JP2010146615A - データを記憶するディスクのゾーン・フォーマット設定方法及びディスク・ドライブ - Google Patents

Abstract

【課題】ゾーン毎に適切な線記録密度を設定しつつ記録面におけるユーザ・データの容量を上げる。
【解決手段】本発明の一形態のゾーン・フォーマット設定方法は、各ゾーンに対するデータ・セクタ数の割り当てにおいて、規定のデータ・セクタ数の中から選択する。規定データ・セクタ数は、データ・トラック内のスプリット・セクタ数が規定数以下となるように選択されている。本形態の手法は、測定により決定した適切なＢＰＩに対応したデータ・セクタ数を、上記規定のグループの中から選択し、その値をゾーンに割り当てる。さらに、その割り当てるデータ・セクタ数に応じて、ゾーン境界を再設定する。これにより、記録面のデータ容量を増加させることができる。
【選択図】図９

Description

本発明はデータを記憶するディスクのゾーン・フォーマット設定方法及びそれを行うディスク・ドライブに関する。

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・ピッチを設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。

また、ＨＤＤにおいては、記録面は半径方向において複数のゾーンに分けられ、さらに、ゾーン毎に異なる線記録密度（ＢＰＩ：ビット／インチ）が割り当てられる。外側のゾーンにより高いＢＰＩを割り当てることで、記録面の記憶容量を大きくすることができる。なお、ゾーン内において記録周波数は一定であるが、各データ・トラックのＢＰＩは変化する。従って、ゾーンにおける最内周データ・トラックが最も大きいＢＰＩを有している。ここで、磁気ディスクのエラー・レートは、ＢＰＩに依存していることが知られている。ＢＰＩが高くなると、エラー・レートも高くなる。

ＨＤＤでは、信頼性を確保するためにエラー・レートの上限が決められている。各ゾーンのＢＰＩの設定においては、各ゾーンのエラー・レートが規定値未満となるようにすることが必要である。また、エラー・レートはヘッドの特性に依存する。近年の高記録密度化により、ヘッドの製造バラツキにより、エラー・レートが変化する。

このため、各ゾーンにおいてエラー・レートの測定を行い、ヘッド特性にあった記録周波数をゾーン毎に設定することが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。各ゾーンにおいてヘッドにより書き込みと読み出しを行い、エラー・レートを測定する。エラー・レートが規定値未満となるように記録周波数を設定することで各ゾーンにおける規定値未満のエラー・レートと必要な記録面の記憶容量を得ることができる。
特開平７−２１５０４号公報

ＨＤＤは、ユーザ・データをデータ・セクタ単位で記憶する。データ・セクタは所定のフォーマットを有し、所定長のユーザ・データ（例えば５１２バイト）を格納する。ＨＤＤにおけるユーザ・データのアクセスは、このデータ・セクタのアドレスを指定することで行われる。データ・セクタは記憶の基本単位であることから、１データ・トラックは、自然数のデータ・セクタにより構成される。

従来の手法は、エラー・レートを基準として各ゾーンのＢＰＩを決定するとき、１データ・トラックに収容されるデータ・セクタ数とそのデータ・トラックが収容可能なユーザ・データの容量との関係について考慮していない。データ・トラック当たりのユーザ・データの記録密度は、そのデータ・トラックのデータ・セクタ数によって変化する。

図１１は、データ・トラックに記録されているデータの物理フォーマットを模式的に示す図である。データ・トラック１１３は、複数のデータ・セクタを備え、図１１においては、３つのデータ・セクタ１３１ａ〜１３１ｃが例示されている。また、各データ・セクタもしくは一つのデータ・セクタを分離するように、一定の間隔サーボ・データ・セクタが配置されている。図１１においては、二つのサーボ・セクタ１３２ａ、１３２ｂが例示されている。

データ・トラック１１３におけるデータ・セクタ１３１は、二つのタイプに分類することができる。一つは、サーボ・データ１３２によって分離されているスプリット・セクタ、もう一つは、分離されていない通常のデータ・セクタ（非スプリット・セクタ）である。図１１の例においては、データ・セクタ１３１ａ、１３１ｂは、サーボ・データに分離されておらず、通常のデータ・セクタである。一方、データ・セクタ１１３ｃは、サーボ・データ１３２ｂによって分離されており、スプリット・セクタである。

非スプリット・セクタとスプリット・セクタとは、異なるデータ・フォーマットを持つ。図３は、非スプリット・セクタとして、データ・セクタ１３１ａのデータ・フォーマットを示している。本例のデータ・セクタ１３１ａは、シンク（SYNC）３１１ａ、データ・アドレス・マーク（ＤＡＭ）３１２ａ、ユーザ・データ・セクション３１３、ＣＲＣＣ（Cyclic Redundancy Check Code）３１４及びＥＣＣコード（ＥＣＣ:Error Correction Code）３１５の各フィールドを有している。ＢＰＩは、ユーザ・データ・セクション３１３により定義される。ユーザ・データ・セクション３１３内のビット数とユーザ・データ・セクション３１３の長さ（インチ）とから、ＢＰＩが決まる。また、記録周波数とデータ・トラックの半径位置とからもＢＰＩが決まる。ここで、半径位置が変わると、同データレートの条件でもユーザ・データ・セクション３１３の長さが変わる。そのために、ゾーン内において、内周側から外周側に行くにつれ、データ・トラックのＢＰＩは減少する。

シンク３１１は一定周波数の信号であって、ＲＷチャネルのＰＬＬ回路はそれに同期するように働き、ＶＧＡ（Variable Gain Amplifier）はシンク３１１によりゲインを調整する。ＤＡＭは、ユーザ・データの始まりを示し、その後に続くユーザ・データを読み出すための同期データである。ＣＲＣＣ３１４及びＥＣＣ３１５は、磁気ディスク１１へのデータの記録における誤り訂正のために付加される。ＨＤＤは、ＥＣＣ３１５を使用して読み出したデータのエラー訂正処理を実行する。また、ＣＲＣＣ３１４を誤り訂正の検証に使用する。

スプリット・セクタ１３１ｃは、サーボ・セクタ１３２によって、二つの部分ＰＡＲＴａ、ＰＡＲＴｂに分離されている。ＰＡＲＴａ、ＰＡＲＴｂのそれぞれが、上記のデータ・セクタ１３１ａと同様のフォーマットを有している。従って、ユーザ・データ以外のデータのデータ量は、スプリット・セクタが、非スプリット・セクタよりも多い。

このように、スプリット・セクタは、非スプリット・セクタよりも冗長であるため、１データ・トラック内のスプリット・セクタ数を少なくすることで、１データ・トラック当たりのユーザ・データの容量を大きくすることができる。記録面におけるサーボ・セクタ数は予め決まっている。従って、データ・トラックに収容するデータ・セクタ数を、サーボ・セクタ数に応じてスプリット・セクタ数が少なくなる値の中から選択することで、記録面のユーザ・データの記録密度を上げることができる。

一つのゾーン内において、１データ・トラックに収容するデータ・セクタ数は同一である。また、ゾーンのＢＰＩが決まると、１データ・トラックのデータ・セクタ数が決定される。従って、ゾーンのＢＰＩの決定において、１データ・トラックにおける効率的なデータ・セクタ数と整合させることで、記録面のユーザ・データの記録密度（データ容量）を大きくすることができる技術が望まれる。

本発明の一態様は、ディスク上のデータ記憶領域を同心円状の複数のゾーンに分割し、同一ゾーン内のデータ・トラックが同一のデータ・セクタ数を有するように各ゾーンのフォーマットを決定する方法である。この方法は、データ領域を仮境界位置において複数のゾーンに分割する。選択したゾーンの線記録密度を決定する。前記決定した線記記録密度に対応する一トラック当たりのデータ・セクタ数を、規定の数値の中から選択する。前記選択した数値に応じて、前記ゾーンの境界位置を、前記仮境界位置から新たな境界位置に再設定する。これにより、ゾーン毎に適切な線記録密度を設定しつつ記録面におけるユーザ・データの容量を上げることができる。

前記データ領域におけるエラー・レートを測定し、前記エラー・レートに応じて前記線記録密度を決定することが好ましい。これにより、ヘッド毎に適切な記録密度を決定することができる。さらに好ましくは、前記複数のゾーンの一部においてエラー・レートを測定し、その一部にけるエラー・レートと線記録密度との間の関係を特定し、前記関係から、前記選択したゾーンの基準エラー・レートに対応する前記線記録密度を決定する。これにより、より適切に記録密度を決定することができる。あるいは、前記データ領域におけるエラー・レートの測定は、記録素子の隣接トラックへの影響を測定することが好ましい。これにより、エラー・レートに応じてより適切に記録密度を決定することができる。

好ましくは、前記ゾーンの仮境界位置における線記録密度に対応する、その仮境界位置における一トラック当たりのデータ・セクタ数を算出し、前記算出したデータ・セクタ数と前記選択した数値との差に応じて、前記ゾーンの境界位置を前記仮境界位置からずらす。これにより、データ・セクタ数に応じて境界位置を適切なものとすることができる。さらに、前記選択した値が前記算出したデータ・セクタ数よりも小さい場合、前記ゾーンの境界位置を前記仮境界位置よりも内周側にずらす。これにより、データ容量を増加させることができる。前記選択した値が前記算出したデータ・セクタ数よりも大きい場合、前記ゾーンの境界位置を前記仮境界位置よりも外周側にずらす。これにより、データ容量を増加させることができる。

規定されている条件に応じて、前記算出したデータ・セクタ数よりも小さい値あるいは大きい値を前記規定の数値の中から選択し、前記選択した値が前記算出したデータ・セクタ数よりも小さい場合、前記ゾーンの境界位置を前記仮境界位置よりも内周側にずらし、前記選択した値が前記算出したデータ・セクタ数よりも大きい場合、前記ゾーンの境界位置を前記仮境界位置よりも外周側にずらす。これにより、常にデータ容量が増加するように境界位置を決定することができる。前記算出したデータ・セクタ数に最も近い数値を前記規定の数値の中から選択することが好ましい。これにより、適切なデータ・セクタ数を決定することができる。ここで、前記データ・セクタ数の算出は、サーボ・セクタとデータ・セクタとの間のギャップの半径位置による変化を補正することが好ましい。これにより、より正確な算出を行うことができる。

本発明の他の態様のディスク・ドライブは、データ領域を有するディスクと、前記データ領域にアクセスするヘッドと、前記ヘッドを支持し、前記データ領域上において前記ヘッドを移動する移動機構と、前記データ領域を仮境界位置において複数のゾーンに分割し、選択したゾーンの線記録密度を決定し、前記決定した線記記録密度に対応する一トラック当たりのデータ・セクタ数を規定の数値の中から選択し、前記選択した数値に応じて、前記ゾーンの境界位置を、前記仮境界位置から新たな境界位置に再設定する、コントローラとを有する。これにより、ゾーン毎に適切な線記録密度を設定しつつ記録面におけるユーザ・データの容量を上げることができる。

本発明によれば、ゾーン毎に適切な線記録密度を設定しつつ記録面におけるユーザ・データの容量を上げることができる。

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。

本実施形態は、記録面のゾーン・フォーマットの設定に特徴を有している。本手法は、記録面上においてヘッドによる測定に応じて、各ゾーンの線記録密度を決定する。本明細書では、線記録密度の例としてビット／インチ（ＢＰＩ）を使用する。適切なＢＰＩの決定において、好ましい測定値はエラー・レートである。エラー・レートが基準を満足するようにＢＰＩを設定することで、ＨＤＤの所望のパフォーマンス及び信頼性を確保することができる。

ゾーン内において、１データ・トラックのデータ・セクタ数は一定であり、ゾーン内でＢＰＩは変化する。しかし、一つのデータ・トラックのＢＰＩを決定すれば、そのゾーンの１トラック当たりのデータ・セクタ数が決まり、他のデータ・トラックのＢＰＩも決まる。最内周のデータ・トラックのＢＰＩが最も大きい。従って、最内周のデータ・トラックのＢＰＩを基準エラー・レートを満足するように設定すれば、外周側の他のデータ・トラックのＢＰＩ、基準エラー・レートを満足する。

本形態の手法は、さらに、各ゾーンに対するデータ・セクタ数の割り当てにおいて、規定のデータ・セクタ数の中から選択する。各ゾーンに割り当てるデータ・セクタ数は、任意数ではなく、予め設定されている規定の数のグループから選択される。データ・セクタ数は、データ・トラック内のスプリット・セクタ数が規定数以下となるように選択されている。これにより、データ・トラック内の冗長性を低減し、ユーザ・データの記憶容量（トラック当たりの記録密度）を上げることができる。

本形態の手法は、測定により決定した適切なＢＰＩに対応したデータ・セクタ数を、上記規定のグループの中から選択し、その値をゾーンに割り当てる。さらに、その割り当てるデータ・セクタ数に応じて、ゾーンの境界位置を再設定する。これにより、記録面のデータ容量を増加させることができる。

本実施形態のゾーン・フォーマットの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、データを記憶するディスクである磁気ディスク１１を回転する。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ＶＣＭ１５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。各データ・セクタは同一データ長のユーザ・データを格納し、ユーザ・データのリード／ライトは、データ・セクタのアドレスを指定して行う。

記録面上のデータ・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にグループ化されている。各ゾーンは、半径方向において連続する複数のデータ・トラックで構成されている。図においては、３つのゾーン１１３ａ〜１１３ｃが例示されている。データ・トラック密度であるＴＰＩ（Track Per Inch）とＢＰＩとは、ゾーンのそれぞれに設定される。

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。

図２（ｂ）に示すように、好ましい構成において、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。なお、本発明は、データ・トラック・ピッチとサーボ・トラック・ピッチが一致するフォーマットにも適用することができる。

本形態は、各ゾーンのＢＰＩの設定に特徴を有している。以下において、ゾーン・フォーマットの設定におけるＢＰＩの設定手法について具体的に説明する。ゾーン・フォーマットの設定は、ＨＤＤ１の製造において、ヘッド・ディスク・アセンブリ（ＨＤＤ１から回路基板２０を省略したアセンブリ）を組み立て、サーボ・ライト工程が終了した後に行われる。

ゾーン・フォーマットの設定は、ＨＤＤ１に実装される制御回路基板あるいはＨＤＤの製造に使用する専用のコントローラにより行うことができる。以下の説明においては、製品としてのＨＤＤ１に実装される制御回路がゾーン・フォーマットの設定の処理を行う例を説明する。なお、製品としての制御回路あるいは製造における専用の制御回路のいずれが処理を行う場合も、ＨＤＡとのセットによりＨＤＤを構成していることは同様である。

各ゾーン・フォーマット設定処理の実行及び制御は、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３が行う。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、各ゾーンのＴＰＩを設定した後、ＢＰＩ設定の処理を行う。図３は、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３による一つの記録面にける全ゾーンのＢＰＩの設定処理の全体の流れを示すフローチャートである。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、まず、選択した記録面を仮境界位置において複数のゾーンに分割する（Ｓ１１）。ゾーンの仮境界位置の決定方法は特に限定しないが、典型的に、予め設定された仮境界位置（規定の境界位置決定の規則）が存在する。例えば、各ゾーンの仮境界位置とＴＰＩとは、記録面に要求されているデータ容量に応じて予め規定されている。

次に、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、仮境界位置により画定した複数のゾーンの中から選択した一部の複数ゾーンにおいて、エラー・レートの測定を行う（Ｓ１２）。例えば、図４に示すように、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、３つのゾーンＺｎ−１、ゾーンＺｋ−１、そしてゾーンＺ０において、エラー・レートの測定を行い、それらのゾーンにおけるＢＰＩとエラー・レートとの間の関係を特定する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、上記ゾーンのデータ・トラックＴｒｎ−１、Ｔｒｋ−１、Ｔｒ０のそれぞれにおいて、エラー・レート測定を行う。

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を目的のデータ・トラックへと移動し、ヘッド・スライダ１２により特定の記録周波数（ＢＰＩ）においてデータを書き込む。その後、そのヘッド・スライダ１２により書き込んだデータを読み出し、エラー・レートを測定する。エラー・レート測定の一つの方法は、ＥＣＣ機能をディセーブルして、エラーを起こしたデータ・セクタ数をカウントする。エラー数／読み出したサンプル数がエラー・レート（ソフト・エラー・レート：ＳＥＲ）である。好ましくは、１データ・トラックの全データ・セクタの書き込みと読み出しを行い、また、複数回の読み出しによりエラー・レートの平均値を算出する。

なお、他のエラー・レートの測定方法を採用してもよい。また、エラー・レートは、ＨＤＤ１のパフォーマンスや信頼性を示す好適な指標であり、エラー・レートがＢＰＩにより変化することから、ＢＰＩ設定の指標として好ましい値である。しかし、各ゾーンＢＰＩを決定するためのエラー・レートと異なる他の好ましい指標が存在すれば、その指標に従ってＢＰＩを決定してもよい。

ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、各ゾーンのデータ・トラックにおいて、複数の異なるＢＰＩにおいて、上記のエラー・レート測定を行う。これにより、各ゾーンに対応するＢＰＩとエラー・レートとの関係を特定することができる。図５は、一つのゾーンにおけるＢＰＩとエラー・レートとの関係を示すグラフの例を模式的に示している。黒丸が測定値を示し、曲線は測定値に対してフィッティングにより得られた近似関数である。図４の測定例において、記録面はゾーンＺ０〜Ｚｎ−１のｎ個のゾーンに分割されており、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、３つのゾーンＺｎ−１、Ｚｋ−１、Ｚ０に対応する３つのグラフ（関数）を得る。

ＨＤＤ１には、予め規定のエラー・レートが設定されている。これは記録面におけるエラー・レートの上限値であり、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、全てのデータ・トラックにおいてこの上限値以下のエラー・レートが実現されるように各ゾーンのＢＰＩを決定する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、各ゾーンにおけるエラー・レート測定より得られた関数から、この規定エラー・レート（ＳＥＲ＿Ｔ）のＢＰＩ（ＢＰＩ＿Ｔ）を算出する。

なお、測定時間の短縮のため、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、一部のゾーンにおいてエラー・レート測定を行うことが好ましいが、全てのゾーンにおいてエラー・レート測定を行ってもよい。また、一つのゾーン内の複数のデータ・トラックにおいてエラー・レート測定を行ってもよい。測定の効率性と正確性のバランスから、一部の複数ゾーンのそれぞれの複数データ・トラックにおいてエラー・レート測定を行うことが好ましい。

次に、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、エラー・レート測定の結果（図５に示したグラフの関係式）から、記録面の半径位置とＢＰＩ上限値ＢＰＩ＿Ｔとの間の関係式を算出する（Ｓ１３）。半径位置は、サーボ・アドレスで表すことができる。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、エラー・レート測定により、複数の半径位置におけるＢＰＩ＿Ｔを取得している。これらの値に対して所定の近似式を適用することで、記録面上の半径位置とＢＰＩ＿Ｔとの間の関係を示す関数を算出する。図６は、このように算出した近似関数の例を模式的に示している。近似式としては、一次関数あるいは二次以上の高次の関数を使用することができる。

ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、半径位置とＢＰＩ＿Ｔとの間の関係を特定した後、各ゾーンのＢＰＩを決定する（Ｓ１４）。以下において、このゾーン設定工程（Ｓ１４）について、具体的に説明を行う。図７は、各ゾーンのＢＰＩの決定及びゾーン境界位置の仮境界位置から新たな境界位置への再設定を含む処理の流れを示すフローチャートである。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、最内周あるいは最外周のゾーンから、順次、ＢＰＩを決定していく。以下においては、図８に示すように、外周側から内周側に向かってゾーンを順次選択する例を説明する。

図７、図８に示すように、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ゾーン（図８においてゾーンＺｋ）を選択して（Ｓ１４１）、そのゾーンの最内周のデータ・トラック（内周側仮境界位置のデータ・トラック）Ｔｒｋ＿０の上限ＢＰＩ値ＢＰＩ＿Ｔ（基準値）を同定する（Ｓ１４２）。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、エラー・レート測定により、基準値ＢＰＩ＿Ｔと半径位置との関係を特定しており（図６を参照）、その関係から最内周データ・トラックＴｒｋ＿０の基準値ＢＰＩ＿Ｔを算出する。

次に、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、算出した基準値ＢＰＩ＿Ｔに対応するデータ・セクタ数を選択する（Ｓ１４４）。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、１データ・トラックのデータ・セクタ数として設定することができる複数のデータ・セクタ数（を示す数値）からなるグループを、予め取得しているＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、そのグループの中から、基準値ＢＰＩ＿Ｔに応じて、適切なデータ・セクタ数を選択する。

規定のデータ・セクタ数は、既に書き込まれているサーボ・セクタの数に対して、スプリット・セクタ（図１１を参照）の数が規定内となるように選択された値である。このデータ・セクタ数のグループをはじめ、本形態のゾーン・フォーマット処理に必要な規定データは、回路基板上の不揮発性メモリに保存されている、あるいは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ホスト５１からそのデータを取得している。基準値ＢＰＩ＿Ｔに応じたデータ・セクタ数の選択の詳細は後述する。

ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、その後、選択したデータ・セクタ数に応じて、ゾーンＺｋの内周側の境界位置を仮境界位置から新しい境界位置に再設定する（Ｓ１４５）。選択したゾーンＺｋの設定処理が終了し、内周側にゾーンがまだ存在する場合（Ｓ１４６におけるＮ）、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、内周側の隣接ゾーンＺｋ＋１を、次の設定処理のために選択する（Ｓ１４１）。内周側にゾーンが存在しない場合（Ｓ１４５におけるＹ）全てのゾーンのＢＰＩ設定処理が完了する。なお、最内周のゾーンＺ０については、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、内周側ゾーン境界の再設定処理を省略してもよい。

以下において、基準値ＢＰＩ＿Ｔに応じたデータ・セクタ数の選択及びゾーン境界の再設定について、具体的に説明する。図９は、ゾーンＺｋのデータ・トラック数及び内周側ゾーン境界の再設定を行う例を模式的に示している。図７のフローチャートを参照して説明したように、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ゾーンＺｋの最内周のデータ・トラックＴｒｋ＿０に対する基準値ＢＰＩ＿Ｔを算出する。図９の例において、算出した基準値ＢＰＩ＿Ｔ以下でありその値に最も近いＢＰＩを示すデータ・セクタ数は２５５であるとしている（図９（ａ））。

ここで、規定のデータ・セクタ数の内、２５５より小さく最も近い値は２５４であり、２５５より大きく最も近い値は２５８であるとする。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、これら二つの数値の内、一方を選択する。ゾーンＺｋに対して２５４のデータ・セクタ数を選択するとき、図９（ｂ）に示すように、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ゾーンＺｋの内周側の境界位置を、仮境界位置Ｔｒｋ＿０からさらに内周側の新しい境界位置Ｔｒｋ＿０＿Ｎにシフトさせる。

データ・トラックＴｒｋ＿０において基準値ＢＰＩ＿Ｔに対応するデータ・トラック数が２５５であるため、２５４のデータ・トラック数に対応する基準値ＢＰＩ＿Ｔを有するデータ・トラック数は、データ・トラックＴｒｋ＿０よりも内周側に存在する。ゾーンＺｋの内周側のゾーンＺｋ＋１のデータ・セクタ数は、ゾーンＺｋのそれよりも小さくなる。そのため、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ゾーンＺｋを内側の領域へと広げることで、新たなに加えるデータ・トラックのＢＰＩを大きくし、記録面のデータ容量を大きくすることができる。

ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、半径位置と基準ＢＰＩ＿Ｔとの関係式を有しているため、２５４のデータ・セクタ数に対応する半径位置（データ・トラック）、つまり、２５４のデータ・トラックにおけるＢＰＩが基準ＢＰＩ＿Ｔよりも大きく最も近い値を示すデータ・トラックを同定することができる。好ましい態様において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、このように同定したデータ・トラックを、ゾーンＺｋの最内周データ・トラックＴｒｋ＿０＿Ｎ（ゾーン境界）として設定する。これにより、エラー・レートと容量の点から最適なゾーン境界を設定することができる。なお、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、予め設定されている規定数の内周側データ・トラックを、ゾーンＺｋに追加してもよい。

次に、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３が、ゾーンＺｋに対して２５８のデータ・セクタ数を選択するケースを説明する。より大きいデータ・セクタ数である２５８を選択することで、ゾーンＺｋのＢＰＩを大きくし、結果として記録面の容量を大きくすることができる。図９（ｃ）に示すように、ゾーンＺｋに対して２５８のデータ・セクタ数を選択するとき、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ゾーンＺｋの内周側の境界位置を、仮境界位置Ｔｒｋ＿０からより外周側の新しい境界位置Ｔｒｋ＿０＿Ｎにシフトさせる。

データ・トラックＴｒｋ＿０おいて、基準値ＢＰＩ＿Ｔに対応するデータ・トラック数は２５５であるため、そのデータ・トラックに２５８のデータ・セクタを設定すると、エラー・レートが基準値ＢＰＩ＿Ｔよりも大きくなってしまう。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ゾーンＺｋの各データ・トラックのエラー・レートが基準値ＢＰＩ＿Ｔよりも小さくなるように、内周側境界位置を外周側にシフトする。

ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、半径位置と基準ＢＰＩ＿Ｔとの関係式を有しているため、２５８のデータ・セクタ数に対応する半径位置（データ・トラック）、つまり、２５８のデータ・トラックにおけるＢＰＩが基準ＢＰＩ＿Ｔよりも大きく最も近い値を示すデータ・トラックを同定することができる。好ましい態様において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、このように同定したデータ・トラックを、ゾーンＺｋの最内周データ・トラックＴｒｋ＿０＿Ｎ（ゾーン境界）として設定する。これにより、エラー・レートと容量の点から最適なゾーン境界を設定することができる。なお、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、予め設定されている規定数の内周側データ・トラックを、ゾーンＺｋに追加してもよい。

ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、常にゾーン境界を内周側にシフトさせる、あるいは外周側にシフトさせるようにデータ・セクタ数を選択してもよい。しかし、好ましい態様において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、仮境界におけるデータ・セクタ数と登録されている規定データ・セクタ数との関係から、大きいデータ・セクタ数と小さいデータ・セクタ数の一方を選択する。

好ましい一つの方法において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、仮境界におけるデータ・セクタ数（上記例における２５５）に最も近い規定数（上記例において２５４）を選択する。大きい数値との差分と小さい数値との差分が同一である場合、いずれの数値を選択してもよい。その後のゾーン境界再設定方法は、上述の通りである。このように、仮境界で算出したデータ・セクタ数と規定データ・セクタ数との関係から、適切な規定データ・セクタ数を選択することで、記録面全体のデータ容量を大きくすることができる。

図７のフローチャートを参照して説明したように、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、基準値ＢＰＩ＿Ｔに対応するデータ・セクタ数を算出する。この算出において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、サーボ・セクタとデータ・セクタとの間のギャップの変化を補正することが好ましい。図１０は、サーボ・セクタとデータ・セクタとの間のギャップを模式的に示している。サーボ・セクタと、その直後のデータ・セクタとの間にはギャップが存在している。このギャップは、データ・トラックによって変化する。

ギャップが大きい場合、データ・セクタ間に規定数のデータ・セクタを収容するために、データ・セクタの長さを短くする、つまり、ＢＰＩを大きくすることが必要である。従って、同じ半径位置において、同一のデータ・セクタ数が収容される場合でも、そのデータ・トラックにおけるＢＰＩは、ギャップの変化に応じて変化する。そこで、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、測定によりギャップを特定し、そのギャップの値を使用してデータ・セクタ数の算出を行う。

一つの方法において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、対象としているデータ・トラックの基準値ＢＰＩ＿Ｔに対応するデータ・セクタ数を算出する前に、そのデータ・トラックのギャップを測定する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、例えば、サーボ・セクタ内のサーボ・アドレス・マークとデータ・セクタ内のデータ・アドレス・マークとの間の時間の測定値からギャップの値を算出することができる。サーボ・アドレス・マークは、サーボ・セクタの読み出しにおいて基準となるタイミング与えるデータである。好ましくは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、対象としているデータ・トラックの全てのギャップを測定し、その平均値をデータ・セクタ数の算出において使用する。

あるいは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ゾーンのＢＰＩ設定処理を開始する前に、記録面から選択した複数のデータ・トラックについて、ギャップの測定を行う。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ギャップ測定値に対して近似式を適用し、半径位置（データ・トラック）とギャップとの関係を示す関数（計算式）を算出する。ゾーンのＢＰＩ決定におけるデータ・セクタ数の算出においては、この計算式を使用して算出したギャップを使用する。このように、データ・トラック数算出においてギャップ変化を補正することで、より正確なＢＰＩ設定を行うことができる。

記録素子の寸法誤差において、トラック幅方向の寸法誤差が大きい場合には、隣接トラックに記録されているデータの一部を消去してしまう。この隣接トラックのデータ消去量が大きいと、エラー・レートが悪化する。この為、トラック幅方向の寸法誤差が大きい記録素子の場合にはＢＰＩを規定値より大きく設定し、データ消去があった場合でも規定のエラー・レート以上の値となるように設定する。

一つの方法において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、仮境界位置により画定した複数のゾーンの中から選択した一部の複数ゾーンにおいて、エラー・レートを測定するトラックに測定用のデータを記録する。次にエラー・レートを測定するトラックの内周側、外周側の隣接トラックのいずれか、または両方のトラックにデータを記録した後、エラー・レートを測定する。この時に測定したエラー・レートにより、ＢＰＩを決定する。このように記録素子の隣接トラックへの影響を測定したエラー・レートに対応するＢＰＩを設定することで、より適切なＢＰＩ設定を行うことができる。

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。上述のように測定したＢＰＩに応じて境界におけるデータ・セクタ数を算出することが好ましいが、規定のＢＰＩに対して算出したデータ・セクタ数に応じた数値を規定の数値グループから選択し、それによりゾーン境界位置を再設定してもよい。

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、磁気ディスクの記録面全体のデータ構成及び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図である。 本実施の形態において、ＨＤＣ／ＭＰＵによる一つの記録面における全ゾーンのＢＰＩの設定処理の全体の流れを示すフローチャートである。 本実施の形態において、３つのゾーンＺｎ−１、ゾーンＺｋ−１、そしてゾーンＺ０において、エラー・レートの測定を行い、それらのゾーンにおけるＢＰＩとエラー・レートとの間の関係を特定する方法を模式的に示す図である。 本実施の形態において、一つのゾーンにおけるＢＰＩとエラー・レートとの関係を示すグラフの例を模式的に示している図である。 本実施の形態において、記録面上の半径位置とＢＰＩ＿Ｔとの間の関係を示す近似関数の例を模式的に示す図である。 本実施の形態において、各ゾーンのＢＰＩの決定及びゾーン境界位置の再設定を含む処理の流れを示すフローチャートである。 本実施の形態において、各ゾーンのＢＰＩの決定及びゾーン境界位置の再設定を含む処理方法を模式的に示す図である。 本実施の形態において、ゾーンＺｋのデータ・トラック数及び内周側ゾーン境界の再設定を行う例を模式的に示す図である。 本実施の形態において、サーボ・セクタとデータ・セクタとの間のギャップを模式的に示す図である。 従来の技術において、データ・トラックに記録されているデータの物理フォーマットを模式的に示す図である。

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

Claims (20)

1. ディスク上のデータ記憶領域を同心円状の複数のゾーンに分割し、同一ゾーン内のデータ・トラックが同一のデータ・セクタ数を有するように各ゾーンのフォーマットを決定する方法であって、
   データ領域を仮境界位置において複数のゾーンに分割し、
   選択したゾーンの線記録密度を決定し、
   前記決定した線記記録密度に対応する一トラック当たりのデータ・セクタ数を、規定の数値の中から選択し、
   前記選択した数値に応じて、前記ゾーンの境界位置を、前記仮境界位置から新たな境界位置に再設定する、
   方法。
2. 前記データ領域におけるエラー・レートを測定し、
   前記エラー・レートに応じて前記線記録密度を決定する、
   請求項１に記載の方法。
3. 前記複数のゾーンの一部においてエラー・レートを測定し、その一部にけるエラー・レートと線記録密度との間の関係を特定し、
   前記関係から、前記選択したゾーンの基準エラー・レートに対応する前記線記録密度を決定する、
   請求項２に記載の方法。
4. 前記データ領域におけるエラー・レートの測定は、記録素子の隣接トラックへの影響を測定する、
   請求項２に記載の方法。
5. 前記ゾーンの仮境界位置における線記録密度に対応する、その仮境界位置における一トラック当たりのデータ・セクタ数を算出し、
   前記算出したデータ・セクタ数と前記選択した数値との差に応じて、前記ゾーンの境界位置を前記仮境界位置からずらす、
   請求項１に記載の方法。
6. 前記選択した値が前記算出したデータ・セクタ数よりも小さい場合、前記ゾーンの境界位置を前記仮境界位置よりも内周側にずらす、
   請求項５に記載の方法。
7. 前記選択した値が前記算出したデータ・セクタ数よりも大きい場合、前記ゾーンの境界位置を前記仮境界位置よりも外周側にずらす、
   請求項５に記載の方法。
8. 規定されている条件に応じて、前記算出したデータ・セクタ数よりも小さい値あるいは大きい値を前記規定の数値の中から選択し、
   前記選択した値が前記算出したデータ・セクタ数よりも小さい場合、前記ゾーンの境界位置を前記仮境界位置よりも内周側にずらし、
   前記選択した値が前記算出したデータ・セクタ数よりも大きい場合、前記ゾーンの境界位置を前記仮境界位置よりも外周側にずらす、
   請求項５に記載の方法。
9. 前記算出したデータ・セクタ数に最も近い数値を前記規定の数値の中から選択する、
   請求項８に記載の方法。
10. 前記データ・セクタ数の算出は、サーボ・セクタとデータ・セクタとの間のギャップの半径位置による変化を補正する、
    請求項５に記載の方法。
11. データ領域を有するディスクと、
    前記データ領域にアクセスするヘッドと、
    前記ヘッドを支持し、前記データ領域上において前記ヘッドを移動する移動機構と、
    前記データ領域を仮境界位置において複数のゾーンに分割し、選択したゾーンの線記録密度を決定し、前記決定した線記記録密度に対応する一トラック当たりのデータ・セクタ数を規定の数値の中から選択し、前記選択した数値に応じて、前記ゾーンの境界位置を、前記仮境界位置から新たな境界位置に再設定する、コントローラと、
    を有するディスク・ドライブ。
12. 前記コントローラは、前記ヘッドにより前記データ領域におけるエラー・レートを測定し、前記エラー・レートに応じて前記線記録密度を決定する、
    請求項１１に記載のディスク・ドライブ。
13. 前記コントローラは、前記複数のゾーンの一部においてエラー・レートを測定し、その一部にけるエラー・レートと線記録密度との間の関係を特定し、
    さらに、前記関係から、前記選択したゾーンの基準エラー・レートに対応する前記線記録密度を決定する、
    請求項１２に記載のディスク・ドライブ。
14. 前記コントローラは、前記ヘッドにより前記データ領域におけるエラー・レートの測定において、記録素子の隣接トラックへの影響を測定する、
    請求項１２のディスク・ドライブ。
15. 前記コントローラは、前記ゾーンの仮境界位置における線記録密度に対応する、その仮境界位置における一トラック当たりのデータ・セクタ数を算出し、
    さらに、前記算出したデータ・セクタ数と前記選択した数値との差に応じて、前記ゾーンの境界位置を前記仮境界位置からずらす、
    請求項１１に記載のディスク・ドライブ。
16. 前記コントローラは、前記選択した値が前記算出したデータ・セクタ数よりも小さい場合、前記ゾーンの境界位置を前記仮境界位置よりも内周側にずらす、
    請求項１５に記載のディスク・ドライブ。
17. 前記コントローラは、前記選択した値が前記算出したデータ・セクタ数よりも大きい場合、前記ゾーンの境界位置を前記仮境界位置よりも外周側にずらす、
    請求項１５に記載の方法。
18. 前記コントローラは、規定されている条件に応じて、前記算出したデータ・セクタ数よりも小さい値あるいは大きい値を前記規定の数値の中から選択し、
    前記選択した値が前記算出したデータ・セクタ数よりも小さい場合、前記ゾーンの境界位置を前記仮境界位置よりも内周側にずらし、
    前記選択した値が前記算出したデータ・セクタ数よりも大きい場合、前記ゾーンの境界位置を前記仮境界位置よりも外周側にずらす、
    請求項１５に記載のディスク・ドライブ。
19. 前記コントローラは、前記算出したデータ・セクタ数に最も近い数値を前記規定の数値の中から選択する、
    請求項１８に記載のディスク・ドライブ。
20. 前記コントローラは、前記データ・セクタ数の算出において、サーボ・セクタとデータ・セクタとの間のギャップの半径位置による変化を補正する、
    請求項１５に記載のディスク・ドライブ。

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