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JP4739027B2 - データ記憶装置及びその欠陥領域管理方法 - Google Patents

データ記憶装置及びその欠陥領域管理方法 Download PDF

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Description

本発明は、データ記憶装置及びその欠陥領域管理方法に関し、特に、リード・ライト・オフセットが存在するヘッドを有するデータ記憶装置における欠陥領域管理に関する。
データ記憶装置として、光ディスクや磁気テープ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（Hard Disk Drive：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。更に、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、あるいはデジタル・カメラなどで使用されるリムーバブルメモリなど、ＨＤＤの用途は、その優れた特性により益々拡大している。
ヘッド素子部によりデータの記録再生を行う、ＨＤＤにおいては、ディスク上に配置されたサーボ・セクタのサーボ領域に記録されている複数のバースト信号を含むサーボ・データに基づきヘッドの位置決め制御を行ういわゆるセクタ・サーボ方式が適用される。磁気ディスク装置は磁気ディスクを備え、磁気ディスクのトラックは、磁気ディスク上にサーボ・ライタ等により記録されるサーボ・データにより形成される。
すなわち、同心円状トラックにフォロイングするために、サーボ・データが記録されている。サーボ・データは、トラック上に複数記録されており、このサーボ・データはサーボ・トラックのアドレス情報や、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、バーストＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４種類のバースト・パターンからなり、ヘッドによりこれをリードし、その再生信号（バースト信号）から得られる振幅等の変化を数値化し、ヘッドのトラッキング制御（トラック・フォローイング）等に使用される。ＨＤＤは、ヘッド素子部が読み出したバースト・パターンを使用して、位置誤差信号（Position Error Signal:ＰＥＳ）を計算する。ＨＤＤは、サーボ・トラック・アドレスと、計算されたＰＥＳがターゲット値に近づくように、ヘッド素子部の位置決めを行う。
以上のようなセクタ・サーボ方式によるヘッドの位置決めは、ＨＤＤに加えられる振動、衝撃の外乱、モータが持つ振動成分、メディアの変形による位置ずれ、電気的なノイズなどの様々な要因により妨げられる。また、外部からの振動などの外乱からの影響を吸収しようとして、サーボの制御周波数帯域を上げると、ＨＤＤの機構系の発振にみまわれることがある。このため、ノッチフィルタ(帯域通過フィルタ)や、ローパスフィルタ（低域通過フィルタ）を入れて機械共振の周波数を減衰させている。
また、データをライトする場合、ヘッド素子部がずれた状態でライトしてしまうと、ライトされたデータがリードできなかったり、隣のトラックに上書きをして隣のトラックのデータを消去してしまったりするので、あらかじめ設定された許容値以上にヘッドがずれた場合にはデータのライトを行わない。この許容量以上にヘッドがずれて書き込み処理ができない場合をライト・エラーとしている。
近年、ＨＤＤにおける記憶容量高密度化のため、データ・トラック及びサーボ・トラックの間隔、データ・セクタの間隔が狭くなってきている。そのため、ヘッド素子部の揺らぎに対する許容量が減少してきている。サーボ・トラックの間隔はサーボ・ライタによって決定されるが、ディスクやヘッドの高さのばらつきによるものや、サーボ・ライトのときのヘッドの位置のばらつきによって、サーボ・トラックの間隔にばらつきが生じてしまう。このサーボ・トラックの間隔のばらつきが、トラック又はセクタの間隔が狭くなってきたことから、無視できない大きさになってきた。
例えば、サーボ・トラックの間隔がばらつくことによって、サーボ・トラックが局部的に狭くなるところが生じたりする。局部的にサーボ・トラックが狭くなると、ライトを行うときに、所望の位置にライトを行うのではなく、所望のトラックの隣のトラックに寄ってライトを行ってしまうためにその隣のトラックのデータを消去してしまうというｓｑｕｅｅｚｅという誤操作をひきおこす可能性がある。
ｓｑｕｅｅｚｅとは、記録素子と再生素子との間隔が一定なのに対して、サーボ・トラックを正常にリードできないことや、サーボ・トラックが局部的に狭くなるなどの原因によって、所望のトラックの隣のトラックに上書きしてしまう現象のことをいう。この場合、所望のトラックの隣のトラックのデータが消えてしまうという問題が生じる。
そこで、ＨＤＤでは、ＳＲＳＴ(Self Run Self Test)とよばれるテストを行い、キズが発生しているなどの欠陥領域を検出するＳＡＴ（:Surface Analysis Test）と同時に、サーボ・トラックが狭いことやサーボ・トラックがリードすることができない等のサーボ・トラックに欠陥が生じていることによってライト・エラーが頻繁に発生する欠陥領域の検出を行っている。これらの欠陥領域は、ＰＤＭ（Primary Defect Map）とよばれるマップに登録することによって、この領域は使用されないようにしている。
ＳＲＳＴにおいて、上記のライト・エラーが頻繁に発生する欠陥領域の検出を、Ｆｉｌｌｄａｔａと呼ばれる作業によって行っている。このＦｉｌｌｄａｔａは、磁気ディスクのデータ領域全面にデータのライトを行い、ライト・エラーが発生した場合に、そのデータ・トラックに含まれるすべてのセクタを欠陥領域としてＰＤＭに登録する。
従来のデータ記憶装置におけるＦｉｌｌｄａｔａにおいては、データ・トラックそれぞれについて、そのデータ・トラックのデータを通常の読出し処理をするときのリード素子とライト素子の位置を示すリード・ポジションにヘッド素子部（リード素子）を位置決めし、ライト素子でデータの書き込みを行う。そのときに、あるデータ・トラックにおいてライト・エラーが発生した場合、そのリード素子が位置するデータ・トラックを欠陥トラック決定し、このトラック内の全てのセクタをＰＤＭに登録する（図９（ａ）参照）。
次に、データ・トラックそれぞれにおいて、そのデータ・トラックにデータの書き込み処理を通常行う位置を示すライト・ポジションにヘッド素子部（リード素子）を位置決めし、ライト素子でデータの書き込みを行う。そのときに、あるデータ・トラックにおいてライト・エラーが発生した場合、そのライト素子の位置する（書き込んでいる）データ・トラックを欠陥トラックと決定し、このトラック内の全てのセクタをＰＤＭに登録する。（図９（ｂ）参照）
特開２００４−１７１７５５号公報
しかしながら、このＳＲＳＴを行ったとしても、ユーザが使用する際にｓｑｕｅｅｚｅ現象などの誤動作が起こってしまうという問題点があった。例えば、局部的にサーボ・トラックが狭くなっているところが存在している場合、データの書込み処理を行うときに、ＳＲＳＴのときには所望のトラックに書込み処理を行うことができたが、ユーザが何回も使用しているときには、ｓｑｕｅｅｚｅ現象をひきおこしてしまうということがおこっていた。
この問題点を解決するためには、リード素子がトラック内すべての部分に位置するようにして書込み処理を行うことによって検査をすればよいが、サーボ・トラック内すべてを網羅するようなＦｉｌｌｄａｔａを行うことは膨大な時間が必要になってしまうという新たな問題が生じる。そこで、本発明においては、サーボ・トラック内すべてを網羅するＦｉｌｌｄａｔａよりも短時間に、サーボ欠陥領域の検出のもれが少ない欠陥領域検出方法を提供する。
本発明の一つの態様に係るデータ記憶装置の欠陥管理方法において、リード素子とライト素子とがディスクの半径方向において異なる位置にあるヘッドを備え、前記ディスクに記録されたサーボ・データを前記リード素子で読み出しながら前記ヘッドの位置決めを行うデータ記憶装置の欠陥領域管理方法であって、通常のデータ読出しを行う場合のターゲット・ポジションに前記リード素子を位置決めした状態において、前記ライト素子によるデータ書込み処理を実行し、前記データ書込み処理において予め定められたエラーが生じた場合に、前記ターゲット・ポジションが含まれるサーボ・トラックを使用して通常のデータ書込みを行うデータ・トラック内の領域をエラー登録する、方法である。
また、上記のターゲット・ポジションが含まれるサーボ・トラックを使用して通常のデータ書込みを行うデータ・トラックに加えて、そのデータ・トラックに隣接するデータ・トラック内の領域をエラー登録するとよい。このとき、前述の隣接するデータ・トラックは、データ書き込み処理におけるライト素子により近い隣接データ・トラックにするとよい。または、ターゲット・ポジションが含まれるサーボ・トラックを使用して通常のデータ書込みを行うデータ・トラックに加えて、そのデータ・トラックの両側のそれぞれの隣接データ・トラック内の領域をエラー登録するとよい。これらのようにすることによって、欠陥の生じているサーボ・トラックに対応する全てのデータ・トラックをＰＤＭ登録することができるため、ユーザが使用する際に生じる書込み処理の誤操作が生じる可能性を減少させることができる。
また、通常のデータ書込みを行うデータ・トラック内のすべてのデータ領域をエラー登録するとよい。または、ターゲット・ポジションが対応するデータ・トラック内の領域をエラー登録するとよい。このことによって、欠陥サーボ・トラックに対応するデータ・トラック内をＰＤＭ登録することができるため、ユーザが使用する際に生じる書込み処理の誤操作が生じる可能性を減少させることができる。
また、ターゲット・ポジションが含まれるサーボ・トラックを使用して通常のデータ書込みを行うデータ・トラックに加えて、そのサーボ・トラックに隣接するサーボ・トラックを使用して通常のデータ書込みを行うデータ・トラック内の領域をエラー登録する方法を用いるとよい。このときの隣接するサーボ・トラックは、前記ターゲット・ポジションにより近い隣接サーボ・トラックであるとよい。または、ターゲット・ポジションが含まれるサーボ・トラックを使用して通常のデータ書込みを行うデータ・トラックに加えて、そのサーボ・トラックの両側のそれぞれの隣接サーボ・トラックを使用して通常のデータ書込みを行うデータ・トラック内の領域をエラー登録するとよい。このようにすることによって、欠陥サーボ・トラックの隣接するサーボ・トラックも欠陥サーボ・トラックとしてＰＤＭ登録されるようになり、欠陥が広がっているときに対応することが可能となる。
本発明の他の態様に係るデータ記憶装置においては、リード素子とライト素子とがディスクの半径方向において異なる位置にあるヘッドと、前記リード素子が前記ディスクから読み出したサーボ・データを使用して前記ヘッドの位置決め制御を行い、通常のデータ読出しを行う場合のターゲット・ポジションに前記リード素子を位置決めした状態において、前記ライト素子によるデータ書込み処理を実行するコントローラと、前記データ書込み処理において予め定められたエラーが生じた場合に、前記ターゲット・ポジションが含まれるサーボ・トラックを使用して通常のデータ書込みを行うデータ・トラック内の領域をエラー領域として格納するメモリと、を備えるものである。このデータ記憶装置においては、欠陥の生じているサーボ・トラックに対応する全てのデータ・トラックをＰＤＭ登録することができるため、ユーザが使用する際に生じる書込み処理の誤操作が生じる可能性を減少させることができる。
また、前記メモリは、前記ターゲット・ポジションが含まれるサーボ・トラックを使用して通常のデータ書込みを行うデータ・トラックに加えて、そのデータ・トラックに隣接するデータ・トラック内の領域をエラー領域として格納するものであるとよい。このときの隣接するデータ・トラックは、前記データ書き込み処理における前記ライト素子により近い隣接データ・トラックであるとよい。または、前記メモリは、前記ターゲット・ポジションが含まれるサーボ・トラックを使用して通常のデータ書込みを行うデータ・トラックに加えて、そのデータ・トラックの両側のそれぞれの隣接データ・トラック内の領域をエラー領域として格納するものであるとよい。このようなデータ記憶装置においては、欠陥サーボ・トラックに対応するデータ・トラック内をＰＤＭ登録することができるため、ユーザが使用する際に生じる書込み処理の誤操作が生じる可能性を減少させることができる。
さらに、前記メモリは、前記ターゲット・ポジションが含まれるサーボ・トラックを使用して通常のデータ書込みを行うデータ・トラックに加えて、そのサーボ・トラックに隣接するサーボ・トラックを使用して通常のデータ書込みを行うデータ・トラック内の領域をエラー領域として格納するとよい。また、このときの隣接するサーボ・トラックは、前記ターゲット・ポジションにより近い隣接サーボ・トラックであるとよい。または、前記メモリは、前記ターゲット・ポジションが含まれるサーボ・トラックを使用して通常のデータ書込みを行うデータ・トラックに加えて、そのサーボ・トラックの両側のそれぞれの隣接サーボ・トラックを使用して通常のデータ書込みを行うデータ・トラック内の領域をエラー領域として格納するものであるとよい。このような磁気ディスク装置においては、欠陥サーボ・トラックの隣接するサーボ・トラックも欠陥サーボ・トラックとしてＰＤＭ登録されるようになり、欠陥が広がっているときに対応することが可能となる。
本発明の他の態様に係るデータ記憶装置においてはリード素子とライト素子とがディスクの半径方向において異なる位置にあるヘッドと、前記リード素子が前記ディスクから読み出したサーボ・データを使用して前記ヘッドの位置決め制御を行い、通常のデータ書き込み行う場合のターゲット・ポジションに前記リード素子を位置決めした状態において、前記ライト素子によるデータ書込み処理を実行するコントローラと、前記データ書込み処理において予め定められたエラーが生じた場合に、前記ターゲット・ポジションが含まれるサーボ・トラックを使用して通常のデータ読み出しを行うデータ・トラック内の領域をエラー領域として格納するメモリと、を備えるものである。このようなデータ記憶装置においては、欠陥サーボ・トラックに対応するデータ・トラック内をＰＤＭ登録することができるため、ユーザが使用する際に生じる書込み処理の誤操作が生じる可能性を減少させることができる。
また、前記メモリは、前記ターゲット・ポジションが含まれるサーボ・トラックを使用して通常のデータ書込みを行うデータ・トラックに加えて、そのデータ・トラックに隣接するデータ・トラック内の領域をエラー領域として格納するとよい。または、前記メモリは、前記ターゲット・ポジションが含まれるサーボ・トラックを使用して通常のデータ書込みを行うデータ・トラックに加えて、そのサーボ・トラックに隣接するサーボ・トラックを使用して通常のデータ書込みを行うデータ・トラック内の領域をエラー領域として格納するものであるとよい。このようなデータ記憶装置においては、欠陥サーボ・トラックに対応するデータ・トラック内をＰＤＭ登録することができるため、ユーザが使用する際に生じる書込み処理の誤操作が生じる可能性を減少させることができる。
本発明に係る欠陥領域管理方法によれば、従来の方法では発見することができなかったサーボ・データに欠陥が生じている領域及びサーボ・トラックが局部的に狭くなっている領域を検知することが可能となり、データ記憶装置における誤動作を大きく低減することができる。
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、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略されている。
本発明においては、リード素子とライト素子とがディスクの半径方向において異なる位置にあるヘッドを備え、ディスクに記録されたサーボ・データをリード素子で読み出し処理を行うことによってヘッドの位置決めを行うデータ記憶装置において、通常のデータ読出しを行う場合のターゲット・ポジションにリード素子を位置決めした状態で、ライト素子によるデータ書込み処理を実行したときに、このデータ書込み処理において予め定められたエラーが生じた場合に、ターゲット・ポジションが含まれるサーボ・トラックを使用して通常のデータ書込みを行うデータ・トラック内の領域をエラー登録している。
このようにすることによって、Ｆｉｌｌｄａｔａのテストを行っているときにはエラーが発生せずに、ユーザが使用するときにエラーが発生するような欠陥を持つサーボ・トラックを発見できる可能性を高めることができる。このようなサーボ・トラックの一例として、局部的に欠陥が生じているサーボ・トラックや、局部的に狭くなっているサーボ・トラックがある。
上記のエラーは、ライト・エラーであり、データ記憶装置に加えられる振動、衝撃の外乱、モータが持つ振動成分、メディアの変形による位置ずれ、電気的なノイズなどの様々な要因によって位置制御が妨げられることによって、ヘッド素子部の位置が安定せずにそれぞれのデータ記憶装置に与えられている許容幅を超えて振動してしまう場合におこる。また、上記の要因以外にもサーボ・トラックが局部的に狭くなっていたり、サーボ・データに欠陥が生じたりすることによってもライト・エラーが発生する。
サーボ・トラックに欠陥が生じているときには、欠陥が生じているサーボ・トラックのサーボ・データを読み出すことができないために、リード素子によるリード・リトライを繰り返すことによって、ヘッド素子部の揺らぎが大きくなりライト・エラーが発生する。また、サーボ・トラックが局部的に狭くなっているときには、このトラック内において、サーボ・データをリードすることができるところとできないところが生じてしまう。そのため、サーボ・データをリードできないときには、ライト・エラーが発生してしまう。
ライト・エラーがトラック内で起こった場合、そのトラックをライトし始めたセクタからライト・リトライは開始する。そして、１周ライトする間にエラーが発生せずに行われるまで繰り返される。また、本実施の形態に係るデータ記憶装置におけるライト・エラーの一例としては、
（１）ライト・リトライが１５回行われても、ライト・リトライをエラーが発生せずに行うことができない。
（２）ライト・リトライを１５回繰り返す前に、ライト・リトライが成功するが、ライト・リトライが成功するまでの間におこったライト・エラーのセクタが、３サーボ・セクタ間で４セクタ以上ある。ここでいう３サーボ・セクタ間とは、あるサーボ・セクタから、２つ目のサーボ・セクタまでの領域とする。
（３）ライト・リトライを１５回繰り返す前に、ライト・リトライが成功するが、サーボ・データのリードエラーが発生するセクタが多い。
（４）そのトラックにシークすることができない。
の４つの条件などがある。
以下においては、データ記憶装置の一例であるハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）を例として、本発明の実施形態を説明する。本実施形態の特徴点の理解を容易とするため、最初に、ＨＤＤの全体構成の概略を説明する。図１は、本実施の形態に係るＨＤＤ１の構成を模式的に示すブロック図である。図１に示すように、ＨＤＤ１は、密閉されたエンクロージャ１０内に、メディア（記録媒体）の一例である磁気ディスク１１、ヘッドの一例であるヘッド素子部１２、アーム電子回路（ＡＥ：Arm Electronics）１３、スピンドル・モータ（ＳＰＭ）１４、ボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）１５、そしてアクチュエータ１６を備えている。
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（Ｒ／Ｗ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（以下、ＨＤＣ／ＭＰＵ）２３及びＲＡＭ２４などの各ＩＣを備えている。尚、各回路構成は一つのＩＣに集積すること、あるいは、複数のＩＣに分けて実装することができる。
外部ホスト５１からのユーザ・データは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３によって受信され、Ｒ／Ｗチャネル２１、ＡＥ１３を介して、ヘッド素子部１２によって磁気ディスク１１に書き込まれる。また、磁気ディスク１１に記憶されているユーザ・データはヘッド素子部１２によって読み出され、そのユーザ・データは、ＡＥ１３、Ｒ／Ｗチャネル２１を介して、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３から外部ホスト５１に出力される。
次に、ＨＤＤ１の各構成要素について説明する。磁気ディスク１１は、ＳＰＭ１４に固定されている。ＳＰＭ１４は所定の速度で磁気ディスク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。本例の磁気ディスク１１は、データを記録する記録面を両面に備え、各記録面に対応するヘッド素子部１２が設けられている。
各ヘッド素子部１２はスライダ（不図示）に固定されている。また、スライダはアクチュエータ１６の先端部に固定されている。アクチュエータ１６はＶＣＭ１５に連結され、回動軸を中心に揺動することによって、ヘッド素子部１２（及びスライダ）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。モータ・ドライバ・ユニット２２は、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３からの制御データ（ＤＡＣＯＵＴと呼ぶ）に従ってＶＣＭ１５を駆動する。
ヘッド素子部１２には、磁気ディスク１１への記録データに応じて電気信号を磁界に変換するライト素子、及び磁気ディスク１１からの磁界を電気信号に変換するリード素子を備えている。ヘッド素子部１２が磁気ディスク１１上に位置するときに、ライト素子とリード素子とは、半径方向に異なる位置にある。このライト素子とリード素子の半径方向の位置の差異はリード・ライト・オフセットとよばれている。なお、磁気ディスク１１は、１枚以上あればよく、記録面は磁気ディスク１１の片面あるいは両面に形成することができる。
ＡＥ１３は、複数のヘッド素子部１２の中から磁気ディスク１１へのアクセスを行う１つのヘッド素子部１２を選択し、選択されたヘッド素子部１２により再生される再生信号を一定のゲインで増幅（プリアンプ）し、Ｒ／Ｗチャネル２１に送る。また、Ｒ／Ｗチャネル２１からの記録信号を選択されたヘッド素子部１２に送る。
Ｒ／Ｗチャネル２１は、リード処理において、ＡＥ１３から供給されたリード信号を一定の振幅となるように増幅し、取得したリード信号からデータを抽出し、デコード処理を行う。読み出されるデータは、ユーザ・データとサーボ・データを含む。デコード処理されたリード・ユーザ・データは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３に供給される。また、Ｒ／Ｗチャネル２１は、ライト処理を、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３からの制御信号に従って実行する。ライト処理において、Ｒ／Ｗチャネル２１はＨＤＣ／ＭＰＵ２３から供給されたライト・データをコード変調し、更にコード変調されたライト・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、ＭＰＵはＲＡＭ２４にロードされたコードに従って動作する。ＨＤＤ１の起動に伴い、ＲＡＭ２４には、ＭＰＵ上で動作するコードの他、制御及びデータ処理に必要とされるデータが磁気ディスク１１あるいはＲＯＭ（不図示）からロードされる。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、リード／ライト処理制御、コマンド実行順序の管理、サーボ信号を使用したヘッド素子部１２のポジショニング制御（サーボ制御）、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。
欠陥トラック検出処理は、磁気ディスク１１に記録されたサーボ・データに含まれるバースト・パターンにより決定されるトラック幅が局所的に広くなっていないか否か及び狭くなっていないか否かを検証し、これら正常ではないトラック幅となっているトラック（欠陥トラック）を磁気ディスク１１上の所定の領域に記録される欠陥テーブルに登録する処理である。製造工程において、バースト・パターンを記録した後、装置自身によりバースト・パターンの検査工程として実行されるものである。ＨＤＤ１は、データ記録時には、欠陥テーブルを参照し、登録されている欠陥トラックにはデータを記録しないよう制御される。
この欠陥トラック検出処理を実行する場合には、検査処理を開始するフラグが磁気ディスク１１上にセットされており、電源がオンされると検査処理用プログラムが磁気ディスク１１から読み出され、ＡＥ１３、Ｒ／Ｗチャネル２１、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３を介して、ＲＡＭ１２５上に読み込まれ、検査処理のプログラムが実行される。この検査処理の詳細は後述する。
続いて、図２を参照して、磁気ディスク１１上の記録データについて説明する。図２は、磁気ディスク１１の記録面の記録データの状態を模式的に示している。図２に示されるように、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。サーボ領域１１１とデータ領域１１２は、所定の角度で交互に設けられている。各サーボ領域１１１には、ヘッド素子部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本のトラック１１３が形成される。サーボ・データおよびユーザ・データは、トラック１１３に沿って記録される。一つのトラック１１３は、サーボ領域１１１間に複数のデータ・セクタ（ユーザ・データの記録単位）を備えている。つまり、各トラック１１３は、互いに所定角度において離間して配置された複数のサーボ・データと、各サーボ・データの間に配置された複数のデータ・セクタとを含んでいる。複数トラック１１３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１１４にグループ化されている。１つのトラック１１３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。図２においては、３つのゾーン１１４ａ−１１４ｃが例示されている。
次に、磁気ディスク１１のサーボ領域に記録されるサーボ・データについて説明する。データ記録用磁気ヘッドの記録メディアである磁気ディスク１１上には、同心円状トラックにフォロイングするためにサーボ・データが書かれている。サーボ・データは、トラック上に複数個所書かれており、図３（ａ）に示すように、データの同期を取るためのシンクロデータが記録されるシンクロ部Ｄ１、サーボ・データの開始を示すサーボマークが記録されるＳＴＭ（Servo track mark）部Ｄ２、トラックが何番目のトラックであるかなどを示す位置情報を有するトラックＩＤ部Ｄ３、細かい位置制御をするためのバースト・パターンが記録されるバースト部Ｄ４などの周知の領域からなる。
バースト部Ｄ４に記録されるバースト・パターンは、例えば図３（ｂ）に示すように、バーストＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４種類のバースト・パターンからなっている。リード素子によりこのバースト・パターンを読み出し、それぞれの再生信号（バースト信号）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・トラック内の位置とは、半径方向に２５６分割されたＰＥＳ値とよばれるもので表している。
サーボ・トラックをリード素子が読み出すことによって、ヘッドのターゲット・ポジションへの位置決めが行われている。このとき、ＰＥＳ値とシリンダ数を決定することによって行われている。
バースト・パターンは、図３（ｂ）に示すように、トラック中心をＴｃ、トラック境界をＴｂ、トラック幅をＴｗとしたとき、バーストＡは、一のトラックの一方のトラック境界Ｔｂ上に記録され、バーストＢは当該一のトラックの他方のトラック境界Ｔｂ上に記録された信号である。また、バーストＣ、バーストＤは、１つのトラック内であって、奇数トラック又は偶数トラックにそれぞれ記録された信号である。
ＨＤＤ１においては、ヘッド素子部が読み出したバースト・パターンを使用して、位置誤差信号（Position Error Signal:ＰＥＳ）を計算する。ＨＤＤ１は、リードを行う際にもライトを行う際にも、リード素子が読み出すサーボ・トラック・アドレスと、計算されたＰＥＳ値がターゲット値になるように、リード素子の位置決めを行っている。
図４には、本実施の形態に係るＨＤＤ１におけるサーボ・トラックとデータ・トラックとの位置関係を示したものである。また、データ・トラックの読出し処理を行う際のリード素子とライト素子との位置（リード・ポジション：ＲＰ）と、データ・トラックの書込み処理を行う際のリード素子とライト素子との位置（ライト・ポジション：ＷＰ）を図４に示している。ここで、ＩＤは磁気ディスク１１の半径方向最内のトラックのことであり、ＯＤは磁気ディスク１１の半径方向最外のトラックのことである。
図４に示されるように、データ・トラックＵＳＥＲ ＤＡＴＡ＿ｋ−２の読み出し処理を行うときには、リード素子がリード素子１２１ａに位置することによって、データ・トラックＵＳＥＲ ＤＡＴＡ＿ｋ−２のデータを読み出している。また、このときのライト素子の位置は、ライト素子１２２ａの位置である。
また、データ・トラックＵＳＥＲ ＤＡＴＡ＿ｋの書込み処理を行うときには、リード素子がリード素子１２１ｂに位置することによって、ライト素子がライト素子１２２ｂに位置する。ライト素子がライト素子１２２ｂに位置することによって、データ・トラックＵＳＥＲ ＤＡＴＡ＿ｋの書込み処理を行っている。図４においては、データ・トラックＵＳＥＲ ＤＡＴＡ＿ｋ−２の読出し処理と、データ・トラックＵＳＥＲ ＤＡＴＡ＿ｋの書込み処理との両方において、サーボ・トラックＳＥＲＶＯ＿ｍを使用している。
本実施の形態に係るＨＤＤ１においては、データ書込み処理における予め定められたエラー（ライト・エラー）が頻繁に発生する欠陥領域の検出を、Ｆｉｌｌｄａｔａと呼ばれる作業によって行っている。Ｆｉｌｌｄａｔａは、磁気ディスクのデータ領域全面にデータのライトを行い、ライト・エラーが発生した発生した場合に、そのデータ・トラックに含まれるすべてのセクタを欠陥領域としてＰＤＭに登録する。
つまり、図４を一例として示すと、Ｆｉｌｌｄａｔａにおけるデータ・トラックＵＳＥＲ ＤＡＴＡ＿ｋの書込み処理を行う際に、データ・トラックＵＳＥＲ ＤＡＴＡ＿ｋの通常の書込み処理を行う際にリード素子が読み出すサーボ・トラックＳＥＲＶＯ＿ｍを用いて行う読出し処理を行うときのライト素子１２２ａの位置（ＷＰ）と書込み処理を行うときのライト素子１２２ｂの位置（ＲＰ）において、書込み処理を行っている。
このときに、サーボ・トラックＳＥＲＶＯ＿ｍを用いる書込み処理を行うときのライト素子１２２ａの位置（ＷＰ）と読出し処理を行うときのライト素子１２２ｂの位置（ＲＰ）とにおいては、ずれが生じている。このずれが生じている状態で、両方の書込みテスト（Ｆｉｌｌｄａｔａ）を行っている。以上のような処理を、それぞれのサーボ・トラックにおいて行い、磁気ディスク１１すべてのデータ・トラックへの書込み処理が行われるようにする。
以上のようなＦｉｌｌｄａｔａ処理を行っている際、データ・トラックの読出し処理を行う際のリード素子とライト素子の位置を示すリード・ポジションと、データ・トラックの書込み処理を行う際のリード素子とライト素子の位置を示すライト・ポジションとにおいて書込み処理を行い、この書込み処理を行った際にデータ書込み処理における予め定められたエラー（ライト・エラー）が発生したトラックをＰＤＭ登録するようにしている。
Ｆｉｌｌｄａｔａ処理を行っているときにおいて、リード・ポジションにおける書込み処理を行っている際にライト・エラーが発生した場合、リード素子１２１ａが位置するデータ・トラックをＰＤＭ登録している。この状態を示すのが図５である。本実施の形態に係るＨＤＤ１においては、Ｆｉｌｌｄａｔａ処理を行った際に、リード・ポジションにリード素子１２１ａとライト素子１２２ａが位置するときにライト・エラーが発生したときに、そのリード素子１２１ａの位置するデータ・トラック、図５の場合ならば、データ・トラックＵＳＥＲ ＤＡＴＡ＿ｋ−２をＰＤＭ登録する。
ここで、ライト・エラーが発生したトラックをＰＤＭ登録する際に、データ・トラックＵＳＥＲ ＤＡＴＡ＿ｋ−２全てを登録している。しかし、ライト・エラーが発生したときに用いるサーボ・トラックＳＥＲＶＯ＿ｍの周辺のデータ・トラックＵＳＥＲ ＤＡＴＡ＿ｋ−２を登録するだけでもよい。
図５で示した、リード・ポジションにおける書込み処理を行ったときにライト・エラーが発生したときの、サーボ・トラックの拡大図が図６である。図６において、サーボ・トラックＳＥＲＶＯ＿ｍとサーボ・トラックＳＥＲＶＯ＿ｍ＋１とにかけてサーボ・トラックに欠陥領域１２３が生じている。このような場合、ライト・ポジション（ＷＰ）における書込み処理によるＦｉｌｌｄａｔａ処理においては、リード素子がリード素子１２１ｂに位置するためライト・エラーが発生しなかったが、リード・ポジション（ＲＰ）における書込み処理によるＦｉｌｌｄａｔａ処理においては、リード素子がリード素子１２１ａに位置するためライト・エラーが発生するという状況が生じる。
しかしながら、ヘッド素子部１２はトラック内において許容範囲内で振動しているため、
リード素子の位置が、リード素子１２１ｃ、１２１ｄのようにトラック内で一定ではない。そのため、Ｆｉｌｌｄａｔａにおけるライト・ポジション（ＷＰ）のリード素子１２１ｂの位置と、ユーザが使用するときのリード素子１２１ｃ、１２１ｄの位置ではずれが生じてしまう。
このような場合に、例えば図６の場合であれば、ライト素子１２１ｃのときに、サーボ・トラックＳＥＲＶＯ＿ｍのサーボ・データをリード素子１２１ｃは読み出すことができないため、ライト・エラーが発生してしまう。そのため、サーボ・トラックＳＥＲＶＯ＿ｍを用いる書込み処理と読出し処理の両方を禁止するようにしている。
そのために、本実施の形態に係るＨＤＤ１では、Ｆｉｌｌｄａｔａ処理のリード・ポジション（ＲＰ）の書込み処理のときにライト・エラーが発生しているサーボ・トラックＳＥＲＶＯ＿ｍを用いたときの、リード素子１２１ａとライト素子１２２ａの位置するデータ・トラックＵＳＥＲ ＤＡＴＡ＿ｋ−２とデータ・トラックＵＳＥＲ ＤＡＴＡ＿ｋとをＰＤＭ登録している。リード素子１２１ａが位置するデータ・トラックＵＳＥＲ ＤＡＴＡ＿ｋ−２をＰＤＭ登録するのは前述の通りである。
図７に、Ｆｉｌｌｄａｔａ処理のリード・ポジション（ＲＰ）の書込み処理のときにライト・エラーが発生しているときに、ライト素子１２２ａの位置するデータ・トラックをＰＤＭ登録するときの概念図を示す。Ｆｉｌｌｄａｔａ処理のリード・ポジション（ＲＰ）の書込み処理のときにライト・エラーが発生しているときには、そのときにリード素子１２１ａが読み出しているサーボ・トラックＳＥＲＶＯ＿ｍは欠陥が生じていると判定される。サーボ・トラックＳＥＲＶＯ＿ｍにリード素子１２１ａを位置決めしたときに、ライト素子１２２ａの位置するデータ・トラックＵＳＥＲ ＤＡＴＡ＿ｋをＰＤＭ登録する。
このとき、リード・ポジションにおけるライト素子１２２ａは、ヘッド素子部１２の振動によって、一定のＰＥＳ値を取るとは限らないため、データ・トラックＵＳＥＲ ＤＡＴＡ＿ｋに隣接しているデータ・トラックをＰＤＭ登録しているとよい。さらに、欠陥の生じているデータ・トラックの両隣のデータ・トラックをＰＤＭ登録していると良い。図７においては、ＵＳＥＲ ＤＡＴＡ＿ｋ−１とデータ・トラックＵＳＥＲ ＤＡＴＡ＿ｋ＋１をＰＤＭ登録している。
または、Ｆｉｌｌｄａｔａ処理のリード・ポジションの書込み処理を行い、ライト・エラーが発生したときのライト素子１２２ａの位置により近い隣接するデータ・トラックをＰＤＭ登録してもよい。図７においては、データ・トラックＵＳＥＲ ＤＡＴＡ＿ｋ＋１を登録する。
図８において、欠陥の生じているサーボ・トラックＳＥＲＶＯ＿ｍに隣接するサーボ・トラックを使用してデータ書込み処理を行うデータ・トラックをＰＤＭ登録するときの概念図を示す。さらに、サーボ・トラックＳＥＲＶＯ＿ｍ＋１とサーボ・トラックＳＥＲＶＯ＿ｍ−１を使用してデータ書込み処理を行うデータ・トラック、データ・トラックＵＳＥＲ ＤＡＴＡ＿ｋ＋１とデータ・トラックＵＳＥＲ ＤＡＴＡ＿ｋ−１をＰＤＭ登録する。
または、Ｆｉｌｌｄａｔａ処理のリード・ポジションの書込み処理を行い、ライト・エラーが発生したときのリード素子１２１ａの位置に近い隣接するサーボ・トラックを使用してデータ書込み処理を行うデータ・トラックをＰＤＭ登録するとよい。図８においては、データ・トラックＵＳＥＲ ＤＡＴＡ＿ｋ＋１をＰＤＭ登録する。
上述した例においては、図７と図８において同じ結果となるが、リード・ポジションにおけるリード素子１２１ａとライト素子１２２ａの位置によっては、サーボ・トラックＳＥＲＶＯ＿ｍ＋１を使用するデータ・トラックがデータ・トラックＵＳＥＲ ＤＡＴＡ＿ｋ＋１とデータ・トラックＵＳＥＲ ＤＡＴＡ＿ｋ＋２の両方になる場合がある。
次に、Ｆｉｌｌｄａｔａ処理のライト・ポジションの書込み処理において、ライト・エラーが発生したときにおけるエラー登録処理について記述する。ライト・ポジションにリード素子が位置するときにライト・エラーが発生した場合、そのときに位置決めを行っているサーボ・トラックに欠陥が生じているため、このサーボ・トラックに対応するデータ・トラックをＰＤＭ登録する。
ライト・ポジションにライト素子が位置するデータ・トラックをＰＤＭ登録するのは、ユーザが使用する際にもライト・エラーが発生する可能性が高いためである。また、本実施の形態に係るＨＤＤ１においては、ライト・ポジションにリード素子が位置するデータ・トラックをＰＤＭ登録しなくてもよい。
これは、Ｆｉｌｌｄａｔａ処理のライト・ポジションの書込み処理におけるリード素子の位置するサーボ・トラックに欠陥が生じているため、そのリード素子が位置するデータ・トラックのデータを読み出すことができない可能性が高いが、このリード素子の位置するトラックにおいてライトが行われたとしても、ライト・エラーが発生する可能性があるかどうかがわからないからである。
このデータ・トラックの読み出し処理を行う際には、このトラックのサーボ・データに欠陥が生じているため、リードエラーが発生すると考えられるが、データのリードを行う際には、オフ・トラックをしてリード・リトライを行うことができるために、このトラックでのリードを行うことができる可能性があると考えられるためである。これらのことから、ＰＤＭの領域は限られた領域であるため、オーバーフローしてしまう可能性を少なくするために、Ｆｉｌｌｄａｔａ処理のライト・ポジションの書込み処理におけるリード素子の位置するデータ・トラックはＰＤＭ登録しなくてもよい。
以上のように、リード素子とライト素子とがディスクの半径方向において異なる位置にあるヘッドを備え、前記ディスクに記録されたサーボ・データを前記リード素子で読み出しながら前記ヘッドの位置決めを行うデータ記憶装置において、通常のデータ読出しを行う場合のターゲット・ポジションに前記リード素子を位置決めした状態において、前記ライト素子によるデータ書込み処理を実行し、このデータ書込み処理においてライト・エラーが生じた場合に、ターゲット・ポジションが含まれるサーボ・トラックを使用して通常のデータ書込みを行うデータ・トラック内の領域をエラー登録することによって、従来の方法では発見することができなかった欠陥が生じているサーボ・トラックを検知することが可能となり、データ記憶装置における誤動作を極めて低減することができる。このことにより、誤操作が発生するデータ記憶装置が作成される可能性を低減することが可能となる。
なお、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。また、上述した実施の形態においては、Ｆｉｌｌｄａｔａにおける欠陥処理方法について記述したが、これはそれに限られるわけではない。上述の欠陥データ・トラックのＰＤＭ登録においては、そのトラック内の全てのデータ・セクタを登録することにしたが、その欠陥サーボ・トラックが位置する領域のデータ・セクタの一部を登録しても良い。さらにまた、上述においてはＨＤＤを例として説明したが、本発明はＨＤＤには限られない。
本実施の形態に係るＨＤＤ１の構成を模式的に示すブロック図。 磁気ディスクの記録面の記録データの状態の模式図。 磁気ディスクのサーボ領域に記録されるサーボ・データの模式図。 本実施の形態に係るＨＤＤにおけるサーボ・トラックとデータ・トラックとの位置関係 Ｆｉｌｌｄａｔａ処理を行っているときにおいて、リード・ポジションにおける書込み処理を行っている際にライト・エラーが発生した場合のリード素子が位置するデータ・トラックのＰＤＭ登録の概念図 図５におけるサーボ・トラックの拡大図 Ｆｉｌｌｄａｔａ処理のリード・ポジション（ＲＰ）の書込み処理のときにライト・エラーが発生している場合のライト素子の位置するデータ・トラックのＰＤＭ登録の概念図 欠陥の生じているサーボ・トラックに隣接するサーボ・トラックを使用してデータ書込み処理を行うデータ・トラックをＰＤＭ登録の概念図 従来の欠陥サーボ・トラックのＰＤＭ登録の概念図
符号の説明
１０ エンクロージャ １１ 磁気ディスク １２ ヘッド素子部 １３ ＡＥ
１４ ＳＰＭ １５ ＶＣＭ １６ アクチュエータ
２０ 回路基板 ２１ Ｒ／Ｗチャネル ２２ モータ・ドライバ・ユニット
２３ ＨＤＣ／ＭＰＵ ２４ ＲＡＭ ５１ ホスト
１１１ サーボ領域 １１２ データ領域 １１３ トラック １１４ ゾーン
１２１ リード素子 １２２ ライト素子 １２３ 欠陥領域
９０１ リード素子 ９０２ ライト素子

Claims (16)

  1. リード素子とライト素子とがディスクの半径方向において異なる位置にあるヘッドを備え、前記ディスクに記録されたサーボ・データを前記リード素子で読み出しながら前記ヘッドの位置決めを行うデータ記憶装置の欠陥領域管理方法であって、
    通常のデータ読出しを行う場合のターゲット・ポジションに前記リード素子を位置決めした状態において、前記ライト素子によるデータ書込み処理を実行し、
    前記データ書込み処理において予め定められたエラーが生じた場合に、前記ターゲット・ポジションが含まれるサーボ・トラックを使用し通常のデータ書込みを行うデータ・トラック内の領域をエラー登録する、方法。
  2. 前記ターゲット・ポジションが含まれるサーボ・トラックを使用して通常のデータ書込みを行うデータ・トラックに加えて、そのデータ・トラックに隣接するデータ・トラック内の領域をエラー登録する、請求項１に記載の方法。
  3. 前記隣接するデータ・トラックは、前記データ書き込み処理における前記ライト素子に最も近い隣接データ・トラックである、請求項２に記載の方法。
  4. 前記ターゲット・ポジションが含まれるサーボ・トラックを使用して通常のデータ書込みを行うデータ・トラックに加えて、そのデータ・トラックの両側のそれぞれの隣接データ・トラック内の領域をエラー登録する、請求項１に記載の方法。
  5. 前記通常のデータ書込みを行うデータ・トラック内のすべてのデータ領域をエラー登録する、請求項１に記載の方法。
  6. さらに、前記ターゲット・ポジションが対応するデータ・トラック内の領域をエラー登録する、請求項１に記載の方法。
  7. 前記ターゲット・ポジションが含まれるサーボ・トラックを使用して通常のデータ書込みを行うデータ・トラックに加えて、そのサーボ・トラックに隣接するサーボ・トラックを使用して通常のデータ書込みを行うデータ・トラック内の領域をエラー登録する、請求項１に記載の方法。
  8. 前記隣接するサーボ・トラックは、前記ターゲット・ポジションに最も近い隣接サーボ・トラックである、請求項７に記載の方法。
  9. 前記ターゲット・ポジションが含まれるサーボ・トラックを使用して通常のデータ書込みを行うデータ・トラックに加えて、そのサーボ・トラックの両側のそれぞれの隣接サーボ・トラックを使用して通常のデータ書込みを行うデータ・トラック内の領域をエラー登録する、請求項１に記載の方法。
  10. リード素子とライト素子とがディスクの半径方向において異なる位置にあるヘッドと、
    前記リード素子が前記ディスクから読み出したサーボ・データを使用して前記ヘッドの位置決め制御を行い、通常のデータ読出しを行う場合のターゲット・ポジションに前記リード素子を位置決めした状態において、前記ライト素子によるデータ書込み処理を実行するコントローラと、
    前記データ書込み処理において予め定められたエラーが生じた場合に、前記ターゲット・ポジションが含まれるサーボ・トラックを使用して通常のデータ書込みを行うデータ・トラック内の領域をエラー領域として格納するメモリと、
    を備えるデータ記憶装置。
  11. 前記メモリは、前記ターゲット・ポジションが含まれるサーボ・トラックを使用して通常のデータ書込みを行うデータ・トラックに加えて、そのデータ・トラックに隣接するデータ・トラック内の領域をエラー領域として格納する、請求項１０に記載のデータ記憶装置。
  12. 前記隣接するデータ・トラックは、前記データ書き込み処理における前記ライト素子に最も近い隣接データ・トラックである、請求項１１に記載のデータ記憶装置。
  13. 前記メモリは、前記ターゲット・ポジションが含まれるサーボ・トラックを使用して通常のデータ書込みを行うデータ・トラックに加えて、そのデータ・トラックの両側のそれぞれの隣接データ・トラック内の領域をエラー領域として格納する、請求項１０に記載のデータ記憶装置。
  14. 前記メモリは、前記ターゲット・ポジションが含まれるサーボ・トラックを使用して通常のデータ書込みを行うデータ・トラックに加えて、そのサーボ・トラックに隣接するサーボ・トラックを使用して通常のデータ書込みを行うデータ・トラック内の領域をエラー領域として格納する、請求項１０に記載のデータ記憶装置。
  15. 前記隣接するサーボ・トラックは、前記ターゲット・ポジションに最も近い隣接サーボ・トラックである、請求項１４に記載のデータ記憶装置。
  16. 前記メモリは、前記ターゲット・ポジションが含まれるサーボ・トラックを使用して通常のデータ書込みを行うデータ・トラックに加えて、そのサーボ・トラックの両側のそれぞれの隣接サーボ・トラックを使用して通常のデータ書込みを行うデータ・トラック内の領域をエラー領域として格納する、請求項１０に記載のデータ記憶装置。
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