JP2009070521A - ディスク・ドライブ装置及びディスク・ドライブ装置のデータ・トラック・フォーマットを決定する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ディスク・ドライブ装置の容量及びパフォーマンスを向上する。
【解決手段】本発明の一形態において、データ・トラック・ピッチは記録面毎に設定される。記録面はバンドに分割されている。ＨＤＤは、バンド内で隣接データ・トラックに順次移動し、バンド終端でヘッド・スイッチを行う。一記録面上において、各バンドのデータ・トラック数は可変であり、必要に応じて各バンドを異なる数のデータ・トラックで構成する。各バンドのトラック数を、各バンド端の半径位置が他の記録面の各バンド端の半径位置の近傍となるように設定する。これによって、データ・トラック・ピッチの半径方向における変化率が異なる記録面間において、ヘッド・スイッチにおける処理時間の増加を抑えることができる。
【選択図】図７

Description

本発明はディスク・ドライブ装置及びディスク・ドライブ装置のデータ・トラック・フォーマットを決定する方法に関し、特に、記録面毎及びデータ・トラック毎にデータ・トラック・ピッチを設定するディスク・ドライブ装置における各バンド中に含まれるトラック数の決定方法に関する。

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。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

パフォーマンス向上の点から、シーケンシャルなデータ・ライトあるいはデータ・リードにおいて、データ・トラック毎にヘッド・スイッチを行う手法がある。しかし、データ・トラック・ピッチが記録面毎に異なる場合、データ・トラック毎のヘッド・スイッチはパフォーマンスの低下につながる。データ・トラック・ピッチが記録面毎に異なると、データ・トラックの番号は同じであっても、その半径位置が異なる。従って、異なる記録面の同一データ・トラックへの遷移は、ヘッド・シークのための付加的な時間が必要とされる。付加的なシークを避けるためには、ヘッド・スイッチ毎に遷移先の記録面における半径位置が近いデータ・トラックを特定することが必要となる。そのため、この処理のための付加的な資源及び時間が必要となる。

この問題を解決する一つの手法として、記録面を複数のバンドで構成するデータ・トラック・フォーマットが有効である。各バンドは、連続する複数のデータ・トラックで構成されている。ＨＤＤは、一つのデータ・トラックのアクセスが終了すると、次のデータ・トラックとして同一バンド内の隣接データ・トラックを選択し、バンド端においてヘッドを切り替える。これによりヘッド・スイッチの回数が減少し、ヘッド・スイッチにおける付加的処理時間の増加を抑えることができる。

上記データ・トラック・フォーマットにおいて、ヘッド・スイッチのスイッチ先は、対応する他の記録面のバンド端のデータ・トラックである。各記録面のバンド数は同一であり、また、一つの記録面における各バンドのデータ・トラック数も同一である。具体的には、記録面のデータ・トラック数を予め設定されているバンド数で除した値を、各バンドのデータ・トラック数に設定する。

各記録面のデータ・トラック・ピッチが一定である、あるいは記録面間において半径方向におけるデータ・トラック・ピッチの変化が同様である場合、図９（ａ）に示すように、各バンド端の半径位置が一致する。図９（ａ）の例において、４つのヘッドに対応する記録面の全てが、１５００のバンドに分割されている。四角がバンドに対応し、四角内の数字はバンドのデータ・トラック数を示している。各記録面において、バンドのデータ・トラック数は一定である。記録面間において、バンドのデータ・トラック数は異なる。半径方向におけるデータ・トラック・ピッチの変化率が同様である場合、トータル・データ・トラック数が異なっていても、記録面間において、各バンド端の半径位置は互いに一致する。従って、ＨＤＤは、ヘッド・スイッチにおいて、目的のデータ・トラックに迅速にアクセスすることができる。

しかし、データ・トラック・ピッチの半径方向における変化率が記録面（ヘッド）によって異なる場合、図９（ｂ）に示すように、記録面間においてバンド端の半径位置は、ずれてしまう。図１０は各ヘッドの半径方向におけるMCW (Magnetic Core Width、磁気ライト幅)の測定結果の一例を示している。つまり、Ｘ軸はサーボ・トラック、Ｙ軸はそのサーボ・トラックにライトしたときのデータ幅を表し、単位はＰＥＳである。ヘッド毎に、データ・トラック・ピッチの変化の様子が大きく異なることがわかる。このように、ヘッド毎に、データ・トラック・ピッチの変化率が大きく異なる場合、記録面間におけるバンド端の半径位置のずれが大きくなり、効率的なヘッド・スイッチを行うことができない。従って、データ・トラック・ピッチの増減がヘッド毎に異なるＨＤＤにおいても、このヘッド特性のばらつきを吸収し、効率的なヘッド・スイッチを行うことができるデータ・トラック・フォーマットが要求される。

本発明の一態様は、ディスク・ドライブ装置内の複数の記録面において、ホスト指定アドレスに対応するデータ・トラック・フォーマットを決定する方法である。この方法は、前記複数記録面ごとに各データ・トラックのデータ・トラック・ピッチを決定する。前記複数記録面において、複数データ・トラックから構成された各バンドの端の半径方向の位置を基準としてバンドごとに含まれるデータ・トラック数を決定する。各前記バンドにおいてホスト指定アドレスは連続し、各前記バンドの端のホスト指定アドレスは対応する他の記録面のバンドの端のホスト指定アドレスに連続するようにデータ・トラック・フォーマットを決定する。各バンドの端の半径方向の位置を基準としてバンドごとに含まれるデータ・トラック数を決定することで、ヘッド・スイッチを効率化することができる。

好ましくは、バンドごとに含まれるデータ・トラック数を決定する際、前記複数記録面の内の一つの記録面のバンドのデータ・トラック数を決定した後、そのバンドの端に従って他の記録面のバンドのデータ・トラック数を決定する。これにより、特定のバンドのデータ・トラック数が他のバンドと大きくことなる値となることを避けることができる。
バンドごとに含まれるデータ・トラック数を決定する際、前記一つの記録面のバンドのデータ・トラック数を決定し、前記一つの記録面の各バンドの端に対応するサーボ・トラックを特定した後、前記他の記録面のバンドのデータ・トラック数を前記特定したサーボ・トラックを使用して決定する。さらに好ましくは、前記複数記録面の各サーボ・トラックの半径方向の位置は実質的に一致している。これにより、容易かつ正確に各バンド端を特定することができる。

前記複数記録面間において、最内周側又は最外周側のバンドからのバンド数が同一である各バンドの端に対応するサーボ・トラック番号の相違が基準数内にあるように、前記各バンドに含まれるデータ・トラック数を決定する。これにより、ヘッド・スイッチの処理時間を所望範囲内とすることができる。
前記複数記録面の内の一つの記録面において、各バンドに含まれるデータ・トラック数の差異が１以内となるように各バンドのデータ・トラック数を決定し、前記一つの記録面の各バンドの端に従って、他の記録面のバンドのデータ・トラック数を決定する。これにより、特定のバンドのデータ・トラック数が他のバンドと大きくことなる値となることを避けることができる。

バンドごとに含まれるデータ・トラック数を決定する際、前記各バンドの端に対応するサーボ・トラック番号を決定し、前記サーボ・トラック番号を使用して、各記録面のバンドのデータ・トラック数を決定する。これにより、容易かつ正確に各バンド端を特定することができる。
基準を越えるエラーを有するデータ・トラックを、データ・アクセスにおいてスキップされる不使用データ・トラックとして登録する。これによって、不使用データ・トラックの登録に必要なテーブル容量を小さくすることができる。

本発明の他の態様に係るディスク・ドライブ装置は、データ・トラック・ピッチの半径方向における変化率が互いに異なる複数の記録面と、前記複数の記録面に対応する複数のヘッドと、前記複数のヘッドを支持し前記複数のヘッドを同時に移動する移動機構と、前記移動機構及び前記複数のヘッドを制御するコントローラとを有する。前記複数の記録面の各記録面は複数のトラックで構成される複数のバンドを有し、全てもしくは一部の記録面の各バンドに含まれるトラック数が一定でない。前記コントローラは、ホストから連続アドレスのコマンドを受信した場合、各バンド内で連続アクセスを行い、さらに各バンドの端でヘッド・スイッチを行うように制御する。これにより、ヘッド・スイッチ位置に合わせてバンドのデータ・トラック数を好ましくは、前記複数の記録面間において、各バンド端におけるヘッド・スイッチにおいて移動するサーボ・トラック数は１以内である。これにより、ヘッド・スイッチの処理時間を短縮することができる。

本発明によれば、ディスク・ドライブ装置の容量及びパフォーマンスを向上することができる。

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は複数の記録面を有する。各記録面において、サーボ・トラック・ピッチとデータ・トラック・ピッチは一致しない。また、記録面は、複数のデータ・トラックからなるバンドに分割されている。ＨＤＤは、バンド内でヘッド・スイッチすることなくヘッド・シークによるシーケンシャルなアクセスを行い、バンド終端でヘッド・スイッチを行う。

本形態の特徴的な点として、一記録面上において、各バンドのデータ・トラック数は可変であり、必要に応じて各バンドを異なる数のデータ・トラックで構成する。全てもしくは一部の記録面において、各バンドのデータ・トラック数が調整される。各バンドのトラック数を、各バンド端の半径位置が他の記録面の各バンド端の半径位置の近傍となるように設定する。これによって、データ・トラック・ピッチの半径方向における変化率が異なる記録面間において、ヘッド・スイッチにおける処理時間の増加を抑えることができる。

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。

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。図３（ａ）は、４本ヘッド（２枚ディスク）のＨＤＤ１において、各記録面のデータ・トラック数の一例を示している。各ヘッド・スライダ（ＨＡＥＤ０〜ＨＥＡＤ３）は、図の通りに配置されており、ＨＥＡＤ０がトップのヘッド・スライダであり、ＨＥＡＤ３がボトムのヘッド・スライダである。ＨＥＡＤ０の記録面の全データ・トラック数は１２００００、ＨＥＡＤ１の記録面の全データ・トラック数は１３００００、ＨＥＡＤ２の記録面の全データ・トラック数は１２５０００、ＨＥＡＤ３の記録面の全データ・トラック数は１３００００である。

サーボ・トラック数は、全ての記録面において同一であり、１４００００である。典型的なＨＤＤ１の製造においては、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を実装した後、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。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。アクチュエータ１６は全てのヘッド・スライダ１２を保持している。ヘッド・スライダ１２は、同時に各記録面においてサーボ・データを書き込む。ＳＳＷは、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。

ＳＳＷは、選択した一つのヘッド・スライダ１６（プロパゲーション・ヘッド）が読み出した記録面上のサーボ・データを使用してサーボ制御を行う。サーボ・データの書き込みは、各ヘッド・スライダ１２が同時に行う。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、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３などのＨＤＤ１に実装される回路が、ＳＳＷを行うようにしてもよい。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、外部装置によりサーボ・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。

ＨＤＤ１は、サーボ・トラックを書き込んだ後、各記録面のデータ・トラック・フォーマットを決定する。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。

図３（ｂ）は、４つの記録面の一部に対応したデータ・トラック及びサーボ・トラックを模式的に示している。図３（ｂ）は、最外周（００）から内周（ＩＤ）側に向かって１６のサーボ・トラック及びそれに対応する各ヘッド・スライダ１２のデータ・トラックを示している。例えば、ＨＥＡＤ０に対応して、データ・トラック００〜０９が示されている。

図３（ｂ）に示すように、サーボ・トラックの半径位置は、各記録面において同一である。サーボ・トラック・ピッチ（サーボ・トラック幅）と、各記録面のデータ・トラック・ピッチ（データ・トラック幅）は互いに独立して設定さており、基本的に一致しない。また、各記録面のデータ・トラック・ピッチ（データ・トラック幅）も互いに独立して設定さており、基本的に一致しない。データ・トラック・ピッチ及びサーボ・トラック・ピッチは、半径位置に応じて変化し、各半径位置において、各記録面のデータ・トラック・ピッチは基本的に異なる。さらに、基本的に、各記録面のデータ・トラック・ピッチの半径方向における変化率は各記録面間において異なる。

本形態のＨＤＤ１は、複数のバンドに分割された記録面を有している。図４（ａ）は、各記録面がＮ個のバンドに分割されている例を示している。各記録面のバンド数は同一である。各バンドは、物理的に連続する領域内の複数のデータ・トラックで構成されている。一つの記録面において、各データ・トラックは一つのバンドにのみ含まれており、異なるバンドが重なることはない。

複数のバンドに分割された複数記録面におけるシーケンシャルなアクセス時におけるヘッド・シーク方法について、図４（ｂ）の例を参照して説明する。ＨＤＤ１が、ＢＡＮＤｎにアクセスする例を説明する。ホスト５１からリード・コマンドあるいはライト・コマンドを取得すると、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３が他の構成要素を制御して、ホスト指定アドレスによって指定されているデータ・セクタにアクセスする。一つのコマンドは、アクセス先の開始アドレス（ＬＢＡ）とその後に続くアドレス長を特定する。従って、一コマンドの処理は、アドレスにおいてシーケンシャルなアクセスである。例えば、最初に、ＨＥＡＤ０がＢＡＮＤｎの特定のデータ・トラックにアクセスする。最初のデータ・トラックのアクセスを終了すると、ＨＥＡＤ０は、その内周側における隣接データ・トラックに移動する。ＨＥＡＤ０は、ＢＡＮＤｎ端のデータ・トラックに到着するまで、順次内周側の隣接データ・トラックに移動する。

ＨＥＡＤ０が内周側バンド端のデータ・トラックの終端に到着すると、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３はアクセス・ヘッドをＨＥＡＤ０からＨＥＡＤ１に切り換える。ＨＥＡＤ１のアクセス先は、ＨＥＡＤ０と同様にＢＡＮＤｎである。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ＢＡＮＤｎにおいて、ＨＥＡＤ１を外周側に順次移動する。具体的には、ヘッド・スイッチの後、ＨＥＡＤ１はＢＡＮＤｎの外周側バンド端のデータ・トラックにアクセスする。そのデータ・トラックの終端に到着すると、ＨＥＡＤ１は外周側の隣接データ・トラックに移動し、アクセスを行う。ＨＥＡＤ１は、各データ・トラック終端において、外周側隣接データ・トラックに移動する。ＨＥＡＤ１が外周側バンド端のデータ・トラックの終端に到着すると、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３はアクセス・ヘッドをＨＥＡＤ１からＨＥＡＤ２に切り換える。ＨＥＡＤ２は、ＨＥＡＤ０と同様に、ＢＡＮＤｎ内の各データ・トラックにアクセスする。

このように、連続するホスト指定アドレスのアクセスにおいて、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、一つのデータ・トラックのアクセスが終了すると、次のデータ・トラックとして同一バンド内の隣接データ・トラックを選択する。バンド端のデータ・トラックにおいて、ヘッド・スライダ１２がデータ・トラック終端に到着すると、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３はヘッド・スライダ１２を切り替える。切り換え先は、上記例のように隣接ヘッド・スライダ１２でなくともよい。このようなヘッド動作のため、各バンドにおいてホスト指定アドレスは連続しており、各バンドの端のホスト指定アドレスは対応する他の記録面のバンドの端のホスト指定アドレスに連続している。

ヘッド・スイッチの後、スイッチ先のヘッド・スライダ１２は、バンド端のデータ・トラックにアクセスする。従って、ヘッド・スイッチにおける処理時間の増加を防ぐためには、スイッチ前後のバンド端の半径位置が、互いに近くにあることが必要となる。図２（ｂ）、及び図３（ａ）、（ｂ）を参照して説明したように、本形態の記録面のデータ・トラック・ピッチの変化率は、互いに一致していない。そのため、各記録面に同一数のバンドを割り当て、さらに、各記録面においてバンド内のデータ・トラック数を一定とすると、記録面間におけるバンド端の半径位置に、大きなずれが発生する可能性がある。このずれは、ヘッド・スイッチにおける処理時間を増加させ、ＨＤＤ１のパフォーマンスを低下させる。

本形態のＨＤＤの製造工程においては、バンド端の半径方向の位置を基準として記録面上の各バンドのデータ・トラック数を決定する。これにより、各記録面のデータ・トラック・ピッチ変化率が異なる場合であっても、ヘッド・スイッチにおける処理時間の増加を低減することができる。ヘッド・スイッチを迅速に行うためには、その間でヘッド・スイッチを行うバンド端の半径位置ができるだけ近いことが好ましく、実質的に一致していることが好ましい。

バンド端の半径位置を合わせるように各バンドのデータ・トラック数を調整するため、一つの記録面上におけるバンドのデータ・トラック数は様々な値をとりうる。記録面内でバンドのデータ・トラック数を調整することで、各記録面が一つのバンド・データ・トラック数を有する場合よりも、バンド端でのヘッド・スイッチにおけるヘッド・スライダの付加的な移動距離（シーク距離）が小さくなる。また、付加的な移動距離の分散及び平均値も、同様に、各記録面が一つのバンド・データ・トラック数を有する場合よりも小さくなる。

上述のように、本形態において、サーボ・トラックの半径位置は、各記録面間において、互いに一致している。そこで、サーボ・トラック、あるいはＰＥＳを含むサーボ・アドレスをスケールとしてバンドのデータ・トラック数を決定することで、各バンド端の半径位置を合わせることができる。図５は、このようにサーボ・トラックを基準として各バンドのデータ・トラック数を設定した場合のフォーマットを模式的に示している。

ＨＤＤ１の製造においては、記録面の総バンド数を決定する。図５の例においては、バンド数はＮである。バンド数は、ＨＤＤ１のパフォーマンスの観点から、最適な値を選択する。次に、各バンドの幅（バンド端）を、サーボ・トラックを基準として決定する。このとき、サーボ・トラック番号に加えてＰＥＳを使用してもよい。この場合でも、サーボ・トラックを基準としている点は同様である。このように、各バンド端は、サーボ・トラックを使用して表すことがでる。また、リード及びライト処理におけるサーボ制御のため、各記録面において、各データ・トラックは、サーボ・トラックに対応付けされている。バンド端を表すサーボ・トラックに対応するデータ・トラックを特定することで、データ・トラックによってバンドを画定することができる。

続いて、各バンドのデータ・トラック数を決定する好ましい具体例を説明する。本例においては、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３がこのデータ・トラック・フォーマットを決定するが、製造工程において使用される制御回路が、同様の処理をしてもよい。図６のフローチャートに示すように、まず、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、各記録面の総データ・トラック数を特定する（Ｓ１１）。各ヘッド・スライダ１２の半径方向におけるリード幅及びライト幅の変動は製造工程において多項式で近似されている。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、この近似された多項式を参照して、各記録面の総データ・トラック数を特定することができる。

次に、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、基準となるヘッド・スライダ１２を選択して、ベンチマーク・テストやシミュレーションによるテストを行い、その結果から一記録面上のバンド数を決定する（Ｓ１２）。次に、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、基準として選択したヘッド・スライダ１２が対応する記録面をバンドに分割する（Ｓ１３）。このときの各バンドのデータ・トラック数は、均一であることが好ましい。具体的には、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、その記録面の総データ・トラック数を決定した総バンド数で除算する。あまりのデータ・トラック数については、一データ・トラックずつ各バンドに割り当てる。記憶容量増加の点から、最外周のバンドから、順序、余りのデータ・トラックを割り当てることが好ましい。

図７（ａ）は、ＨＥＡＤ０を基準ヘッド・スライダとして、対応記録面をバンド分割した例を示している。この例において、ＨＥＡＤ０が対応する記録面の総データ・トラック数は１２００００であり、総バンド数は１５３６である。各バンドのデータ・トラック数は、７９もしくは７８である。最外周のバンド０からバンド１９１までのバンドが７９のデータ・トラックを有している。

ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、基準記録面の各バンド端のデータ・トラックに対応するサーボ・トラックを特定する（Ｓ１４）。図７（ａ）において、各サーボ・トラックＳＴＲ＿ｋが、各バンド端を表している。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、バンド端のデータ・トラック番号から、対応するサーボ・トラック番号を特定する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ホスト５１からのコマンドに応じて、近似された多項式を用いてターゲット・データ・トラックのサーボ・データを算出する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３はこの機能を使用して、バンド端のデータ・トラック対応するサーボ・トラック番号を特定することができる。

ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、図７（ｂ）に示すように、基準記録面以外の他の記録面について、特定した各サーボ・トラックに対応したデータ・トラックを特定する（Ｓ１５）。記録面毎にサーボ・トラック・ピッチ及びその変化率が異なることから、他の記録面におけるバンドのデータ・トラック数は一定ではなく、通常処理において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ホスト５１が指定するデータ・トラックからサーボ・トラックを特定するが、その逆の処理は行わない。そこで、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、近似された多項式を使用して、データ・トラックを特定する。

ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、バンド端のサーボ・トラックから、近似式を使用してデータ・トラックを特定する。さらに、通常処理のように、その特定したデータ・トラックから対応するサーボ・トラック番号を算出する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、算出したサーボ・トラック番号が、基準となる上記サーボ・トラックと同一あるいは±１の範囲にあるか判定する。条件を満たす場合、そのデータ・トラックをバンド端と特定する。条件を満たさない場合は、比較したデータ・トラックの隣接データ・トラックを選択し、同様の処理を繰り返す。

図３（ｂ）の例において、ＨＥＡＤ０を基準としてバンドを定義する場合を考える。ＨＥＡＤ０のデータ・トラック０９がバンド端のデータ・トラックであるとすると、サーボ・トラック１４が、対応するサーボ・トラックである。対応するサーボ・トラックは、例えば、データ・トラックのトラック中心が含まれるサーボ・トラックである。ＨＥＡＤ１〜３のそれぞれにおいて、サーボ・トラック１４に対応するデータ・トラックは、データ・トラック１０、データ・トラック０８、データ・トラック０９である。

図８は、上記図３（ｂ）の例に対応した二つのバンドを示している。基準ヘッド・スライダＨＥＡＤ０の記録面において、データ・トラック００〜０９が一つのバンドを構成し、データ・トラック１０〜１９が内周側の隣接バンドを構成している。他のヘッド・スライダＨＥＡＤ１〜ＨＥＡＤ３に対応する記録面の二つのバンドも、同様に示されている。図８の例では、各記録面において、バンドのデータ・トラック数は同一であるが、各記録面の全体としては、データ・トラック・ピッチの変化に応じてバンドのデータ・トラック数は変化する。

以上のように、バンド・データ・トラック・フォーマットにおいて、バンド端を基準としてバンドのデータ・トラック数を調整することで、バンド端の半径位置を近づけることができ、ヘッド・スイッチにおける処理時間の増加を抑えることができる。バンド・データ・トラック・フォーマットとバンドのデータ・トラック数調整により、データ・トラック・ピッチが記録面毎に異なる場合にあっても、パフォーマンスをより向上することができる。

図６のフローチャートを参照して説明したように、基準となる記録面において各バンドを定義した後、そのバンドに合わせて他の記録面のバンド定義を行うことで、バンドのデータ・トラック数が極端に変化することを避けることができる。基準記録面で、各バンドのデータ・トラック数が均一となるようにすることで、さらにその効果を増すことができる。データ・トラック・ピッチの変化率は記録面毎に異なるが、その差異が極端に大きくなることはなく、一定の範囲に収まる。従って、特定の記録面を基準として他の記録面のバンドを定義することで、上記効果を奏することができる。

なお、特定の記録面を基準とするのではなく、他の基準によりサーボ・トラックをバンドに分割し、サーボ・トラックの各バンドに対応させて各記録面のデータ・トラック・バンドを定義することもできる。例えば、まず各バンドの端に対応するサーボ・トラック番号を決定し、決定されたサーボ・トラック番号を使用して、近似された多項式を用いて各記録面のバンドのデータ・トラック数を決定することができる。

次に、本形態のＨＤＤ１における欠陥登録について説明する。ＨＤＤ１は、製造工程において、磁気ディスク１１の各記録面のリード・ライト・テストを行い、欠陥を検出する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、検出した欠陥データ・セクタをエラー・データ・セクタとしてテーブルに登録し、そのテーブルを保存する。この欠陥テーブルは、磁気ディスク１１あるいは他の不揮発性メモリに保存される。ホスト５１からのコマンドに対応した処理において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、欠陥として登録されているデータ・セクタをスキップする。つまり、そのデータ・セクタには、データが記録されることがなく、ＬＢＡも割り当てられない。

本形態において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、データ・セクタ単位でエラーを登録する欠陥テーブルと、データ・トラック単位でエラーを登録するテーブルとを有する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、例えば、リード・ライト・テストにおいて、特定のデータ・トラックのエラー・データ・セクタが基準数を超える場合、そのデータ・トラックをエラー・データ・トラックとしてテーブルに登録する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、通常処理において、エラー・データ・トラック内の全データ・セクタをスキップする。データ・トラック単位でエラー登録することで、効率的な欠陥登録ができ、欠陥テーブルのオーバーフローを防ぐことができる。

本形態のＨＤＤ１において、上述のように、バンド端を基準としてデータ・トラック数を決定しており、バンドのデータ・トラック数は可変である。従って、データ・トラック単位で欠陥登録を行ってもバンド端がずれることはなく、パフォーマンスの低下を起こすことがない。バンド定義におけるデータ・トラック数は、欠陥登録されるデータ・トラックを含む。これは、バンド端の物理的半径位置を調整するためには、アクセスの有無に係らず、存在するデータ・トラックの幅を考慮することが必要となるからである。

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。ＨＤＤにおいては、全ての記録面の全てのデータ領域がバンド分割されていることが一般的であるが、一部の記録面のみ、あるいは記録面の一部の領域のみがバンド分割されている場合にも、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、各記録面のデータ・トラックとサーボ・トラックとの関係を模式的に示す図である。 本実施の形態において、バンド分割された記録面及びバンドに応じたヘッド・スライダの動きを模式的に示す図である。 本実施の形態において、サーボ・トラックを基準としてバンド分割された各記録面を模式的に示す図である。 本実施の形態において、バンドのデータ・トラック数を決定する処理の好ましい一例を示すフローチャートである。 本実施の形態において、バンドのデータ・トラック数を決定する処理の好ましい一例を模式的に示す図である。 本実施の形態において、図７の方法によりバンド定義された各記録面の一部を模式的に示す図である。 従来の技術において、バンドのデータ・トラック数が記録面内で一定である場合における、バンド分割された各記録面を模式的に示す図である。 従来の技術において、ヘッド・スライダ毎のデータ・トラック・ピッチの測定の一例である。

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

Claims (13)

1. ディスク・ドライブ装置内の複数の記録面において、ホスト指定アドレスに対応するデータ・トラック・フォーマットを決定する方法であって、
   前記複数記録面ごとに各データ・トラックのデータ・トラック・ピッチを決定し、
   前記複数記録面において、複数データ・トラックから構成された各バンドの端の半径方向の位置を基準としてバンドごとに含まれるデータ・トラック数を決定し、
   各前記バンドにおいてホスト指定アドレスは連続し、各前記バンドの端のホスト指定アドレスは対応する他の記録面のバンドの端のホスト指定アドレスに連続するようにデータ・トラック・フォーマットを決定する、
   方法。
2. バンドごとに含まれるデータ・トラック数を決定する際、
   前記複数記録面の内の一つの記録面のバンドのデータ・トラック数を決定した後、
   そのバンドの端に従って他の記録面のバンドのデータ・トラック数を決定する、
   請求項１に記載の方法。
3. バンドごとに含まれるデータ・トラック数を決定する際、
   前記一つの記録面のバンドのデータ・トラック数を決定し、
   前記一つの記録面の各バンドの端に対応するサーボ・トラックを特定した後、
   前記他の記録面のバンドのデータ・トラック数を前記特定したサーボ・トラックを使用して決定する、
   請求項２に記載の方法。
4. 前記複数記録面の各サーボ・トラックの半径方向の位置は実質的に一致している、
   請求項３に記載の方法。
5. 前記複数記録面間において、最内周側又は最外周側のバンドからのバンド数が同一である各バンドの端に対応するサーボ・トラック番号の相違が基準数内にあるように、前記各バンドに含まれるデータ・トラック数を決定する、
   請求項１に記載の方法。
6. 前記複数記録面の内の一つの記録面において、各バンドに含まれるデータ・トラック数の差異が１以内となるように各バンドのデータ・トラック数を決定し、
   前記一つの記録面の各バンドの端に従って、他の記録面のバンドのデータ・トラック数を決定する、
   請求項１に記載の方法。
7. バンドごとに含まれるデータ・トラック数を決定する際、
   前記各バンドの端に対応するサーボ・トラック番号を決定し、
   前記サーボ・トラック番号を使用して、各記録面のバンドのデータ・トラック数を決定する、
   請求項１に記載の方法。
8. 基準を越えるエラーを有するデータ・トラックを、データ・アクセスにおいてスキップされる不使用データ・トラックとして登録する、
   請求項１に記載の方法。
9. データ・トラック・ピッチの半径方向における変化率が互いに異なる複数の記録面と、
   前記複数の記録面に対応する複数のヘッドと、
   前記複数のヘッドを支持し、前記複数のヘッドを同時に移動する移動機構と、
   前記移動機構及び前記複数のヘッドを制御するコントローラと、を有し、
   前記複数の記録面の各記録面は複数のトラックで構成される複数のバンドを有し、全てもしくは一部の記録面の各バンドに含まれるトラック数が一定でなく、
   前記コントローラは、ホストから連続アドレスのコマンドを受信した場合、各バンド内で連続アクセスを行い、さらに各バンドの端でヘッド・スイッチを行うように制御する、
   ディスク・ドライブ装置。
10. 前記複数記録面の各サーボ・トラックの半径位置は実質的に一致している、
    請求項９に記載のディスク・ドライブ装置。
11. 前記複数の記録面間において、各バンド端におけるヘッド・スイッチにおいて移動するサーボ・トラック数は１以内である、
    請求項１０に記載のディスク・ドライブ装置。
12. 前記複数の記録面の内の一つの記録面において、各バンドに含まれるデータ・トラック数の差異が１以内となっている、
    請求項９に記載のディスク・ドライブ装置。
13. 前記コントローラは、不使用データ・トラックが登録されているテーブルを参照し、そこに登録されているデータ・トラックをデータ・アクセスにおいてスキップする、
    請求項９に記載のディスク・ドライブ装置。

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