JP2009070496A - ディスク・ドライブ装置、その製造方法及びディスク・ドライブ装置のデータ・トラック・ピッチを決定する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ディスク・ドライブ装置の容量及び信頼性を向上し、製造の歩留まりを向上することができる。
【解決手段】本発明の一形態は、ヘッド・スライダ毎（記録面毎）にヘッド特性に応じてデータ・トラック・ピッチを設定する。このデータ・トラック・ピッチの決定方法は、両側隣接データ・トラックのイレーズ・バンド端ＥＢＥの間隔を基準とする。データ・トラックのイレーズ・バンドは、そのデータ・トラックの書き込みにおいて、すでに書き込まれているデータを消す領域と定義されるバンドである。両側隣接データ・トラックのイレーズ・バンド端の間隔は、隣接データ・トラックによって消去されない領域の幅ＳＷに相当する。これを基準としてデータ・トラック・ピッチを決定することで、記録面毎のデータ容量を増加することができると共に、スクイーズ・エラーの発生をより確実に防止しすることができる。
【選択図】図５

Description

本発明はディスク・ドライブ装置、その製造方法及びデータ・トラック・ピッチを決定する方法に関し、特に、ヘッド特性に応じたデータ・トラック・ピッチの決定に関する。

ディスク・ドライブ装置として、光ディスク、光磁気ディスク、あるいはフレキシブル磁気ディスクなどの様々な態様のメディアを使用する装置が知られているが、その中で、ハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）は、コンピュータの記憶装置として広く普及し、現在のコンピュータ・システムにおいて欠かすことができない記憶装置の一つとなっている。さらに、コンピュータにとどまらず、動画像記録再生装置、カーナビゲーション・システムあるいは携帯電話など、ＨＤＤの用途は、その優れた特性により益々拡大している。

ＨＤＤで使用される磁気ディスクは、同心円状に形成された複数のデータ・トラックとサーボ・トラックとを有している。各サーボ・トラックはアドレス情報を有する複数のサーボ・データから構成される。また、各データ・トラックには、ユーザ・データを含む複数のデータ・セクタが記録されている。円周方向に離間するサーボ・データの間に、データ・セクタが記録されている。揺動するアクチュエータに支持されたヘッド・スライダのヘッド素子部が、サーボ・データのアドレス情報に従って所望のデータ・セクタにアクセスすることによって、データ・セクタへのデータ書き込み及びデータ・セクタからのデータ読み出しを行うことができる。

ＨＤＤの記憶容量を増加させるため、あるいはＨＤＤの信頼性を向上するため、ヘッド毎に（記録面毎に）データ・トラック・ピッチを決定することが提案されている。リード幅やライト幅などのヘッドの特性に合わせてデータ・トラック・ピッチを決定することで、データ書き込みにおける隣接データ・トラックへの影響（Adjacent Track Interference：ＡＴＩ）を抑制すると共に、記録面あたりのデータ容量を増加させることができる。

記録面毎にデータ・トラック・ピッチを調整する、二つの方法が考えられる。一つは、サーボ・トラックとデータ・トラックを一致させ、サーボ・トラック・ライトにおいてサーボ・トラック・ピッチを記録面毎に調整する方法である（例えば、特許文献１を参照）。もう一つは、各記録面に共通ピッチのサーボ・トラックを形成し、データ・トラック・ピッチを記録面毎に調整する方法である。
特開２００６−１１４１４２号公報

データ・トラック・ピッチの決定において、データ容量の点からデータ・トラック・ピッチをできるだけ狭くすることが好ましい一方、ＡＴＩによる信頼性の点からは、データ・トラック・ピッチをできるだけ広くすることが好ましい。データ・トラック・ピッチが狭すぎると、データ・トラックの書き込みにより隣接データ・トラックの一部が消去され、その隣接データ・トラックを正確に読み出すことができなくなる。これをスクイーズ・エラーと呼ぶ。

上記特許文献１に開示されている方法は、テスト・パターンを書き込み、その隣接位置に隣接テスト・パターンを書き込む。その後、先の書き込んだテスト・パターンのエラー・レートを測定する。データ・トラック・ピッチを順次狭くしてテスト・パターンのエラー・レートを測定し、エラー・レートが基準を満足しなくデータ・トラック・ピッチを特定する。このピッチを、最適なデータ・トラック・ピッチと決定する。

上記方法は、理想的なヘッド位置決精度が実現されている場合、適切なデータ・トラック・ピッチを決定することができる。しかし、製品としてのＨＤＤは、フォローイング中のヘッド位置の変動を許容する。ＨＤＤは、ヘッド位置がターゲット位置から所定範囲にある間はデータの書き込みを続けるが、ヘッド位置がその所定範囲から外れるとデータ書き込みを中止する。

このように、データ書き込み中にヘッドの半径方向位置は常に変動しており、半径方向のヘッド位置はあるシグマをもってばらついている。このため、テストにおいて測定されたエラー・レートが実際のＨＤＤの動作において常に実現されることはなく、製品としてのＨＤＤにおいては、ヘッド位置の変動により、テスト時のエラー・レートよりも高いエラー・レートとなる場合がある。つまり、スクイーズ・エラーを起こす可能性がある。

従って、ＨＤＤの製品化において、データ書き込みにおけるヘッド位置の変動を考慮に入れてデータ・トラック・ピッチを決定することが必要となる。ヘッド位置の想定される変動の中で、スクイーズ・エラーを起こすことなくデータ容量の増加を図ることができる過不足ない最適なデータ・トラック・ピッチを決めることが必要となる。

本発明の一態様は、ディスク・ドライブ装置において、ヘッドの特性に応じて記録面のデータ・トラック・ピッチを決定する方法である。この方法は、対象データ・トラックの隣接データ・トラックを記録面に書き込む。前記記録面に予め記録されているデータの前記隣接データ・トラックによるエラー・レート変化を測定して、前記隣接データ・トラックのイレーズ・バンド端を特定する。前記対象データ・トラックの両側隣接データ・トラックのイレーズ・バンド端の間隔を基準として、前記記録面のデータ・トラック・ピッチを決定する。イレーズ・バンド端の間隔を基準として記録面のデータ・トラック・ピッチを決定することで、ディスク・ドライブ装置の容量及び信頼性を向上し、製造の歩留まりを向上することができる。

好ましくは、前記記録面には、予めサーボ・トラックが記録されており、前記隣接データ・トラックをターゲット・サーボ・アドレスに書き込み、前記イレーズ・バンド端をサーボ・データにより特定し、サーボ・データにより表される前記イレーズ・バンド端の間隔を基準として、データ・トラック・ピッチを決定する。これにより、より正確に測定が可能となる。

好ましくは、前記対象となるデータ・トラックの両側の隣接データ・トラックを、それぞれのターゲット位置に書き込み、前記両側の隣接データ・トラックのイレーズ・バンド端を特定し、前記特定した両側隣接データ・トラックのイレーズ・バンド端の間隔を基準として、データ・トラック・ピッチを決定する。これにより、より正確に測定が可能となる。

好ましくは、前記間隔が基準値と一致するように前記データ・トラック・ピッチを決定する。これにより、より適切なデータ・トラック・ピッチを実現することができる。好ましくは、前記対象となるデータ・トラックを書き込み、前記隣接データ・トラックによる前記対象となるデータ・トラックのエラー・レート変化を測定して、前記隣接データ・トラックのイレーズ・バンド端をサーボ・データにより特定する。これにより、より適切なデータ・トラック・ピッチを実現することができる。

好ましくは、前記対象となるデータ・トラックを書き込み、前記対象となるデータ・トラックの両側の隣接データ・トラックを書き込み、前記両側の隣接データ・トラックによる前記対象となるデータ・トラックのエラー・レート変化をそれぞれ測定して、前記間隔を特定する。これにより、より適切なデータ・トラック・ピッチを実現することができる。前記決定されるデータ・トラック・ピッチに、コマンドに応じて前記隣接データ・トラックを書き込むときのヘッドのふれ幅が含まれていることが好ましい。これにより、より信頼性を向上することができる。

本発明の他の態様は、ディスク・ドライブ装置の製造方法である。この方法は、筐体にディスク、ディスクの記録面にアクセスするヘッド、前記ヘッドを移動する移動機構を実装する。前記ヘッドによって、対象データ・トラックの隣接データ・トラックを前記記録面に書き込む。前記ヘッドを使用して前記記録面に予め記録されているデータの前記隣接データ・トラックによるエラー・レート変化を測定して、前記隣接データ・トラックのイレーズ・バンド端を特定する。前記対象データ・トラックの両側隣接データ・トラックのイレーズ・バンド端の間隔を基準として、前記記録面のデータ・トラック・ピッチを決定する。イレーズ・バンド端の間隔を基準として記録面のデータ・トラック・ピッチを決定することで、ディスク・ドライブ装置の容量及び信頼性を向上し、製造の歩留まりを向上することができる。

本発明の他の態様は、ヘッドの特性に応じて記録面のデータ・トラック・ピッチを決定するディスク・ドライブ装置である。この装置は、データを記憶するディスクの記録面と、対象データ・トラックの隣接データ・トラックを前記記録面に書き込むヘッドと、前記記録面に予め記録されているデータの前記隣接データ・トラックによるエラー・レート変化を測定して、前記隣接データ・トラックのイレーズ・バンド端を特定し、前記対象データ・トラックの両側隣接データ・トラックのイレーズ・バンド端の間隔を基準として、前記記録面のデータ・トラック・ピッチを決定するコントローラを有する。イレーズ・バンド端の間隔を基準として記録面のデータ・トラック・ピッチを決定することで、ディスク・ドライブ装置の容量及び信頼性を向上し、製造の歩留まりを向上することができる。

本発明によれば、ディスク・ドライブ装置の容量及び信頼性を向上し、製造の歩留まりを向上することができる。

以下に、本発明を適用した実施の形態を説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。以下においては、ディスク・ドライブ装置の一例であるハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）について説明する。本形態は、ＨＤＤのデータ・トラック・ピッチの設定に特徴を有している。

本形態は、ヘッド・スライダ毎（記録面毎）にヘッド特性に応じてデータ・トラック・ピッチを設定する。本形態のデータ・トラック・ピッチの決定方法は、両側隣接データ・トラックのイレーズ・バンド端の間隔を基準とする。データ・トラックのイレーズ・バンドは、そのデータ・トラックの書き込みにおいて、すでに書き込まれているデータを消す領域と定義されるバンドである。両側隣接データ・トラックのイレーズ・バンド端の間隔は、隣接データ・トラックによって消去されない領域の幅に相当する。これを基準としてデータ・トラック・ピッチを決定することで、記録面毎のデータ容量を増加することができると共に、スクイーズ・エラーの発生をより確実に防止しすることができる。製造工程におけるスクイーズ・エラーの発生が防止されることで、スクイーズ・フェイルが減少し、製造歩留まりを向上することができる。

本実施形態のデータ・トラック・ピッチ設定について説明する前に、まず、ＨＤＤの全体構成を説明する。図１は、ＨＤＤ１の全体構成を模式的に示すブロック図である。ＨＤＤ１は、エンクロージャ１０の外側に固定された回路基板２０を備えている。回路基板２０上には、リード・ライト・チャネル（ＲＷチャネル）２１、モータ・ドライバ・ユニット２２、ハードディスク・コントローラ（ＨＤＣ）とＭＰＵの集積回路（ＨＤＣ／ＭＰＵ）２３及び半導体メモリのＲＡＭ２４などの各回路を有している。エンクロージャ１０内において、スピンドル・モータ（ＳＰＭ）１４は所定の角速度で磁気ディスク１１を回転する。磁気ディスク１１は、データを記憶するディスクである。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３からの制御データに従って、モータ・ドライバ・ユニット２２がＳＰＭ１４を駆動する。

各ヘッド・スライダ１２は、磁気ディスク上を浮上するスライダと、スライダに固定され磁気信号と電気信号との間の変換を行うヘッド素子部とを備えている。ヘッド・スライダ１２はヘッドの一例である。アーム電子回路（ＡＥ：Arm Electronics）１３は、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３からの制御データに従って複数のヘッド・スライダ１２の中から磁気ディスク１１にアクセス（リードもしくはライト）するヘッド・スライダ１２を選択し、リード／ライト信号の増幅を行う。各ヘッド・スライダ１２はアクチュエータ１６の先端部に固定されている。アクチュエータ１６はボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）１５に連結され、回動軸を中心に回動することによって、ヘッド・スライダ１２を回転する磁気ディスク１１上においてその半径方向に移動する。アクチュエータ１６とＶＣＭのアセンブリは、ヘッドの移動機構である。モータ・ドライバ・ユニット２２は、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３からの制御データに従ってＶＣＭ１５を駆動する。

ＲＷチャネル２１は、リード処理において、ＡＥ１３から取得したリード信号からサーボ・データ及びユーザ・データを抽出し、デコード処理を行う。デコード処理されたデータは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３に供給される。また、ＲＷチャネル２１は、ライト処理において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３から供給されたライト・データをコード変調し、さらに、コード変調されたデータをライト信号に変換してＡＥ１３に供給する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３において、ＨＤＣはロジック回路であり、ＭＰＵはＲＡＭ２４にロードされたファームウェアに従って動作する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３はコントローラの一例であり、ヘッド・ポジショニング制御、インターフェース制御、ディフェクト管理などのデータ処理に関する必要な処理の他、ＨＤＤ１の全体制御を実行する。

図２（ａ）は、磁気ディスク１１の記録面全体のデータ構成を模式的に示しており、図２（ｂ）は、記録面上の一部のデータ・フォーマットを模式的に示している。磁気ディスク１１の記録面には、磁気ディスク１１の中心から半径方向に放射状に延び、所定の角度毎に離間して形成された複数のサーボ領域１１１と、隣り合う２つのサーボ領域１１１の間にデータ領域１１２が形成されている。各サーボ領域１１１には、ヘッド・スライダ１２の位置決め制御を行うためのサーボ・データが記録される。各データ領域１１２には、ユーザ・データが記録される。

磁気ディスク１１の記録面には、半径方向に所定幅を有し、同心円状に形成された複数のデータ・トラック（ＤＴｒ）１１４が形成される。ユーザ・データは、データ・トラック１１４に沿って記録される。一つのデータ・トラック１１４は、ユーザ・データの記録単位であるデータ・セクタを有し、典型的には、複数のデータ・セクタから構成されている。典型的には、各複数データ・トラックは、磁気ディスク１１の半径方向の位置に従って、複数のゾーン１１３ａ〜１１３ｃにグループ化されている。１つのデータ・トラック１１４に含まれるデータ・セクタの数は、ゾーンのそれぞれに設定される。

同様に、磁気ディスク１１は、半径方向に所定幅を有し、同心円状に形成された複数のサーボ・トラック（ＳＴｒ）１１５を備えている。各サーボ・トラック１１５は、データ領域１１２で分離された複数のサーボ・データから構成されている。サーボ・データは、サーボ・トラック番号と、サーボ・トラック内におけるサーボ・セクタ番号、そして細かい位置制御をするためのバースト・パターンを備えている。バースト・パターンは、例えば、半径位置の異なる４つのバースト・パターンＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄからなっている。各バースト・パターンの再生信号の振幅によって、サーボ・トラック内の位置を決定することができる。サーボ・トラック内の位置は、ＰＥＳ（Position Error Signal）値とよばれるもので表すことができる。ＰＥＳは、バースト・パターンＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの振幅値から算出され、例えば、１サーボ・トラックが半径方向に２５６ＰＥＳ値に分割される。

図２（ｂ）に示すように、本形態において、一つの記録面上において、サーボ・トラック・ピッチとデータ・トラック・ピッチが一致していない。データ・トラック・ピッチは、各ヘッド・スライダ１２の特性に応じて個別に設定される。ヘッド・スライダ１２毎にデータ・トラック・ピッチを決定することにより、ヘッド・スライダ１２の特性に応じた最適なデータ・トラック・ピッチを決定し、データ・ライトにおける隣接データ・トラックへの影響を小さくすると共に、記憶容量（データ・トラック数）を増加させることができる。

ＨＤＤ１の製造方法は、ヘッド・スライダ１２及びアクチュエータ１６のアセンブリを製造し、それにＡＥ１３を実装する。さらに、エンクロージャ１０内に、このアセンブリ、ＳＰＭ１４、磁気ディスク１１及びＶＣＭ１５を実装し、ヘッド・ディスク・アセンブリ（ＨＤＡ）を製造する。ＨＤＡは、サーボ・ライト工程にまわされ、磁気ディスク１１の各記録面に対応する各ヘッド・スライダ１２によりサーボ・トラックが書き込まれる。このサーボ・ライト工程としては、外部装置としてサーボ・トラック・ライタ（ＳＴＷ）を使用する方法、あるいは、ＨＤＤ１のＶＣＭ１５を制御してサーボ・データを書き込む方法（セルフ・サーボ・ライト）がある。サーボ・ライトは広く知られた技術であり、ここでは詳細な説明を省略する。

ＨＤＤ１の製造において、サーボ・ライト工程の後、ヘッド・スライダ１２毎（記録面毎）にデータ・トラック・ピッチ（隣接データ・トラック中心間の間隔）を決定する。本形態において、ヘッド・スライダ１２の位置決め精度のぶれを考慮し、スクイーズ・エラーの発生をより確実に防止するように、データ・トラック・ピッチを決定する。スクイーズ・エラーは、データ・トラックの両側のデータ・トラックにデータを書き込むことにより、中央のデータ・トラックの一部が消去されて、そのデータ・トラックのデータを正確に読む出すことができないエラーである。製造のテスト工程でこのエラーが見つかった場合、そのＨＤＤはスクイーズ・フェイルとして分解処理にまわされる。

スクイーズ・エラーについて具体的に説明する。図３（ａ）に示すように、データ・トラックＤＴｒ＿ｋがすでに記録面に書き込まれている。データ・トラックＤＴｒ＿ｋは、データ・トラック幅ＴＷ１を有している。次に、図３（ｂ）に示すように、データ・トラックＤＴｒ＿ｋの内周（ＩＤ）側にデータ・トラックＤＴｒ＿ｋ＋１が書き込まれる。データ・トラックＤＴｒ＿ｋ＋１の内周側と外周（ＯＤ）側の両側に、イレーズ・バンドＥＢＩ＿ｋ＋１、ＥＢＯ＿ｋ＋１が付随している。データの書き込みにおいて、ライト素子が生成する磁界は、漏れ磁界を含め、半径方向の両側端において徐々に減少していく。このため、リード素子がデータを読み出すことができるデータ・トラックの両側に、正確なデータを有していないが、すでに書き込まれているデータを消去するイレーズ・バンドが形成される。

データ・トラックＤＴｒ＿ｋ＋１の書き込みにより、データ・トラックＤＴｒ＿ｋの内周側の一部が、イレーズ・バンドＥＢＯ＿ｋ＋１により消去される。これにより、データ・トラックＤＴｒ＿ｋのトラック幅は、ＴＷ１からＴＷ２に減少する。さらに、図３（ｃ）に示すように、データ・トラックＤＴｒ＿ｋの外周側にデータ・トラックＤＴｒ＿ｋ−１が書き込まれる。データ・トラックＤＴｒ＿ｋ−１には、イレーズ・バンドＥＢＩ＿ｋ−１、ＥＢＯ＿ｋ−１が付随している。

データ・トラックＤＴｒ＿ｋ−１の書き込みにより、データ・トラックＤＴｒ＿ｋの外周側の一部が、イレーズ・バンドＥＢＩ＿ｋ−１により消去される。これにより、データ・トラックＤＴｒ＿ｋのトラック幅は、ＴＷ２からＴＷ３に減少する。このような中央データ・トラックＤＴｒ＿ｋへの両側データ・トラックＤＴｒ＿ｋ−１、ＤＴｒ＿ｋ＋１によるスクイーズが、中央データ・トラックＤＴｒ＿ｋへの最も厳しい条件となる。中央データ・トラックのトラック幅ＴＷ３が小さすぎる場合、ヘッド・スライダ１２のリード素子はデータ・トラックＤＴｒ＿ｋのデータを正確に読み出すことできない。これがスクイーズ・エラーである。

データ・トラック端及びイレーズ・バンド端は、設計により定義される。具体的には、データ・トラックは、書き込まれたデータのエラー・レートが基準値以上の領域と定義することができる。基準エラー・レート値は、例えば、１０^−４とすることができる。各データ・セクタはＥＣＣ（Error Correction Code）を有しており、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、読み出したユーザ・データをＥＣＣにより訂正する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、所定のエレー・レートまではＥＣＣにより回復することができる。データ・トラックのエラー・レートは、データ・トラック中央で小さく、中央から離れるに従って徐々に大きくなる。データ・トラック端は基準エラー・レート値を示す位置となり、基準エラー・レート値を示す位置の間隔がデータ・トラック幅と定義される。

イレーズ・バンド端は、イレーズ・バンドのデータ・トラック（すでに書き込まれているデータ）へ影響により定義される。図３（ｂ）に示すように、データ・トラックにおいて、イレーズ・バンドとデータ・トラックとが重なる部分が影響を受ける。イレーズ・バンドによる影響は、データ・トラックのエラー・レートを増加させる。イレーズ・バンド端は、変化したエラー・レートが設計により定義されている基準エラー・レート値となる位置にある。この基準エラー・レート値は、データ・トラック端を定義する基準エラー・レート値と同一である。データ・トラックの一部がイレーズ・バンドにより消去されると、イレーズ・バンド端と影響を受けたデータ・トラックＤＴｒ＿ｋのデータ・トラック端とが一致することになる。

スクイーズ・エラーを起こさないためには、図４（ａ）に示すようにデータ・トラックの両側のデータ・トラックにデータが上書きされた場合であっても、中央のデータ・トラックにおいて、所定以上のデータ・トラック幅が確保されていればよい。図４（ｂ）に示すように、スクイーズされたときの中央のデータ・トラックのデータ・トラック幅ＳＷは、両側データ・トラックのイレーズ・バンド端の間隔である。

本形態は、選択したデータ・トラックの一方もしくは両側の隣接データ・トラックのイレーズ・バンドの測定を行い、その測定結果から特定されるイレーズ・バンド端の間隔を基準として、データ・トラック・ピッチを決定する。具体的には、イレーズ・バンド端の間隔ＳＷが、予め設定されている基準範囲内（例えば、第１基準値と第２基準値の間）にあるようにデータ・トラック・ピッチを決定し、好ましくは、イレーズ・バンド端の間隔ＳＷが基準値と一致するように決定する。

ＳＷの基準値（基準幅）は、スクイーズ・エラーを起こさない最小値が最も好ましい。ＳＷがこの値に一致するようにデータ・トラック・ピッチを決定することで、スクイーズ・エラーを起こすことなく最大容量を得ることができる。この基準幅として、ＨＤＤ１の設計において、実験やシミュレーションを行うことで、適切な値を特定する。また、ＨＤＤ１の実際の動作において現れうるイレーズ・バンド端の最小間隔は、データ書き込みに置けるライト素子のふれを考慮することが必要となる。この点については、後に説明する。

以下において、イレーズ・バンド端の測定及びデータ・トラック・ピッチの決定方法について、より具体的に説明する。以下においては、ＨＤＤ１に実装された制御回路がデータ・トラック・ピッチを決定する例を説明する。同様の処理を製造装置の制御回路が行うことができる。図５（ａ）に示すように、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、アクチュエータ１６とヘッド・スライダ１２を制御して、選択した記録面のターゲット位置ＴＣ＿ｋにデータ・トラックＤＴｒ＿ｋを書き込む。ターゲット位置ＴＣ＿ｋは、データ・トラックＤＴｒ＿ｋの中心位置であり、サーボ・データで表されるサーボ・アドレスである。ターゲット位置ＴＣ＿ｋは、例えば、特定のサーボ・トラック中心とすればよい。

次に、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、書き込んだデータ・トラックＤＴｒ＿ｋのエラー・レート測定を行い、データ・トラックＤＴｒ＿ｋのデータ・トラック端の位置（サーボ・アドレス）を特定する。図５（ａ）の例においては、内周側のデータ・トラック端を特定する。具体的には、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、データ・トラックＤＴｒ＿ｋの異なる半径位置でデータを読み出し、そのエラー・レートを測定する。ヘッド・スライダ１２の位置決めは、サーボ・データによる。この点は、以下のヘッド・ポジショニングにおいて同様である。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、エラー・レートが基準値にある位置をデータ・トラック端と特定する。

例えば、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、データ・トラックＤＴｒ＿ｋの中心ＴＣ＿ｋからエラー・レートの測定を開始する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、リード素子を内周側にわずかに移動して（例えば２ＰＥＳ）、その位置でのエラー・レートを再測定する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、リード素子の内周側への移動とエラー・レート測定を繰り返し、エラー・レートが基準値となる位置を特定する。その位置が、データ・トラックＤＴｒ＿ｋの内周側トラック端である。典型的には、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、同一位置において複数回のエラー・レート測定を行い、測定値の平均値を上記基準エラー・レート値と比較する。

次に、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、データ・トラックＤＴｒ＿ｋの隣接データ・トラックを書き込む。図５（ｂ）の例においては、内周側隣接データ・トラックＤＴｒ＿ｋ＋１が、ターゲット位置（ＴＣ＿ｋ＋１）に書き込まれる。図５（ｂ）の例においては、データ・トラックＤＴｒ＿ｋ＋１のイレーズ・バンドがデータ・トラックＤＴｒ＿ｋに重なっていない。このため、データ・トラックＤＴｒ＿ｋ＋１のイレーズ・バンド端を特定することができない。

具体的処理として、データ・トラックＤＴｒ＿ｋを書き込んだ後、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、リード素子をデータ・トラックＤＴｒ＿ｋの内周側トラック端の位置決めし、エラー・レートを測定する。好ましくは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、複数回の測定によるエラー・レートの平均値を算出する。その値が基準エラー・レート値と一致、あるいは基準エラー・レート値を含む所定範囲内にある場合、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、隣接データ・トラックＤＴｒ＿ｋ＋１の影響がなかったと判定する。

次に、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ターゲット位置ＴＣ＿ｋ＋１を外周側にオフ・トラックさせて、新たにデータ・トラックＤＴｒ＿ｋ＋１を書き込む。オフ・トラック量は、設計により適切な値が設定されている。図５（ｃ）の例においては、オフ・トラックされたデータ・トラックＤＴｒ＿ｋ＋１のイレーズ・バンド端ＥＢＥが、データ・トラックＤＴｒ＿ｋと重なっている。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、データ・トラックＤＴｒ＿ｋを読み出すことで、イレーズ・バンド端ＥＢＥを特定する。具体的には、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、アクチュエータ１６を制御してヘッド・スライダ１２を、データ・トラックＤＴｒ＿ｋ内の複数の位置に位置決めし、各位置においてデータの読み出し及びエラー・レート測定を行う。

例えば、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、最初にリード素子をデータ・トラックＤＴｒ＿ｋの内周側トラック端に位置決めしてエラー・レートを測定する。同一位置で複数回のエラー・レート測定を行い、その平均値を使用することが好ましい。この測定したエラー・レートが上記基準値より大きい場合、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ターゲット位置を外周側にずらしてエラー・レートを再測定する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ヘッド・スライダ１２のわずかな移動とエラー・レート測定を繰り返し、エラー・レートが上記基準エラー・レート値となる位置のサーボ・アドレスを特定する。その位置が、隣接データ・トラックＤＴｒ＿ｋ＋１のイレーズ・バンド端ＥＢＥである。

ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、データ・トラックＤＴｒ＿ｋと外周側隣接データ・トラックＤＴｒ＿ｋ−１との間の関係についても同様の測定を行う。このとき、外周側隣接データ・トラックＤＴｒ＿ｋ−１を書き込む位置は、内周側隣接データ・トラックＤＴｒ＿ｋ＋１の書き込み位置と、Ｔｃ＿ｋについて線対称であることが好ましい。外周側隣接データ・トラックＤＴｒ＿ｋ−１をデータ・トラックＤＴｒ＿ｋに近づけるときの移動量も、内周側隣接データ・トラックＤＴｒ＿ｋ＋１と同じとする。

データ・トラックＤＴｒ＿ｋと外周側隣接データ・トラックＤＴｒ＿ｋ−１との間の関係について測定を行うことにより、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、対象としているデータ・トラックＤＴｒ＿ｋの両側のデータ・トラックＤＴｒ＿ｋ−１、ＤＴｒ＿ｋ＋１のイレーズ・バンド端を特定する。具体的には、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、二つの隣接データ・トラックＤＴｒ＿ｋ−１、ＤＴｒ＿ｋ＋１のトラック中心からイレーズ・バンド端までの間隔をＰＥＳ値で取得する。

ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、この二つの隣接データ・トラックのイレーズ・バンド端の間隔が予め設定されている基準範囲内となるように、データ・トラック・ピッチを決定する。このデータ・トラック・ピッチは、測定を行った半径位置でのデータ・トラック・ピッチである。データ・トラック・ピッチは、サーボ・データ（ＰＥＳ）により表される。好ましくは、イレーズ・バンド端の間隔が予め設定されている基準値と一致するようにデータ・トラック・ピッチを決定する。このときの基準値は、スクイーズ・エラーの可能性がほぼ０である値の内の最小値とデータ書き込みにおけるライト素子のふれ幅とを組み込んだ値である。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、典型的には、この半径位置のデータ・トラック・ピッチを、両側隣接データ・トラックのイレーズ・バンド端のそれぞれと、中央データ・トラックの中心位置が同一となるように決定する。

ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、同様の測定を記録面上の複数の半径位置において行い、各測定位置におけるデータ・トラック・ピッチを決定する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、測定により決定した各データ・トラック・ピッチから、半径位置により変化するデータ・トラック・ピッチの曲線を算出する。この曲線は測定値の近似曲線であり、測定値が曲線上にあるとは限らない。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、上記データ・トラック・ピッチの決定処理を、各記録面（ヘッド・スライダ１２）について実行し、各記録面のデータ・トラック・ピッチを表す近似曲線を算出する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ホスト５１からのコマンドの指定アドレスから、決定したデータ・トラック・ピッチの近似曲線を使用して、記録面上のサーボ・アドレスを特定する。なお、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、各測定値の間を補間するようにデータ・トラック・ピッチを決定することもできる。これにより半径位置に応じて適切なデータ・トラック・ピッチを決定することができる。

上記例において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、対象データ・トラックＤＴｒ＿ｋの両側の隣接データ・トラックＤＴｒ＿ｋ−１、ＤＴｒ＿ｋ＋１について、イレーズ・バンド端の測定を行うが、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、その一方の隣接データ・トラックについてのみイレーズ・バンド端の測定を行い、その値からデータ・トラック・ピッチを決定してもよい。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、両側隣接データ・トラック及びそれらのイレーズ・バンドは線対称であるとみなす。つまり、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、測定した隣接データ・トラックのトラック中心からイレーズ・バンド端までの間隔と、反対側隣接データ・トラックのそれが同一であるとしてデータ・トラック・ピッチを決定する。

データ書き込みのトラック・フォローイングにおいて、ヘッド・スライダ１２は、ターゲット位置と中心として半径方向において振動する。図６（ａ）に示すように、理想的な制御においては、ライト素子１２１はターゲット位置上を正確にフォローイングする。しかし、実際のサーボ制御においては、ライト素子１２のターゲット位置からのずれが許容されている。図６（ｂ）に示すように、ライト素子１２は、半径方向に振動しながらデータを書き込む。ライト素子１２（ヘッド・スライダ１２）が書き込み禁止値以上ターゲット位置から離れると、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、データの書き込みを中止する。例えば、ライト素子１２２がターゲット位置から３０ＰＥＳ離れると、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３はデータ書き込みを中止する。

従って、図６（ｃ）に示すように、ライト素子１２２の軌跡はターゲット位置と書き込み禁止値との間にあり、データ・トラックが隣接データ・トラックに最も近づく距離は、この書き込み禁止値と実質的に一致すると考えることができる。データ・トラック・ピッチの決定においては、このライト素子１２２の位置（サーボ位置決め精度）のばらつきを考慮することが重要である。ライト素子１２２がふらついて隣接データ・トラックの一部を消去しても、消去されたデータ・トラックに基準以上のトラック幅が残されるようにデータ・トラック・ピッチを決定する。

データ・トラックＤＴｒ＿ｋのデータ・トラック幅ＳＷは、両側隣接データ・トラックＤＴｒ＿ｋ−１、ＤＴｒ＿ｋ＋１がデータ・トラックＤＴｒ＿ｋに最も近いときに最も小さくなる。このときのデータ・トラック幅（イレーズ・バンド端間隔）が、エレーを起こすことがないデータ・トラック幅以上であることが必要となる。データ・トラック・ピッチの決定においては、この必要な最小データ・トラック幅に隣接データ・トラックの書き込み禁止値を加算した値を使用する。例えば、最小データ・トラック幅が１００ＰＥＳであり、両側データ・トラックの書き込み禁止値がそれぞれ３０ＰＥＳである場合、両側データ・トラックのターゲット位置におけるイレーズ・バンド端間隔が、１６０となるようにデータ・トラック・ピッチを決定する。

以下において、本形態のデータ・トラック・ピッチの決定方法について定量的に議論する。まず、ＢＡＴＨＴＵＢについて説明する。ＢＡＴＨＴＵＢは、データ・トラック幅に一致する。つまり、リード素子がデータ・トラックの中心からデータ・読み出しを行い、少しずつターゲット位置をずらしながら読み出しを繰り返す。そして、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、各位置において、リード素子がどれ程度正確にデータを読み出すかを測定する。所定以上の割合で読めた幅がＢＡＴＨＴＵＢである。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、どれくらい読めたかを測る指標として、エラー・レートを用いる。上記例に従えば、エラー・レートが１０^−４以下の幅が、ＢＡＴＨＴＵＢである。幅はＰＥＳで表す。

図７（ａ）に示すように、ＢＡＴＨＴＵＢは両脇のデータ・トラックを寄せ書きすると、変化することがある。図７（ａ）の横軸はＰＥＳに相当し、縦軸はエラー・レートに相当する。寄せ書きする前のＢＡＴＨＴＵＢをＯＲＩＧＩＮＡＬ ＢＡＴＨＴＵＢ、寄せ書きした後のＢＡＴＨＴＵＢをＳＱＵＥＥＺＥＤ ＢＡＴＨＴＵＢと呼び、何ＰＥＳ寄せて書いたかをＯＦＦＴＲＡＣＫ量と呼ぶ。

隣接データ・トラックを書いても消えないということは、隣接データ・トラックを書いてもＯＲＩＧＩＮＡＬ ＢＡＴＨＴＵＢが変化しないことを意味する。図５（ｂ）のように、隣接データ・トラックを対象とするデータ・トラックから十分離れたところに書くと、ＯＲＩＧＩＮＡＬ ＢＡＴＨＴＵＢは変化しない。しかし、隣接データ・トラックの書き込み位置を徐々に対象とするデータ・トラックに近づけていくと、ある位置からＢＡＴＨＴＵＢが狭くなり始める。ＢＡＴＨＴＵＢが狭くなり始めたら、ＯＦＦＴＲＡＣＫ量に比例して、ＢＡＴＨＴＵＢが狭くなっていくと仮定すると、ＯＦＦＴＲＡＣＫ(ＯＲＩＧＩＮＡＬ ＢＡＴＨＴＵＢ−ＳＱＵＥＥＺＥＤ ＢＡＴＨＴＵＢ)／２だけデータ・トラックを詰めても問題はない（緩めるときも同様である。）

通常処理において、データ・トラックを正確に読み出すことができるかは、データ・トラック幅、つまりＢＡＴＨＴＵＢに依存する部分が大きい。このため、本形態は、スクイーズされた後のＢＡＴＨＴＵＢが基準以上確保されるように、データ・トラック・ピッチを決定する。図７（ｂ）に示すように、ＯＲＩＧＩＮＡＬ ＢＡＴＨＴＵＢが狭い場合、隣接データ・トラックによるわずかなイレーズ（スクイーズ）によって、ＳＱＵＥＥＺＥＤ ＢＡＴＨＴＵＢが非常に小さくなる。一方、図７（ｃ）に示すように、ＯＲＩＧＩＮＡＬ ＢＡＴＨＴＵＢが広い場合、隣接データ・トラックによりある程度イレーズがあっても、ＳＱＵＥＥＺＥＤ ＢＡＴＨＴＵＢは十分な幅が確保される。

サーボ位置決め精度（データ書き込みにおけるライト素子１２２のふれ）を考慮し、できる限り多くのデータ容量を得るために基準とすべきは何かと考えたとき、それは、隣接データ・トラックが書き込まれた場合に保証されているデータ・トラック幅である。隣接データ・トラックの書き込みにより、たとえ対象となるデータ・トラックがある程度消されたとしても、その対象となるデータ・トラックに必要なＢＡＴＨＴＵＢ（トラック幅）は残るということを保証する。

例えば、ヘッド・スライダ１２の位置決めのばらつき（上記書き込み禁止値）を３０ＰＥＳとする。両側隣接データ・トラックを３０ＰＥＳだけＯＦＦＴＲＡＣＫさせたときのＳＱＵＥＥＺＥＤ ＢＡＴＨＴＵＢが、ある程度確保されていればよいというところからデータ・トラック・ピッチを決定する。

ＳＱＵＥＥＺＥＤ ＢＡＴＨＴＵＢの目標値を「目標値」とすると、「目標値」からの差分をなくすようにデータ・トラックを補正すればよい。隣のデータ・トラックのデータ・トラック・ピッチも同様に補正されることを考慮にいれると、データ・トラック・ピッチの補正ＴＰは、
ＴＰ＝(目標値−ＳＱＵＥＥＺＥＤ ＢＡＴＨＴＵＢ)／２
となる。

ＯＦＦＴＲＡＣＫ量が可変量とすると、
ＴＰ＝（（目標値＋２×３０）
―（ＳＱＵＥＥＺＥＤ ＢＡＴＨＴＵＢ+２×ＯＦＦＴＲＡＣＫ））／２
である。

以上、本発明の好ましい態様を使用して説明したが、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。例えば、上述の実施の形態においては、ＨＤＤを例にとって説明したが、他のディスクを使用するディスク・ドライブ装置に本発明を適用することができる。

測定の正確性を上げるため、イレーズ・バンド端の測定には、実際にヘッド・スライダにより書き込んだデータ・トラックを使用することが好ましいが、他のデータを使用することも可能である。また、測定の正確性と迅速性の点から、サーボ・データを書き込んだ後にヘッド特性に合わせて本発明に従いデータ・トラック・ピッチを決定することが好ましいが、サーボ・トラック・ピッチの決定に本発明を適用することも可能である。データ・トラック端及びイレーズ・バンド端は、エラー・レートにより規定することが好ましいが、読み出し振幅などの他の指標によるこれらを規定してもよい。全ての記録面について本発明に従いデータ・トラック・ピッチを決定することが好ましいが、一部の記録面あるいは記録面の一部のみに本発明を適用することができる。

本実施の形態にかかるハードディスク・ドライブの全体構成を模式的に示すブロック図である。 本実施の形態において、記録面上のデータ・フォーマットを模式的に示す図である。 本実施の形態において、スクイーズ・エラーについて説明する図である。 本実施の形態において、スクイーズ・エラーを起こさない場合のデータ・トラック・ピッチを示す図である。 本実施の形態において、データ・トラック・ピッチ設定のためのイレーズ・バンド端の測定方法を示す図である。 本実施の形態において、データ書き込みにおけるライト素子のふれを模式的に示す図である。 本実施の形態において、データ・トラック・ピッチの決定方法について定量的に議論ためにＢＡＴＨＴＵＢについて説明する図である。

符号の説明

１ ハードディスク・ドライブ、１０ エンクロージャ、１１ 磁気ディスク
１２ ヘッド・スライダ、１３ アーム・エレクトロニクス、１４ スピンドル・モータ
１５ ボイス・コイル・モータ、１６ アクチュエータ、２０ 回路基板
２１ ＲＷチャネル、２２ モータ・ドライバ・ユニット
２３ ハードディスク・コントローラ／ＭＰＵ、２４ ＲＡＭ、１２２ ライト素子

Claims (15)

1. ディスク・ドライブ装置において、ヘッドの特性に応じて記録面のデータ・トラック・ピッチを決定する方法であって、
   対象データ・トラックの隣接データ・トラックを記録面に書き込み、
   前記記録面に予め記録されているデータの前記隣接データ・トラックによるエラー・レート変化を測定して、前記隣接データ・トラックのイレーズ・バンド端を特定し、
   前記対象データ・トラックの両側隣接データ・トラックのイレーズ・バンド端の間隔を基準として、前記記録面のデータ・トラック・ピッチを決定する、
   方法。
2. 前記記録面には、予めサーボ・トラックが記録されており、
   前記隣接データ・トラックをターゲット・サーボ・アドレスに書き込み、
   前記イレーズ・バンド端をサーボ・データにより特定し、
   サーボ・データにより表される前記イレーズ・バンド端の間隔を基準として、データ・トラック・ピッチを決定する、
   請求項１に記載の方法。
3. 前記対象となるデータ・トラックの両側の隣接データ・トラックを、それぞれのターゲット位置に書き込み、
   前記両側の隣接データ・トラックのイレーズ・バンド端を特定し、
   前記特定した両側隣接データ・トラックのイレーズ・バンド端の間隔を基準として、データ・トラック・ピッチを決定する、
   請求項１に記載の方法。
4. 前記間隔が基準値と一致するように前記データ・トラック・ピッチを決定する、
   請求項１に記載の方法。
5. 前記対象となるデータ・トラックを書き込み、
   前記隣接データ・トラックによる前記対象となるデータ・トラックのエラー・レート変化を測定して、前記隣接データ・トラックのイレーズ・バンド端をサーボ・データにより特定する、
   請求項１に記載の方法。
6. 前記対象となるデータ・トラックを書き込み、
   前記対象となるデータ・トラックの両側の隣接データ・トラックを書き込み、
   前記両側の隣接データ・トラックによる前記対象となるデータ・トラックのエラー・レート変化をそれぞれ測定して、前記間隔を特定する、
   請求項１に記載の方法。
7. 前記決定されるデータ・トラック・ピッチに、コマンドに応じて前記隣接データ・トラックを書き込むときのヘッドのふれ幅が含まれている、
   請求項１に記載の方法。
8. ディスク・ドライブ装置の製造方法であって、
   筐体にディスク、ディスクの記録面にアクセスするヘッド、前記ヘッドを移動する移動機構を実装し、
   前記ヘッドによって、対象データ・トラックの隣接データ・トラックを前記記録面に書き込み、
   前記ヘッドを使用して前記記録面に予め記録されているデータの前記隣接データ・トラックによるエラー・レート変化を測定して、前記隣接データ・トラックのイレーズ・バンド端を特定し、
   前記対象データ・トラックの両側隣接データ・トラックのイレーズ・バンド端の間隔を基準として、前記記録面のデータ・トラック・ピッチを決定する、
   ディスク・ドライブ装置の製造方法。
9. 前記記録面には、予めサーボ・トラックが記録されており、
   前記隣接データ・トラックをターゲット・サーボ・アドレスに書き込み、
   前記イレーズ・バンド端をサーボ・データにより特定し、
   サーボ・データにより表される前記イレーズ・バンド端の間隔を基準として、データ・トラック・ピッチを決定する、
   請求項８に記載のディスク・ドライブ装置の製造方法。
10. 前記対象となるデータ・トラックの両側の隣接データ・トラックを、それぞれのターゲット位置に書き込み、
    前記両側の隣接データ・トラックのイレーズ・バンド端を特定し、
    前記特定した両側隣接データ・トラックのイレーズ・バンド端の間隔を基準として、データ・トラック・ピッチを決定する、
    請求項８に記載のディスク・ドライブ装置の製造方法。
11. 前記間隔が基準値と一致するように前記データ・トラック・ピッチを決定する、
    請求項８に記載のディスク・ドライブ装置の製造方法。
12. 前記対象となるデータ・トラックを書き込み、
    前記隣接データ・トラックによる前記対象となるデータ・トラックのエラー・レート変化を測定して、前記隣接データ・トラックのイレーズ・バンド端をサーボ・データにより特定する、
    請求項８に記載のディスク・ドライブ装置の製造方法。
13. 前記対象となるデータ・トラックを書き込み、
    前記対象となるデータ・トラックの両側の隣接データ・トラックを書き込み、
    前記両側の隣接データ・トラックによる前記対象となるデータ・トラックのエラー・レート変化をそれぞれ測定して、前記間隔を特定する、
    請求項８に記載のディスク・ドライブ装置の製造方法。
14. 前記決定されるデータ・トラック・ピッチに、コマンドに応じて前記隣接データ・トラックを書き込むときのヘッドのふれ幅が含まれている、
    請求項８に記載のディスク・ドライブ装置の製造方法。
15. ヘッドの特性に応じて記録面のデータ・トラック・ピッチを決定するディスク・ドライブ装置であって、
    データを記憶するディスクの記録面と、
    対象データ・トラックの隣接データ・トラックを前記記録面に書き込むヘッドと、
    前記記録面に予め記録されているデータの前記隣接データ・トラックによるエラー・レート変化を測定して、前記隣接データ・トラックのイレーズ・バンド端を特定し、前記対象データ・トラックの両側隣接データ・トラックのイレーズ・バンド端の間隔を基準として、前記記録面のデータ・トラック・ピッチを決定するコントローラと、
    を有するディスク・ドライブ装置。

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