗに供給するためのライトアンプを有する。

信号処理回路１７は、リード／ライトデータ信号（サーボデータに対応するサーボ信号を含む）を処理する信号処理回路であり、リード／ライトチャネルとも呼ばれている。信号処理回路１７は、サーボ信号からサーボバースト値（Bst Ａ〜Ｄ）を含むサーボデータを再生するためのサーボデコーダを含む。ＨＤＣ１８は、ドライブ１０とホストシステム２２（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）とのインターフェース機能を有する。ＨＤＣ１８は、ディスク１１とホストシステム２２間のリード／ライトデータの転送制御を実行する。

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サーボ欠陥検出処理、及びヘッド１２の位置決め制御（サーボ動作）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）以外に、ＲＡＭ及びＲＯＭなどを含み、ＣＰＵ１９の制御に必要な各種データ及びプログラムを保存する。

（サーボ欠陥検出の動作）
本実施形態のディスクドライブは、ＤＴＭ型ディスク媒体１１が組み込まれた後で、サーボ動作を実行したときに、サーボバーストパターンの欠陥部分を検出する機能を有する。ここで、サーボ動作とは、ディスク媒体１１上の目標位置に、ヘッド１２を位置決めする位置決め制御動作である。

ここで、ディスク媒体１１上には、スタンパからの転写工程時、もしくは、スタンパ製造工程時等に、異物混入等が発生して、正常に形成されないサーボバーストパターンの欠陥部分が発生することが予想される。この欠陥部分は、例えば１０μｍ程度であり、半径方向としては１０トラック（シリンダ）以上の範囲に及ぶ。また、周方向の長さは、サーボセクタの１セクタ長よりもはるかに小さい。

以下、図２から図６を参照して、本実施形態のサーボ欠陥検出処理の手順を説明する。

まず、図２のフローチャートに示すように、ＣＰＵ１９は、サーボ割り込みの発生に応じてサーボ動作を開始すると、通常のサーボ異常検出処理を実行する（ステップＳ１）。このサーボ異常検出処理としては、ＣＰＵ１９は、現サーボセクタのチャネル検出情報を変数に読み込み、サーボアドレスマーク（ＳＡＭ）検出の失敗や、サーマルアスペリティ（ＴＡ:thermal asperity）検出を検査する。また、ＣＰＵ１９は、ヘッド１２により読出されたサーボデータに含まれるアドレスコードに基づいて、検出したトラック（シリンダ）アドレスと目標トラックアドレスとを比較して、異なる複数ビットが存在するか否かを検査する。異なる複数ビットが存在する場合には、ＳＡＭ位置を誤検出した可能性が高くなる。

ＣＰＵ１９は、サーボ異常検出処理により、サーボデータが異常であると判定した場合には通常のサーボ動作を停止し、異常時の例外処理を実行する（ステップＳ２のＮＯ，Ｓ１０）。異常時の例外処理としては、ＣＰＵ１９は、例えば目標トラックに対するデータの書き込み動作を停止する。また、ＣＰＵ１９は、ＶＣＭ１５の出力が急変しないようなＶＣＭ指令を、ＶＣＭドライバ２１に設定して出力する。

ここで、従来では、ＣＰＵ１９は、通常のサーボ異常検出でサーボデータが正常であると判定すると、一般的にはサーボ動作を続行することになる（ステップＳ２のＹＥＳ）。しかしながら、前述したように、転写異常によりサーボバーストパターンの一部に欠陥部分が存在する場合でも、アドレスコードが正常であれば、ＣＰＵ１９は異常時の例外処理を実行しない。

そこで、本実施形態では、ＣＰＵ１９は、以下のようなサーボバーストパターンの欠陥部分を検出するための検出処理を実行する（ステップＳ３〜Ｓ５）。即ち、ＣＰＵ１９は、検出対象のセクタに記録されているサーボデータに含まれるサーボバーストパターンのバースト値（Bst Ａ〜Ｄ）を取得する（ステップＳ３）。具体的には、ヘッド１２のリードヘッド素子１２Ｒにより、ディスク媒体１１上の検出対象のセクタから、サーボバーストパターン（位相の異なるバーストパターンＡ〜Ｄ）が読出される。リード／ライトチャネル１７は、ヘッド１２からのサーボ信号を再生して、バーストパターンＡ〜Ｄの振幅値としてバースト値（Bst Ａ〜Ｄ）をＣＰＵ１９に出力する。

通常では、ＣＰＵ１９は、バースト値（Bst Ａ〜Ｄ）を使用して、位置誤差演算（ＰＥＳ演算）を実行し、ヘッド１２のトラック内の位置（トラック中心に対する位置誤差）を検出する（ステップＳ６）。

次に、ＣＰＵ１９は、取得したバースト値（Bst Ａ〜Ｄ）を使用して、サーボバーストパターンに対する信頼性評価値を算出する（ステップＳ４）。ＣＰＵ１９は、後述するように、バースト値（Bst Ａ〜Ｄ）を加算した加算結果（総和）に基づいて信頼性評価値を算出し、この評価値と予め設定された異常判定設定値とを比較して、バースト欠陥判定を実行する（ステップＳ５）。この判定とは、サーボバーストパターンの欠陥部分の有無を判定することである。

ＣＰＵ１９は、バースト欠陥判定により正常と判定した場合には、通常のサーボ動作を続行する（ステップＳ５のＮＯ）。即ち、ＣＰＵ１９は、取得したバースト値（Bst Ａ〜Ｄ）を使用して、ヘッド１２の位置誤差を求めるためのＰＥＳ演算を実行する（ステップＳ６）。さらに、ＣＰＵ１９は、ヘッド１２を目標位置に位置決めするためのサーボ演算を実行する（ステップＳ７）。具体的には、ＣＰＵ１９は、アクチュエータ１４を駆動制御するために、ＶＣＭ１４に対するマルチレートの最適出力量（操作制御量またはＶＣＭ出力量）を算出する。サーボ演算には、フィードバック計算や、同期残留抑圧用のフィードフォワード補償量等の更新処理も含まれている。

さらに、ＣＰＵ１９は、サーボ演算により算出したＶＣＭ出力量をアナログ信号に変換して、ＶＣＭドライバ２１に出力する（ステップＳ８）。具体的には、マルチレート制御であるため、順次出力する指令値をそれぞれのレジスタ上に更新設定するだけである。即ち、ＣＰＵ１９は、そのレジスタ値を適切なタイミングで切替えてＶＣＭ出力することになる。

その後、ＣＰＵ１９は、次回のサーボ演算を短縮するための事前演算や、状態判定の補助処理等のサーボ処理に必要で、かつ、優先度の低い後処理を実行して、サーボ割り込み処理を終了する（ステップＳ９）。

一方、ＣＰＵ１９は、バースト欠陥判定によりバースト欠陥、即ちサーボバーストパターンに欠陥部分が存在していると判定した場合には、前述のような異常時の例外処理に移行する（ステップＳ５のＹＥＳ，Ｓ１０）。この後、ＣＰＵ１９は、ＶＣＭ１５の出力が急変しないように、ＶＣＭ指令をＶＣＭドライバ２１に設定して出力する（ステップＳ８）。さらに、ＣＰＵ１９は処理を実行して、サーボ割り込み処理を終了する（ステップＳ９）。

（信頼性評価値の算出方法）
次に、本実施形態のサーボ欠陥検出動作におけるサーボバーストパターンの信頼性評価値の算出方法について説明する。

図７は、バースト欠陥とサーボ信号（サーボバースト信号Bst Ａ〜Ｄ）との関係を説明するための図である。ここで、前述したように、本実施形態のディスク媒体１１は、ＤＴＭ型ディスク媒体である。

このようなＤＴＭ型ディスク媒体１１では、サーボバーストパターンに欠陥部分（欠陥パターン）が存在する場合に、サーボバースト信号（Bst Ａ〜Ｄ）の再生信号波形に基づいて、当該欠陥パターンの有無を検出することができる。

図７（Ｂ）は、正常状態のサーボバーストパターンから再生された信号波形を示す。これに対して、図７（Ａ）は、サーボバーストパターンＢの箇所に欠陥パターンが存在する場合の信号波形を示す。図７（Ａ）に示す信号波形から明白であるように、サーボバーストパターンＡ〜Ｄの中で、２番目のバーストパターンＢの途中から信号が消失し、３番目のバーストパターンＣの後半から、再びバースト信号が復活している。この状態は、前後に１０トラック（シリンダ）程度移動すると消失範囲が小さくなってき、合計４０トラック弱の範囲で、バースト再生信号の一部に信号消失を持つ欠陥となっていて、大きさとして約８μｍ程度の欠陥パターンである。

即ち、欠陥パターンが存在すると、再生信号波形には無信号領域が発生し、その振幅値の総和（Bst Ａ〜Ｄの加算結果）が極端に小さくなる。従って、ＣＰＵ１９は、４つのバースト振幅値総和（Bst Ａ〜Ｄの加算結果）の変化を検出することにより、サーボバーストパターンのバースト欠陥を検出できることになる。

以下、図４を参照して、本実施形態の信頼性評価値の算出処理部について説明する。この算出処理部は、実際には、ＣＰＵ１９が実行する算出処理の機能を示すものである。算出処理部は、信頼性評価値ＲＶとしては、４つのバースト振幅値（Bst Ａ〜Ｄ）の総和に基づいた評価値を算出する。但し、本実施形態では、単に４つのバースト振幅値（Bst Ａ〜Ｄ）の総和ではなく、後述するように、正規化した信頼性評価値ＲＶを算出する。

具体的には、図４に示すように、総和計算部３０は、リード／ライトチャネル１７により再生された４つのバースト振幅値（Bst Ａ〜Ｄ）を加算して、そのバースト値総和Ｎを評価部３１に出力する。また、総和計算部３０は、算出したバースト値総和Ｎを、ローパスフィルタリング（ＬＰＦ）部３２に出力する。

ＬＰＦ部３２は、ＣＰＵ１９によるローパスフィルタリング演算部であり、トラックの一周内の緩やかな変動を監視できる程度に帯域設定したＬＰＦ演算を実行する。ＬＰＦ部３２は、１サンプル分前の遅延演算処理を実行し、評価対象であるセクタより１サンプル前のセクタから得られたバースト値総和ＮのＬＰＦ演算値Ｍを評価部３１に出力する。但し、ＬＰＦ部３２は、１サンプル前ではなく、現時点での総和ＮのＬＰＦ演算値Ｍを評価部３１に出力してもよい。

ＬＰＦ演算値Ｍは、ＬＰＦ帯域として例えば１ｋＨｚ程度として設定されたローパスフィルタリング演算処理により得られる値であり、総和Ｎの移動平均値に近似した値に相当する。また、１周内のサーボパターン転写の揺らぎが殆どなくなれば、７０Ｈｚ程度の遮断帯域に設定して、ＬＰＦ演算値Ｍが現トラックでのバースト値総和Ｎのほぼ平均値と見なせる
評価部３１は、バースト値総和ＮとＬＰＦ演算値Ｍとの比（即ち、変化の有無）を求めて、この比により正規化した信頼性評価値ＲＶを算出する。即ち、この信頼性評価値ＲＶは、４つのバースト振幅値（Bst Ａ〜Ｄ）の総和の変化（急変）を示す値であり、後述するように、ＣＰＵ１９によるバースト欠陥判定処理で使用される。通常では、信頼性評価値ＲＶは、ある設定値以下であれば、信頼性が低いと見なされる。

なお、図５に示すように、信頼性評価値の算出処理部として、ＬＰＦ部３２の代わりに、１サンプル分の遅延演算子３３を使用して、直前のセクタから得られるバースト値総和Ｎとの比を求めて、この比により正規化した信頼性評価値ＲＶを算出する構成でもよい。

なお、本実施形態は、バースト値総和ＮとＬＰＦ演算値Ｍとの比を求めて、この比により正規化した信頼性評価値ＲＶを算出する。この理由は、以下の２点による。

第１に、ディスク媒体１１上での内周、中周、外周の半径位置によるバースト振幅値の総和の変化に関係する。一般的に、ディスク媒体１１上の内外周位置では、緩やかに信号振幅が変化しているため、４つのバースト振幅値（Bst Ａ〜Ｄ）の総和も、計測半径位置で変化する傾向がある。この場合、バースト欠陥の判定基準設定値によって、異常でない箇所を異常と誤判定したり、逆に、バースト欠陥を見逃して正常と判断してしまう問題がある。この対策として、現トラックの全セクタ平均を求めて、この比として正規化したバースト振幅値の総和Ｎを信頼性評価値ＲＶとして採用する。この場合、ＬＰＦ部３２の遮断帯域をサーボ周波数よりも十分に小さく取れば、ＬＰＦ演算値Ｍは、ほぼ現半径位置での平均振幅値の総和と見なせるので、全セクタ平均で正規化したバースト振幅値の総和を求めた事になる。

第２に、ディスク媒体１１上での１周内のセクタ位置によるバースト振幅値総和の揺らぎに関係する。一般的に、１周内セクタ位置でのバースト振幅値総和は、ほぼ一定値を示す。しかし、ＤＴＭ型ディスク媒体１１では、１周内セクタ位置により、各セクタのバースト総和に緩やかな揺らぎが発生する場合が少なくない。磁気転写等では、マスタディスクとの密着性のむらや、磁性転写むら等が起因となり、ディスク媒体１１上の一部の位相方向で、バーストパターンの大きさが微妙に変化している領域が発生する。この場合、前述したＬＰＦ遮断帯域設定では、１周内の緩やかな総和変化には追従できず、バースト欠陥を誤判定してしまう危険がある。そこで、本実施形態では、ＬＰＦ出力がバースト振幅値の総和の１０〜２０セクタ範囲程度の移動平均値と見なせるようなＬＰＦ遮断帯域に設定して、前記の揺らぎにも追従できるような処理を採用している。

なお、信頼性評価値ＲＶとしては、４つのバースト振幅値の総和の急変を検出できるものであれば、他の算出方法でもよい。例えば、バースト値総和Ｎとして、４つのバースト振幅値（Bst Ａ〜Ｄ）の加算結果（Bst Ａ＋Bst Ｂ＋Bst Ｃ＋Bst Ｄ）以外に、２つのバースト振幅値の加算結果（Bst Ａ＋Bst Ｂ）または加算結果（Bst Ｃ＋Bst Ｄ）のいずれかでもよい。これらの加算結果は基本的には一定となるはずなので、いずれかの急変を示す箇所を欠陥セクタとして判定することができる。

（バースト欠陥判定処理）
次に、図６のフローチャートを参照して、前述の図２のステップＳ５で示すバースト欠陥判定処理について、具体的に説明する。

本実施形態では、ＣＰＵ１９は、信頼性評価値ＲＶを算出すると（ステップＳ３１）、単に信頼性評価値ＲＶがある設定値以下の場合には欠陥と判定するのではなく、バースト欠陥箇所を含む異常セクタ（欠陥発生セクタ）を特定する処理を実行する。具体的には、信頼性評価値ＲＶのノイズや、ヘッド１２の移動であるシーク動作の状態による変動等による信頼性評価値ＲＶの変動を、バースト欠陥と誤検出しない様にする目的で、欠陥発生セクタを特定して確実な判定を実現している。

まず、ＣＰＵ１９は、算出した信頼性評価値ＲＶと設定値（基準値）とを比較して、当該信頼性評価値ＲＶが設定値以下の場合には、信頼性が低い（信頼性小）と判定する（ステップＳ３２のＮＯ）。ここで、本実施形態では、便宜的に、正常セクタの信頼性評価値ＲＶを「１」とし、異常セクタ（欠陥発生セクタ）の信頼性評価値ＲＶを「１より小さい有意の値」とする。ＣＰＵ１９は、ディスク媒体１１上のトラック一周の各セクタの中で、最小評価値を示すセクタを異常セクタ候補として、信頼性評価値と共にメモリ２０に保存する。ＣＰＵ１９は、算出した信頼性評価値ＲＶが最小評価値となるセクタを、異常セクタ候補として更新する。

次に、ＣＰＵ１９は、信頼性小と判定した検出対象の当該セクタのセクタ番号と、異常セクタ候補のセクタ番号とが一致するか否かを判定する（ステップＳ３５）。判定結果が一致であれば、ＣＰＵ１９は、バースト欠陥が存在する欠陥発生セクタとして特定する（ステップＳ３５のＹＥＳ）。

一方、ＣＰＵ１９は、算出した信頼性評価値ＲＶが信頼性小の場合でも、当該セクタ番号が異常セクタ候補のセクタ番号と一致しなければ、バースト欠陥とは判定しない（ステップＳ３５のＮＯ）。

ここで、初期時では、異常セクタ候補は保存されていないため、信頼性評価値が信頼性小で、真のバースト欠陥発生セクタであっても、正常セクタと見なすことになる。しかし、この場合、高次の同期抑圧処理にはほとんど影響しないので、問題はない。その後は、常にバースト欠陥発生セクタと判定することになる。また、ＤＴＭ型ディスク媒体１１のバースト欠陥は、常にその近傍トラック領域においても、信頼性評価値は最小となる。このため、１トラックシーク等の近距離シークを実行しても、異常セクタ候補はクリアされる事はなく、確実に欠陥発生セクタとして確実に判定される。一方、ノイズ等で信頼性小となった場合には、一時的に異常セクタ候補としてメモリ保存されるものの、次回も繰返してそのセクタの信頼性が低くなる可能性は極めて少ないので、欠陥発生セクタとして判定されることはない。後述するように、信頼性評価値ＲＶが信頼性大で、かつ、異常セクタ候補と一致している場合には、異常セクタ候補はメモリから再びクリアされる事になる。

ＣＰＵ１９は、算出した信頼性評価値ＲＶが信頼性小の場合で、バースト欠陥とは判定しない場合に、当該信頼性評価値ＲＶが以前の異常セクタ候補の評価値より小さいか否かを判定する（ステップＳ３６）。この判定で、当該信頼性評価値ＲＶが最小でなければ、ＣＰＵ１９は、当該セクタは欠陥発生セクタではなく、正常なセクタであると判定する（ステップＳ３６のＮＯ）。また、当該信頼性評価値ＲＶが最小の場合には、当該セクタを異常セクタ候補として更新し、その時の信頼性評価値ＲＶもメモリ２０に保存する（ステップＳ３６のＹＥＳ，Ｓ３７）。

ここで、ディスク媒体１１上の同一トラック内に、欠陥発生セクタ（異常セクタ）が一箇所以下しか存在しないと前提した場合には、トラックの一周の内、最も信頼性評価値が小さいセクタを異常セクタとし、その他はノイズ等によると判断しても良い。この更新を繰り返す事で、一周の内の最小評価値を出すセクタを特定できる事になる。

一方、ＣＰＵ１９は、算出した信頼性評価値ＲＶが設定値を超える場合には、信頼性が高い（信頼性大）と判定する（ステップＳ３２のＹＥＳ）。この場合には、ＣＰＵ１９は、通常では、欠陥発生セクタ（異常セクタ）ではなく、当該セクタが正常セクタと判定する（ステップＳ３３のＮＯ）。

ここで、当該セクタが異常セクタ候補と一致していた場合には、メモリ２０の異常セクタ候補をクリアして、異常セクタ候補の評価値も１に変更する（ステップＳ３３のＹＥＳ，Ｓ３４）。この場合には、ノイズ等で信頼性小と判断されていた異常セクタ候補がメモリ２０に保存されていることを示していることになる。

以上のような判定処理により、バースト欠陥発生のセクタを確実に特定することが可能となる。但し、本実施形態の判定処理は、欠陥発生セクタ（異常セクタ）が同一トラック内に複数存在する可能性がほとんどない事が前提である。即ち、欠陥発生セクタは、存在しても１箇所であり、信頼性評価値は繰返し信頼性小を示す事を前提に、バースト欠陥セクタとして特定される。なお、本実施形態のバースト欠陥判定処理において、算出された信頼性評価値ＲＶが設定値以下の場合には、全て異常と見なして欠陥発生セクタであると判定する処理でもよい。

以上のように本実施形態のディスクドライブであれば、特にＤＴＭ型ディスク媒体１１を使用する場合に、サーボ動作時に、バースト欠陥発生セクタを確実に検出して特定することができる。これにより、特にサーボ動作異常が広域に伝播することを未然に防止することが可能となる。以下、本実施形態の効果を具体的に説明する。

図８は、トラックの１周内での各セクタにおいて、例えばサーボセクタ番号６２の箇所のみにバースト欠陥がある場合に、１周内のセクタ毎のヘッド位置決め精度の変化を示す図である。図８において、横軸はサーボセクタ番号を示し、縦軸は位置決め誤差を示す。また、符号１００は、セクタ毎の位置決め誤差の平均値を示す。符号１１０は、全位置決め誤差信号を重畳したものを示す。符号１２０は、セクタ毎の位置決め誤差の最大値を示す。

図８から明白であるように、サーボ欠陥部は１箇所のみであるが、通常のサーボ動作を実行すると、広域の範囲で位置決め不良を起こすことになる。この理由は、サーボ動作におけるフィードバック制御と比較して、繰返し学習型の同期抑圧補償の影響が大きく、前後にフィードフォワード制御の補償異常を引き起こして、このような広域の位置決め不良を起すと推定される。

これに対して、図９は、本実施形態においてバースト欠陥発生セクタを特定し、これに対する対策を実行した後の１周内のセクタ毎のヘッド位置決め精度の変化を示す図である。図９から明白であるように、セクタ毎の位置決め誤差は安定し、広域の範囲での位置決め不良は起きていない。即ち、広範囲の位置決め異常伝播を防止し、例えば数十トラック（シリンダ）にわたる欠陥トラックの発生を未然に防止できる。これにより、結果として、ディスク媒体１１の有効な記憶容量を増大化できるため、記憶効率を改善することができる。

ここで、バースト欠陥発生セクタに対する具体的な対策としては、例えばバースト欠陥発生セクタの各サーボバースト値を、直前のセクタから取得される各サーボバースト値に変更する処理である。また、バースト欠陥発生セクタに対しては、ユーザデータの書き込み動作を禁止することが望ましい。

ここで、ＤＴＭ型のディスク媒体１１では、一般的に、サーボバーストパターンを完全に均一形成することが事が困難である。このため、図１０に示すように、各バースト値の総和が必ずしも周方向に一定とならない。図１０は、トラックの１周内における各バースト値の総和の変動を示す図である。符号２２０は、従来のサーボトラックライタによりサーボデータが記録されたディスク媒体での各バースト値の総和の変動を示す。符号２００は、ＤＴＭ型ディスク媒体において、正常領域での各バースト値の総和の変動を示す。符号２１０は、ＤＴＭ型ディスク媒体において、サーボセクタ番号６２にバースト欠陥が存在する場合での各バースト値の総和の変動を示す。

図１０からは、バースト欠陥の大きさによっては、正常セクタの各バースト値の総和（符号２００を参照）よりも、欠陥部の総和（符号２１０を参照）の方が大きい場合もある事が分る。即ち、単純な各バースト値の総和のみで、バースト欠陥を判定することは困難である。従って、本実施形態では、図４に示すように、ＬＰＦ部３２によるＬＰＦ演算処理を行なう構成により、確実なバースト欠陥の判別を実現している。

（本実施形態の変形例）
図３は、本実施形態の変形例を説明するためのフローチャートである。

本実施形態は、図２に示すように、バースト欠陥判定時に、正常セクタであるとの判定結果に応じて、通常のサーボ動作におけるＰＥＳ演算処理に移行する（ステップＳ５，Ｓ６を参照）。

これに対して本変形例の方法は、サーボバースト値の取得処理後、直ちにＰＥＳ演算を実行する（ステップＳ１３，Ｓ１４）。さらに、本変形例の方法は、バースト欠陥判定により欠陥発生セクタであると判定された場合に、必ずしも例外処理に移行することなく、各サーボバースト値を、直前のセクタから取得される各サーボバースト値に変更する処理を実行する（ステップＳ１６のＹＥＳ，Ｓ２１）。この処理は、前述したように、バースト欠陥発生セクタに対する具体的な対策に相当するものである。従って、このようなＰＥＳ値を代替して通常サーボ演算を実行する場合には、ドライブの品質確保の目的から、そのサーボセクタ直後のデータの書き込み動作を禁止する。

なお、本変形の方法において、ステップＳ１３，Ｓ１４，Ｓ２１以外の処理については、図２に示す本実施形態と同様のため、説明を省略する。

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サーボ欠陥検出処理の手順を説明するためのフローチャート。 本実施形態の変形例に関するサーボ欠陥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信頼性評価値の算出処理部の処理手順を説明するためのブロック図。 本実施形態に関する信頼性評価値の算出処理部の変形例を説明するためのブロック図。 本実施形態に関するバースト欠陥判定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バースト欠陥とサーボ信号との関係を説明するための図。 本実施形態の効果に関するトラックの位置決め精度の変化を示す図。 本実施形態の効果に関するセクタ毎の位置決め精度の変化を示す図。 本実施形態の効果に関する各バースト値の総和の変動を示す図である。

符号の説明

１０…ディスクドライブ、１１…ディスク媒体（ＤＴＭ型ディスク媒体）、
１２…ヘッド、１２Ｒ…リードヘッド素子、１２Ｗ…ライトヘッド素子、
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…プリアンプ回路、
１７…信号処理回路（リード／ライトチャネル）、
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、２１…ＶＣＭドライバ、２２…ホストシステム。

Claims (14)

1. 複数のセクタが設けられて、サーボバーストパターンを含むサーボデータが当該各セクタに記録されているディスク媒体と、
   前記ディスク媒体から前記サーボデータを含むデータを読出すヘッドと、
   前記ヘッドにより読出される前記サーボバーストパターンから、セクタ毎の各サーボバースト値を取得する手段と、
   評価対象のセクタから取得された前記各サーボバースト値を加算した加算値と、当該検出時点または１サンプル前の前記加算値を入力とするローパスフィルリング演算により算出される演算値との比に基づいて、前記評価対象のセクタの信頼性評価値を算出する評価手段と、
   前記評価手段により算出された信頼性評価値に基づいて、前記サーボバーストパターンの欠陥を有する欠陥発生セクタであるか否かを判定する判定手段と
   を具備したことを特徴とするディスク記憶装置。
2. 前記評価手段は、ローパスフィルリング演算として、前記複数のセクタを含むトラックの一周内の緩やかな変動を監視できる程度に帯域設定したローパスフィルリング演算を実行する特徴とする請求項１に記載のディスク記憶装置。
3. 前記判定手段の判定結果が、前記ディスク媒体上に前記欠陥発生セクタが存在する場合には、予め設定された異常時の例外処理を実行する制御手段を有す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。
4. 前記ディスク媒体上には、前記サーボデータが転写工程により形成されている構成であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のディスク記憶装置。
5. 前記ディスク媒体は、前記サーボデータがディスクリート・トラック・記録方式により記録されているディスクリート・トラック・メディア構造であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のディスク記憶装置。
6. 前記ヘッドは、前記ディスク媒体上に前記サーボデータ以外のデータを書き込むライトヘッド素子を含み、
   前記判定手段の判定結果が、前記ディスク媒体上に前記欠陥発生セクタが存在する場合には、前記ディスク媒体に対して前記ライトヘッド素子によるデータの書き込み動作を禁止する制御手段を有す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。
7. 前記評価手段は、ローパスフィルリング演算により算出される演算値として、前記加算値の移動平均値の近似値に相当する値を算出す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。
8. 前記判定手段は、前記信頼性評価値が最小となるセクタを異常セクタとし、その信頼性評価値と当該異常セクタを識別する情報をメモリに保存する手段を含み、
   前記判定手段は、前記評価対象のセクタの信頼性評価値が設定値より小さく、かつ前記メモリに保存されている異常セクタと一致している場合に、前記欠陥発生セクタであると判定す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。
9. 前記判定手段は、前記信頼性評価値が最小となるセクタを異常セクタとし、その信頼性評価値と当該異常セクタを識別する情報をメモリに保存する手段を含み、
   前記判定手段は、
   前記評価対象のセクタの信頼性評価値が設定値より大きく、かつ前記メモリに保存されている異常セクタと一致している場合に、前記メモリに保存されている異常セクタの信頼性評価値を更新し、
   前記評価対象のセクタの信頼性評価値が設定値より小さく、かつ前記メモリに保存されている異常セクタと一致している場合に、前記欠陥発生セクタであると判定す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。
10. 前記判定手段の判定結果が前記ディスク媒体上に前記欠陥発生セクタが存在する場合には、前記評価対象のセクタに対応する各サーボバースト値を、直前のセクタから取得される各サーボバースト値に変更する手段を有す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。
11. 複数のセクタが設けられて、サーボバーストパターンを含むサーボデータが当該各セクタに記録されているディスク媒体と、前記ディスク媒体から前記サーボデータを含むデータを読出すヘッドとを有するディスク記憶装置に適用するサーボ欠陥検出方法であって、
    前記ヘッドにより読出される前記サーボバーストパターンから、セクタ毎の各サーボバースト値を取得するステップと、
    評価対象のセクタから取得された前記各サーボバースト値を加算した加算値と、当該検出時点または１サンプル前の前記加算値を入力とするローパスフィルリング演算により算出される演算値との比に基づいて、前記評価対象のセクタの信頼性評価値を算出するステップと、
    前記算出された信頼性評価値に基づいて、前記サーボバーストパターンの欠陥を有する欠陥発生セクタであるか否かを判定するステップと
    を有する手順を実行することを特徴とするサーボ欠陥検出方法。
12. 前記ディスク媒体上に前記欠陥発生セクタが存在する場合には、予め設定された異常時の例外処理を実行するステップを有することを特徴とする請求項１１に記載のサーボ欠陥検出方法。
13. 前記信頼性評価値が最小となるセクタを異常セクタとし、その信頼性評価値と当該異常セクタを識別する情報をメモリに保存する手段を含み、
    前記判定ステップは、前記評価対象のセクタの信頼性評価値が設定値より小さく、かつ前記メモリに保存されている異常セクタと一致している場合に、前記欠陥発生セクタであると判定することを特徴とする請求項１１に記載のサーボ欠陥検出方法。
14. 前記判定ステップの判定結果が、前記ディスク媒体上に前記欠陥発生セクタが存在する場合には、前記評価対象のセクタのサーボバーストパターンを、直前のセクタに記録されているサーボバーストパターンに書き換えるステップを有することを特徴とする請求項１１に記載のサーボ欠陥検出方法。

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