JP2009093756A - ディスク・ドライブ装置及びディスク・ドライブ装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザ・エリアのデータ・トラック・ピッチとサーボ・トラック・ピッチとが異なるＨＤＤにおいて、制御エリアのハンドリングをより容易なものとすると共に、ユーザ・エリアのデータ・フォーマットを効率的に調整することを可能とする。
【解決手段】本発明の一形態において、ユーザ・エリア１１５ａ、１１５ｂのサーボ・トラック・ピッチとデータ・トラック・ピッチとが異なる。データ・トラック・ピッチは、ヘッド・スライダ及び記録面の特性に合わせ調整される。記録面は、ユーザ・データを記憶するユーザ・エリアの他、ファームウェアやパラメータなどを記憶する制御エリア１１６を有する。記録面上の制御エリアの位置は、サーボ・データによって定義される。これによって、制御エリアのハンドリングをより容易なものとすると共に、ユーザ・エリアのデータ・フォーマットを効率的に調整することができる。
【選択図】図３

Description

本発明はディスク・ドライブ装置及びディスク・ドライブ装置の製造方法に関し、特に、記録面上のデータ・トラック・ピッチとサーボ・トラック・ピッチとが異なるディスク・ドライブ装置及びその製造方法に関する。

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（例えば、特許文献１を参照）。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。あるいは、特許文献２は、一定のサーボ・トラック・ピッチでサーボ・データを書き込み、ゾーンに合わせてデータ・トラック・ピッチを変化させることを開示している。
特開２００６−１１４１４２号公報 特開２００５−７１４３３号公報

磁気ディスクの記録面上には、ユーザ・データを保存するユーザ・エリアの他、ＨＤＤが動作するためのマイクロコード（ファームウェア）やパラメータなどの制御データを保存する制御エリアが存在する。典型的には、制御エリアに記録されているのは制御データのみで、ユーザ・データが記録されることはない。そのため、ホストはアドレスを指定することでユーザ・エリアにアクセスすることができるが、制御エリア内のアドレスを指定してアクセスすることはなく、ＨＤＤがその内部動作において制御エリアにアクセスする。

上記のように、ユーザ・エリアにおけるサーボ・トラック・ピッチとデータ・トラック・ピッチとが異なるＨＤＤにおいて、ＨＤＤは、コマンドが指定するＬＢＡ（Logical Block Address）を、ターゲットのデータ・セクタを指定するデータ・アドレスに変換し、さらに、そのデータ・アドレスをサーボ・アドレスに変換する。データ・アドレスは、データ・シリンダ、ヘッド・スライダそしてデータ・セクタをそれぞれ指定する。データ・シリンダは、各記録面において同一のデータ・トラック番号を有するデータ・トラックのグループである。サーボ・アドレスは、サーボ・シリンダ、ヘッド・スライダ、サーボ・セクタ、そしてサーボ・セクタ内のデータ・セクタ位置を指定する。

このようなＨＤＤにおいては、制御エリアの定義方法が、マイクロコード、ＨＤＤの製造工程及びデータ・フォーマットのフレキシビリティに大きな影響を及ぼす。例えば、制御エリアの位置をデータ・アドレスで定義した場合、データ・トラック・ピッチを決定するまで制御エリアの位置を決定することができず、製造工程が複雑となる。あるいは、ヘッド・スライダ（記録面）毎にデータ・トラック・ピッチは異なるため、ヘッド・スライダ毎に制御エリアのハンドリングを変える必要がある。一方、制御エリアをデータ・アドレスで定義する場合、制御エリアの記録面上の物理位置を一旦確定すると、その後にデータ・トラック・ピッチを変更することができない。つまり、制御エリアの位置を先に確定すると、ユーザ・エリアのデータ・フォーマットを自由に調整することができなくなる。

従って、ユーザ・エリアのデータ・トラック・ピッチとサーボ・トラック・ピッチとが異なるＨＤＤにおいて、制御エリアのハンドリングをより容易なものとすると共に、ユーザ・エリアのデータ・フォーマットを効率的に調整することができる手法が要求される。

本発明の一態様に係るディスク・ドライブ装置は、ディスクの記録面上において制御データが記録されている制御エリアと、前記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・ピッチとが異なりユーザ・データが記録されているユーザ・エリアと、前記記録面にアクセスするヘッドと、前記ヘッドを前記記録面上で移動する移動機構と、前記移動機構及び前記ヘッドを制御するコントローラとを有する。前記コントローラは、コマンドが指定する前記ユーザ・エリア内のターゲットへのアクセスにおいて、サーボ・アドレスで定義された前記制御エリアをスキップするように、サーボ・アドレス・レベルにおいて前記ターゲットの必要なアドレス補正を行う。制御エリアをサーボ・アドレスで定義することで、ユーザ・エリアのデータ・トラック・ピッチとサーボ・トラック・ピッチとが異なるディスク・ドライブ装置において、制御エリアのハンドリングをより容易なものとすると共に、ユーザ・エリアのデータ・フォーマットを効率的に調整することができる。

好ましくは、前記コントローラは、前記ターゲットを指定する前記コマンドの指定アドレスを仮のサーボ・アドレスに変換し、前記仮のサーボ・アドレスの値に応じて前記制御エリアをスキップするように前記仮のサーボ・アドレスに必要な補正を行い、前記ターゲットの実際のサーボ・アドレスを確定する。これにより、効率的かつ正確に実際のサーボ・アドレスを決定することができる。

好ましくは、前記ユーザ・エリアのサーボ・アドレスは、内周側あるいは外周側から単調増加し、前記コントローラは、前記仮のサーボ・アドレスの補正において、その仮のサーボ・アドレスよりもアドレス順序が小さい制御エリアのサーボ・トラック数を前記仮のサーボ・アドレスに可算する。これにより、効率的かつ正確に実際のサーボ・アドレスを決定することができる。

好ましい例において、前記記録面は一つの制御エリアのみ有し、その制御エリアは前記記録面を半径方向において３等分した中央のエリア内に存在する。さらに、前記コントローラは、前記仮のサーボ・アドレスのトラックが前記制御エリアの最小サーボ・トラックよりも小さい場合、その仮のサーボ・アドレスを前記実際のサーボ・アドレスと確定し、前記仮のサーボ・アドレスのトラックが前記最小サーボ・トラック以上である場合、その仮のサーボ・アドレスに前記制御エリアのサーボ・トラック数を加算して前記実際のサーボ・アドレスを確定する。これにより、制御エリアへのアクセスを効率化すると共に、効率的かつ正確に実際のサーボ・アドレスを決定することができる。

前記制御エリア内において、データ・トラック・ピッチはサーボ・トラック・ピッチ以上であることが好ましい。これにより、制御データの安全性高めることができる。あるいは、前記ディスク・ドライブ装置は複数の記録面を有し、前記複数の記録面のそれぞれの制御エリア端のサーボ・アドレスが一致していることが好ましい。制御エリアのハンドリングを記録面間で統一することができる。

好ましくは、前記コントローラは、前記コマンドが指定するアドレスからデータ・アドレスを決定し、予め設定されている数式を使用して、前記データ・アドレスから前記仮のサーボ・アドレスを決定する。これにより、データ・トラック・ピッチを精細に調整することができ、また、効率的かつ正確に実際のサーボ・アドレスを決定することができる。

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。この製造方法は、ディスクと、ヘッドと、前記ヘッドの移動機構とを筐体に実装する。前記ディスクの記録面上にサーボ・データを書き込む。前記サーボ・データが記録されている記録面上において、サーボ・アドレスで定義されている制御エリアに前記ヘッドによって制御データを記録する。前記制御データを記録した記録面において、前記ヘッドを使用した測定により、ユーザ・エリアのフォーマットを決定する。制御エリアがサーボ・アドレスで定義されているので、効率的にユーザ・エリアのフォーマットを調整することができる。

好ましくは、前記ユーザ・エリアのフォーマットの決定において、処理の進行に応じて、位置固定されている前記制御エリア内において前記制御データを更新する。制御エリアは位置固定されており、ユーザ・エリアのフォーマットの調整において制御データを更新するのみあるので、処理を効率的に行うことができる。

好ましくは、前記ユーザ・エリアのフォーマットの決定において、予め設定されている基準が満たされない場合、前記ディスク・ドライブ装置のグレードを変更することを決定し、前記変更されたグレードに応じて前記ユーザ・エリアのフォーマットを決定し、位置固定された前記制御エリア内において前記制御データを更新する。これにより、製品の歩留まりを向上することができる。

好ましくは、前記ユーザ・エリアのフォーマットの決定において、エラー・レートが平均化されるように、複数のヘッドの記録周波数を調整する。これにより、ディスク・ドライブ装置の信頼性を向上することができる。

本発明によれば、ユーザ・エリアのデータ・トラック・ピッチとサーボ・トラック・ピッチとが異なるディスク・ドライブ装置において、制御エリアのハンドリングをより容易なものとすると共に、ユーザ・エリアのデータ・フォーマットを効率的に調整することができる。

以下に、本発明を適用可能な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。

本形態のＨＤＤにおいて、ユーザ・エリアのサーボ・トラック・ピッチとデータ・トラック・ピッチとが異なる。データ・トラック・ピッチは、ヘッド・スライダ及び記録面の特性に合わせ調整される。リード幅やライト幅などのヘッド・スライダの特性及び磁気ディスク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。

記録面は、ユーザ・データを記憶するユーザ・エリアの他、マイクロコード（ファームウェア）やパラメータなどを記憶する制御エリアを有する。本形態の特徴的な点として、記録面上の制御エリアの位置は、サーボ・データによって定義される。これによって、制御エリアのハンドリングをより容易なものとすると共に、ユーザ・エリアのデータ・フォーマットを効率的に調整することが可能となる。

本実施形態の特徴点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にロードされたマイクロコードに従って動作する。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・データ及びＨＤＤ１の制御に使用される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。ＴＰＩ（Track Per Inch）とＢＰＩ（Bit Per Inch）とは、ゾーンのそれぞれに設定される。ＴＰＩはデータ・トラック・ピッチに対応し、ＢＰＩは記録周波数に対応する。

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、ユーザ・エリアのサーボ・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し、記憶容量（データ・トラック数）を増加させることができる。

以下において、本形態の制御エリア及びホスト５１からのコマンドに対応した処理（リードもしくはライト）における制御エリアのハンドリングについて説明する。図３（ａ）に示すように、磁気ディスク１１の記録面は、ユーザ・エリア１１５ａ、１１５ｂと制御エリア１１６とを含む。ユーザ・エリア１１５ａは、ホスト５１からのユーザ・データをデータ・セクタ単位で記憶する。制御エリア１１６は、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３がＨＤＤ１の制御のために使用するデータを記憶している。具体的には、ＭＰＵがそれに従って動作するマイクロコード、磁気ディスク１１上の欠陥が登録されている欠陥テーブル、各ゾーン１１３ａ〜１１３ｃについての情報を有するゾーン・テーブル、ＲＷチャネル２１のチャネル・パラメータ、その他ＨＤＤ１の動作に必要なデータが、制御エリア１１６に保存されている。

図３（ａ）に示すように、制御エリア１１６は、好ましくは、データ領域の中央領域に配置される。具体的には、記録面上のデータが記憶されている領域を半径方向において３等分し、その内の中央の領域内に制御エリア１１６を配置する。あるいは、データが記憶されている領域内の半径方向における中心位置を含むゾーン内に、制御エリア１１６は確保される。これによって、ヘッド・スライダ１２が記録面上のどの位置にあっても、平均的に最も速く制御エリア１１６にアクセスすることができる。また、好ましくは、一記録面は、一つの制御エリア１１６のみを有する。つまり、制御エリアを分割して記録面上の離間した位置に形成するのではなく、一つの連続した制御エリア１１６のみが、一つの記録面上に存在する。これにより、ユーザ・エリアのデータ・トラック・ピッチとサーボ・トラック・ピッチとが異なる記録面上において、制御データへのアクセスを簡便なものとし、また、データ容量の減少を抑えることができる。

本形態において、制御エリア１１６の位置は、サーボ・アドレスによって定義されている。つまり、制御エリア１１６の開始位置と終了位置あるいは内周端と外周端は、サーボ・アドレスで指定される。図３（ｂ）の例において、制御エリア１１６の開始サーボ・トラックはＳＴｒ＿ｓであり、終了サーボ・トラックはＳＴｒ＿ｔである。さらに、本形態において、制御エリア１１６内のデータは、サーボ・アドレスによって指定される。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、制御エリア１１６のデータをリード／ライトする場合、サーボ・アドレスで直接指定されているアドレス位置にアクセスする。サーボ・アドレスは、サーボ・シリンダ番号（Ｃ）、ヘッド・スライダ番号（Ｈ）、サーボ・セクタ番号（Ｓを含み、さらに、サーボ・セクタ間のデータ・セクタの順序を示す。本明細書において、このサーボ・アドレスを、サーボＣＨＳとも呼ぶ。典型的な例において、サーボ・トラック番号は、外周側から単調増加する。以下の説明では、この例を前提とする。

好ましくは、制御エリア１１６におけるデータ・トラック・ピッチは、サーボ・トラック・ピッチの整数倍であり、さらに好ましくは２倍以上である。データ・トラック・センタは、サーボ・トラック・センタ（ＰＥＳ１２８の位置）に一致することが好ましい。サーボ・トラック・ピッチ以上でデータ・トラックを形成することで、重要な制御データが消去される、あるいは制御データのリード・ハード・エラーの可能性を小さくすることができる。データの安全性の点からは、１サーボ・トラック毎など、複数サーボ・トラックに一つのデータ・トラックを記録することが好ましい。

図３（ｂ）に示すように、好ましくは、制御エリア１１６と、ユーザ・エリア１１５ａ、１１５ｂとの間には、ガード・バンド１１７ａ、１１７ｂが存在する。制御エリア１１６とユーザ・エリア１１５ａ、１１５ｂの間に、１サーボ・トラックより広いガード・バンド、つまりデータ・エリアにデータが記録されていないバンドが存在することが好ましい。これにより、制御データの安全性をより高めることができる。

ＨＤＤ１が複数の記録面を有している場合、全ての記録面において同一のサーボ・アドレスで制御エリア１１６の位置を定義することが好ましい。つまり、全ての制御エリア１１６において、内周端及び外周端のサーボ・トラックが一致していることが好ましい。これにより、各制御エリア１１６を統一的にハンドリングすることができ、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３の制御処理を簡便化することができる。

ユーザ・エリア１１５ａ、１１５ｂへのアクセスにおいて、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、コマンドが指定アドレスを変換する。ホスト５１からのコマンドは、アクセス先であるターゲットをＬＢＡ（Logical Block Address）で特定する。具体的には、コマンドは、開始データ・セクタのＬＢＡ及びデータ・セクタ数を指定する。ＬＢＡは連続的に増加する数字で表される。図４に示すように、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、リード／ライトにおいては、このＬＢＡをデータ・アドレスに変換し、さらにそのデータ・アドレスをサーボ・アドレスに変換する。データ・アドレスは、データ・シリンダ番号（Ｃ）、ヘッド・スライダ番号（Ｈ）そしてデータ・セクタ番号（Ｓ）を示す。従って、本明細書において、このデータ・アドレスをデータＣＨＳとも呼ぶ。典型的な例において、データ・トラック番号は、外周側から単調増加する。以下の説明では、この例を前提とする。

ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、欠陥の管理やゾーン・フォーマットの定義を、データ・アドレスを使用して行う。これに対して、ユーザ・データのリード／ライトにおいては、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３はサーボ・アドレスを使用してターゲットにアクセス（データ読み出しあるいはデータ書き込み）する。これは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、サーボ・データを使用したサーボ制御によりアクチュエータ１６及びヘッド・スライダ１２制御するからである。

ＨＤＣ／ＭＰＵ２３が正確にユーザ・エリア１１５ａ、１１５ｂへアクセスするためには、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、リード／ライトにおいて、制御エリア１１６を避けることが必要である。本形態の制御エリア１１６の位置はサーボ・アドレスで定義されているため、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、サーボ・アドレスのレベルでその処理を行うことが好ましい。図４のブロック図に示すように、本形態のＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、コマンド指定のＬＢＡをサーボ・アドレスに変換し、その変換したサーボ・アドレスのアドレス位置に応じて、そのサーボ・アドレスを補正する。これにより、コマンドが指定する位置に正確にアクセスすることができる。

ユーザ・エリア１１５ａ、１１５ｂへのアクセス処理について、図４のブロック図及び図５のフローチャートを参照してより具体的に説明する。ホスト５１は、リード・コマンドあるいはライト・コマンド５１１を発行する。コマンド５１１は、コマンド・タイプと、ターゲットの開始アドレス及びデータ・セクタ数をＬＢＡで指定する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３はそのコマンドを取得し（Ｓ１１）、コマンド５１１の指定ＬＢＡをデータ・アドレス２３１に変換する（Ｓ１２）。

具体的には、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３はゾーン・テーブル２４１を参照し、指定ＬＢＡからデータ・アドレス２３１を生成する。ゾーン・テーブル２４１は、各ゾーンの開始データ・トラック番号やそのゾーンのデータ・トラック数などの制御情報を有している。ゾーン・テーブル２４１は制御エリア１１６に保存されており、ＨＤＤ１の動作中は、ＲＡＭ２４１内に格納されている。

ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、データ・アドレス２３１を、一旦、仮のサーボ・アドレス２３２に変換する（Ｓ１３）。具体的には、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、データ・アドレス２３１の関数値を計算により算出する。この間数値が仮のサーボ・アドレス２３２である。関数式ｆ（ｘ）は設計により適切なものが選択される、好ましくは、３次関数もしくはそれ以上の次数の関数である。

ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、算出した仮のサーボ・アドレス２３１の値に応じて、制御エリア１１６をスキップするように、必要な補正を行う。具体的には、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、制御エリア１１６の開始サーボ・トラック番号とサーボ・トラック数を示すデータ２４２を取得する（Ｓ１４）。これらのデータは制御エリア１１６に保存されており、ＨＤＤ１の動作中は、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３の内部メモリに格納されている。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、制御エリア１１６の情報と仮のサーボ・アドレス２３１とを比較して、仮のサーボ・アドレス２３１と制御エリア１１６の位置関係を特定する。

仮のサーボ・アドレス２３１のサーボ・トラック番号が制御エリア１１６の開始サーボ・トラック番号よりも小さい場合（ターゲットが制御エリア１１よりも外周側にある場合）（Ｓ１５におけるＹ）、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、仮のサーボ・アドレス２３２をターゲットの実際のサーボ・アドレスと確定する（Ｓ１７）。つまり、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３はサーボ・アドレスの補正を行うことなく、データ・アドレスから直接変換したサーボ・アドレスの指定先をアクセスする。

仮のサーボ・アドレス２３１のサーボ・トラック番号が制御エリア１１６の開始サーボ・トラック番号以上である場合（ターゲットが制御エリア１１内もしくはそれよりも内周側にある場合）（Ｓ１５におけるＮ）、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は仮のサーボ・アドレス２３１を補正する（Ｓ１６）。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、補正により得られた補正サーボ・アドレス２３３をターゲットの実際のサーボ・アドレスと確定し（Ｓ１７）、補正サーボ・アドレス２３３が指定する先にアクセスする。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、仮のサーボ・アドレスに制御エリア１１のサーボ・トラック数を加算することで仮のサーボ・アドレス２３２を補正する。

以上の処理により、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、サーボ・アドレスで定義されている制御エリア１１６をスキップするようにアドレス変換を正確かつ効率的に行い、コマンド指定のデータ・セクタに正確にアクセスすることができる。上記例において記録面は一つの制御エリア１１６のみを有するが、複数の制御エリアを有する場合も上記アドレス変換を適用することができる。この場合、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ターゲットのサーボ・アドレスよりも前に開始サーボ・トラックがある全ての制御エリアのサーボ・トラック数を、仮のサーボ・アドレスに加算する補正を行うことで、ターゲットの実際のサーボ・アドレスを算出することができる。

次に、図６のフローチャートを参照して、本形態のＨＤＤ１の製造工程について説明する。ＨＤＤ１の製造は、エンクロージャ１０に、ＳＰＭ１４、磁気ディスク１１、アクチュエータ１６とヘッド・スライダ１２のアセンブリ及びＶＣＭ１５を実装してＨＤＡ（Head Dick Assembly）を製造する（Ｓ２０）。その後、各ヘッド・スライダ１２により、各記録面にサーボ・データを書き込む（Ｓ２１）。

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：ＳＳＷ）がある。ＳＴＷはピンを有しており、そのピンにより外部からアクチュエータ１６を移動することで、ターゲット位置にアクチュエータ１６を位置決めする。ＳＳＷは、外部の制御装置がＶＣＭ１６を制御してアクチュエータ１６をターゲットの位置に位置決めする。サーボ・トラック・ピッチは一定ではなく、半径位置に応じて変化する。このようなサーボ・ライトにより、各記録面の同一半径位置にサーボ・トラックが書き込まれる。なお、また、本発明は、磁気ディスク１１をエンクロージャ１０内に実装する前にサーボ・データを書き込む製造方法及びそれにより製造されるＨＤＤ１に適用することもできる。また、サーボ・ライトをＨＤＤ１に実装される回路が実行してもよい。

サーボ・データが記録面に書き込まれた後、ＨＤＡに制御回路基板２０が実装され、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３が、動作テスト及び欠陥検出テストを実行する（Ｓ２２）。なお、ステップＳ２２以下の工程を外部のテスト装置が行うこともできる。テストをパスしたＨＤＤ１において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、各記録面の制御エリア１１６に制御データを書き込む。書き込む制御データは、マイクロコード、欠陥テーブル、チャネル・パラメータなどである。記録面上には、サーボ・データが記録されている。また、制御エリア１１６はサーボ・アドレスで定義されているので、各記録面上で制御エリア１１６を定義し、さらにそのエリアに制御データを記録することができる。

次に、ユーザ・エリア１１５ａ、１１５ｂのデータ・フォーマットを調整する処理を行う（Ｓ２４）。調整する主な制御データは、ゾーン毎のＴＰＩ、ＢＰＩ、データ・トラック数などのパラメータである。ユーザ・エリアのフォーマット調整については、後に詳細に説明する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ユーザ・エリアのフォーマットを調整すると、制御エリア１１６における対応データを更新する（Ｓ２５）。更新するデータは、ゾーン・テーブル２４１内のデータや、データ・アドレスからサーボ・アドレスを算出するための関数の係数などである。調整したデータ・フォーマットが予め設定されているクライテリアを満足する場合、データ・フォーマットの調整処理は終了する（Ｓ２９）。

ユーザ・エリアのデータ・フォーマットが予定グレードに合うクライテリアを満足しない場合、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ＨＤＤ１のグレードを下げることを決定する（Ｓ２７）。ＨＤＤ１のグレードは、ＨＤＤ１の容量や、信頼性（例えば保証されているエラー・レート）などで表される。ＨＤＤ１のグレードを予定グレードから変更する場合、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、制御エリア１１６の制御データを更新し（Ｓ２８）、ユーザ・エリア１１５ａ、１１５ｂのデータ・フォーマットを再調整する（Ｓ２４）。クライテリアは、典型的には、記憶容量やエラー・レートなどにより定義される。

制御エリア１１６の位置はサーボ・アドレスで定義されているので、データ・フォーマットにおけるデータ・トラック・ピッチが変わっても、その位置を変化させる必要がない。このように、制御エリア１１６の位置が固定され、制御エリア１１６内の制御データを更新するのみであるため、ユーザ・エリア１１５ａ、１１５ｂのデータ・フォーマットの調整を効率的に行うことができる。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ユーザ・エリア１１５ａ、１１５ｂのデータ・フォーマット調整を開始すると（Ｓ２４）、上述のそれ以降の各工程を繰り返す。

ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、調整したデータ・フォーマットが最も低いクライテリアを満足しない場合にそのＨＤＤ１がフェイルであると判定する。ＨＤＤ１はリワーク処理にまわされる。また、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、フォーマット調整の結果に応じて、ＨＤＤ１のグレードを上げるようにグレード変更を行ってもよい。上述のように、本形態の制御エリアの定義方法によれば、ＨＤＤ１の製造において、効率的にグレード変更を行うことができ、ＨＤＤ１の製造歩留まりを大きく改善することができる。

ユーザ・エリア１１５ａ、１１５ｂのデータ・フォーマット調整について説明する。ユーザ・エリアのＴＰＩ及びＢＰＩは、ヘッド・スライダ１２及び対応する記録面の特性により適切な値に設定される。典型的には、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ユーザ・エリア１１５ａ、１１５ｂ内にある複数点を選択し、各点において所定の測定を行う。この測定結果に基づきＨＤＣ／ＭＰＵ２３はか各点の適切なＴＰＩを決定する。ＴＰＩはライト幅や測定したＳＥＲなどに基づいて決定される。なお、ＴＰＩの決定手法は公知の技術であり、詳細な説明を省略する。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、各記録面（ヘッド・スライダ１２）について、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、予め設定されている関数の係数を調整することで近似線を決定することができる。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・ピッチの近似曲線の積分を使用して、記録面上のサーボ・アドレスを特定することができる。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。

データ・トラック・ピッチがヘッド・スライダ１２毎に異なることから、記録面の全データ・トラック数も、ヘッド・スライダ１２毎に異なる。サーボ・トラック・ピッチは、全ての記録面において略同一である。ＨＤＤ１は、各ヘッド・スライダ１２のライト幅（ライト素子の半径方向の幅）及びリード幅（リード素子の半径方向の幅）などのヘッド特性に応じて、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。データ・トラック・ピッチは一定ではなく、半径位置に応じて変化する。

ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、決定したＴＰＩに応じてＢＰＩを決定する。典型的には、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、各ゾーン１１３ａ〜１１３ｃについて、ＢＰＩを決定する。一つのゾ−ン内でＢＰＩは一定である。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、各ゾーン１１３ａ〜１１３ｃのＴＰＩのレベルを予め設定された基準を参照して決定し、さらに、そのＴＰＩレベルに対応したＢＰＩレベルを選択する。各ＢＰＩレベルには、具体的なＢＰＩ値が対応付けられている。例えば、１０のＴＰＩ及びＢＰＩのレベルが存在し、一つのＴＰＩレベルと一つのＢＰＩレベルとが対応付けられる。

測定によりＴＰＩを決定した後それに予め対応づけられているＢＰＩを選択すると、ヘッド・スライダ１２の特性によって、エラー・レートのばらつきが発生することが考えられる。ＨＤＤ１全体としては、ヘッド・スライダ１２間のエレー・レートのばらつきが小さいことが好ましい。これにより、ＨＤＤ１におけるエラーの発生を低減し、また、フェイルとなるＨＤＤ１を減らして歩留まりを改善することができる。一方、ＨＤＤ１のデータ容量は決められているため、単に、エラー・レートが大きいヘッド・スライダ１２のＢＰＩを下げてそのエラー・レートを改善することはできない。

本形態のＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、複数のヘッド・スライダ１２のＢＰＩを調整することで、ヘッド・スライダ１２間のエラー・レートのばらつきを平均化する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、各ヘッド・スライダ１２のエラー・レートを比較して、エラー・レートが大きいヘッド・スライダ１２のＢＰＩを小さくし、エラー・レートが小さいヘッド・スライダのＢＰＩを大きくする。これにより、各ヘッド・スライダ１２のエラー・レートのばらつきが小さくなると共に、ＨＤＤ１全体のデータ容量の減少を抑えることができる。

具体的には、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ゾーン毎にＢＰＩの再調整を行う。ヘッド・スライダ１２の最低エラー・レートが予め設定されている。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、各ヘッド・スライダ１２がこのクライテリアを満足するようにＢＰＩを調整する。このクライテリアを満足することができない場合、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ＨＤＤ１のグレードの変更やリワークを決定する。

２つのヘッド・スライダ１２の例について、図７を参照して説明する。図７において、ＢＰＩの値はＢＰＩ０において最も大きく、ＢＰＩ９まで単調減少する。表内の各数字はエラー・レートの乗数を示しており、数字が小さい（絶対値が大きい）程、エラーが少ないことを意味する。本例において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３が測定結果から決定したＴＰＩに予め対応付けられているＢＰＩは、ＨＥＡＤ０及びＨＥＡＤ１のそれぞれに対して、ＢＰＩ３、ＢＰＩ７である。

クライテリアとしての最低エラー・レートが１０^−５．５であるとすると、ＨＥＡＤ０はそのクライテリアを満足しておらず、ＨＥＡＤ１はそのクライテリアを満足している。ＨＥＡＤ０がこのクライテリアを満足するためには、ＢＰＩ６を選択することが必要となる。ＨＥＡＤ１に対しては、ＢＰＩ３以上のＢＰＩレベルがクライテリアを満足する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、例えば、ＨＥＡＤ０に対してＢＰＩ６を選択し、ＨＥＡＤ１に対してＢＰＩ４を選択する。これにより、両ヘッド・スライダ１２についてエラー・レートのクライテリアが満足されると共に、エラー・レートが平均化される。さらに、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ＨＥＡＤ０のＢＰＩを小さくする一方で、ＨＥＡＤ１のＢＰＩを大きくしている。従って、ＨＤＤ１全体のデータ容量の減少を抑えることができる。

実際のＢＰＩ調整において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は全てのＢＰＩレベルにおけるエラー・レートを測定する必要はない。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ＨＥＡＤ１のＢＰＩレベルを順次大きくしていき、各ＢＰＩレベルのエラー・レートを測定する。また、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ＨＥＡＤ０のＢＰＩレベルを順次小さくしていき、各ＢＰＩレベルのエラー・レートを測定する。上述の例は、２本ヘッドを有するが、３本以上のヘッド・スライダを有する場合も、同様にＢＰＩを調整することができる。また、複数のヘッド・スライダの内の一部のヘッド・スライダについてＢＰＩ調整を行うこともできる。

以上、本発明について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く、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、光ディスクや光磁気ディスクなど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。本発明は、サーボ・トラック・ピッチが記録面間で共通のＨＤＤの他、サーボ・トラック・ピッチ及びその変化率が記録面毎に異なるＨＤＤにも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、記録面上の制御エリアを模式的に示す図である。 本実施の形態において、コマンドが指定するアドレスを変換する処理を行う機能構成要素を示すブロック図である。 本実施の形態において、コマンドが指定するアドレスを変換する処理を示すフローチャートである。 本実施の形態において、ＨＤＤの製造工程を示すフローチャートである。 本実施の形態において、ＴＰＩ決定後にＢＰＩを調整する方法の一例を示す図である。

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
１１１ サーボ領域、１１２ データ領域、１１３ａ〜１１３ｃ ゾーン
１１５ａ、１１５ｂ ユーザ・エリア、１１６ 制御エリア
１１７ａ、１１７ｂ ガード・バンド、２３１ データ・アドレス
２３２ 仮サーボ・アドレス、２３３ 補正サーボ・アドレス
２４１ ゾーン・テーブル、２４２ 制御エリアの情報

Claims (11)

1. ディスクの記録面上において、制御データが記録されている制御エリアと、
   前記記録面上において、サーボ・トラック・ピッチとデータ・トラック・ピッチとが異なり、ユーザ・データが記録されているユーザ・エリアと、
   前記記録面にアクセスするヘッドと、
   前記ヘッドを前記記録面上で移動する移動機構と、
   前記移動機構及び前記ヘッドを制御し、コマンドが指定する前記ユーザ・エリア内のターゲットへのアクセスにおいて、サーボ・アドレスで定義された前記制御エリアをスキップするように、サーボ・アドレス・レベルにおいて前記ターゲットの必要なアドレス補正を行うコントローラと、
   を有するディスク・ドライブ装置。
2. 前記コントローラは、前記ターゲットを指定する前記コマンドの指定アドレスを仮のサーボ・アドレスに変換し、前記仮のサーボ・アドレスの値に応じて前記制御エリアをスキップするように前記仮のサーボ・アドレスに必要な補正を行い、前記ターゲットの実際のサーボ・アドレスを確定する、
   請求項１に記載のディスク・ドライブ装置。
3. 前記ユーザ・エリアのサーボ・アドレスは、内周側あるいは外周側から単調増加し、
   前記コントローラは、前記仮のサーボ・アドレスの補正において、その仮のサーボ・アドレスよりもアドレス順序が小さい制御エリアのサーボ・トラック数を前記仮のサーボ・アドレスに可算する、
   請求項２に記載のディスク・ドライブ装置。
4. 前記記録面は一つの制御エリアのみ有し、その制御エリアは前記記録面を半径方向において３等分した中央のエリア内に存在し、
   前記コントローラは、前記仮のサーボ・アドレスのトラックが前記制御エリアの最小サーボ・トラックよりも小さい場合、その仮のサーボ・アドレスを前記実際のサーボ・アドレスと確定し、前記仮のサーボ・アドレスのトラックが前記最小サーボ・トラック以上である場合、その仮のサーボ・アドレスに前記制御エリアのサーボ・トラック数を加算して前記実際のサーボ・アドレスを確定する、
   請求項３に記載のディスク・ドライブ装置。
5. 前記制御エリア内において、データ・トラック・ピッチはサーボ・トラック・ピッチ以上である、
   請求項１に記載のディスク・ドライブ装置。
6. 前記ディスク・ドライブ装置は複数の記録面を有し、
   前記複数の記録面のそれぞれの制御エリア端のサーボ・アドレスが一致している、
   請求項１に記載のディスク・ドライブ装置。
7. 前記コントローラは、前記コマンドが指定するアドレスからデータ・アドレスを決定し、予め設定されている数式を使用して、前記データ・アドレスから前記仮のサーボ・アドレスを決定する、
   請求項１に記載のディスク・ドライブ装置。
8. ディスクと、ヘッドと、前記ヘッドの移動機構とを筐体に実装し、
   前記ディスクの記録面上にサーボ・データを書き込み、
   前記サーボ・データが記録されている記録面上において、サーボ・アドレスで定義されている制御エリアに前記ヘッドによって制御データを記録し、
   前記制御データを記録した記録面において、前記ヘッドを使用した測定により、ユーザ・エリアのフォーマットを決定する、
   ディスク・ドライブ装置の製造方法。
9. 前記ユーザ・エリアのフォーマットの決定において、処理の進行に応じて、位置固定されている前記制御エリア内において前記制御データを更新する、
   請求項８に記載のディスク・ドライブ装置の製造方法。
10. 前記ユーザ・エリアのフォーマットの決定において、予め設定されている基準が満たされない場合、前記ディスク・ドライブ装置のグレードを変更することを決定し、
    前記変更されたグレードに応じて前記ユーザ・エリアのフォーマットを決定し、位置固定された前記制御エリア内において前記制御データを更新する、
    請求項８に記載のディスク・ドライブ装置の製造方法。
11. 前記ユーザ・エリアのフォーマットの決定において、エラー・レートが平均化されるように、複数のヘッドの記録周波数を調整する、
    請求項８に記載のディスク・ドライブ装置の製造方法。

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