JP6759170B2

JP6759170B2 - ハードディスク装置および制御方法

Info

Publication number: JP6759170B2
Application number: JP2017178357A
Authority: JP
Inventors: 一仁柏木
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Electronic Devices and Storage Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Electronic Devices and Storage Corp
Priority date: 2017-09-15
Filing date: 2017-09-15
Publication date: 2020-09-23
Anticipated expiration: 2037-09-15
Also published as: CN109509487B; CN109509487A; US10121505B1; JP2019053807A

Description

本発明の実施形態は、ハードディスク装置および制御方法に関する。

従来、ハードディスク装置において、複数の媒体面で同時に記録・読出しを行う技術開発が進められている。この技術は、記録および再生のためのチャンネル数を増加させることができるため、記録再生転送レートの伸長を図るのに有用である。

しかしながら、ハードディスク装置に媒体と記録ヘッドとを組み付け、各媒体面にアクセスする各記録ヘッドのずれを調節した後に、衝撃や熱変形などの後発的な要因により媒体面間で相対的な記録ヘッドの誤差（「面間相対軌道誤差」と呼ぶ）が生じてしまう。このような後発的な要因で生じた面間相対軌道誤差を、記録ヘッドの位置を個別に調節するなど機械的に対策を行おうとすると、部品点数が増加し、メカの設計が複雑になる。

米国特許第６６４６８２５号明細書

一つの実施形態は、各記録ヘッドの媒体面間に生じた面間相対軌道誤差をメカ部品に頼らずに吸収することが可能なハードディスク装置および制御方法を提供することを目的とする。

一つの実施形態によれば、ハードディスク装置は、複数の媒体面上を各媒体面に対応する記録ヘッドで同時に走査する走査機構を有し、更に、複数の媒体面のバンド情報を記憶するテーブルと、算出手段と、決定手段と、制御手段とを有する。算出手段は、複数の媒体面における各記録ヘッドの面間相対軌道誤差を算出する。決定手段は、各記録ヘッドが走査機構の走査により同時に通過する各媒体面のバンドでのデータアクセス順序を、バンド情報と面間相対軌道誤差とに基づき決定する。制御手段は、各媒体面のバンドでのデータアクセスを決定手段が決定したデータアクセス順序で行うよう制御する。さらに、決定手段は、各媒体面について、一つの記録ヘッドが先発してデータアクセスする範囲、二つの記録ヘッドが同時にデータアクセスする範囲、一つの記録ヘッドが後発してデータアクセスする範囲を含むデータアクセス順序を決定する。

図１は、実施形態にかかるハードディスク装置の構成の一例を示す図である。図２は、実施形態にかかる磁気ディスクの構成についての説明図である。図３は、実施形態にかかるハードディスク装置の制御ブロックの構成の一例を示す図である。図４は、実施形態にかかるハードディスク装置のＣＰＵの機能ブロックの構成の一例を示す図である。図５は、実施形態にかかる面間相対軌道誤差の算出方法の一例を示す図である。図６は、実施形態にかかる順序データの説明図である。図７は、実施形態にかかる磁気ディスクの表面と裏面とのバンドの対応関係の一例（ケース１）を示す図である。図８は、実施形態にかかる磁気ディスクの表面と裏面とのバンドの対応関係のその他の一例（ケース２）を示す図である。図９は、実施形態にかかる磁気ディスクの表面と裏面とのバンドの対応関係のその他の一例（ケース３）を示す図である。図１０は、実施形態にかかる磁気ディスクの表面と裏面とのバンドの対応関係のその他の一例（ケース４）を示す図である。図１１は、実施形態にかかるハードディスク装置におけるＣＰＵの制御フローの一例を示す図である。

以下に添付図面を参照して、実施形態にかかるハードディスク装置および制御方法を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。

（実施形態）
本実施形態にかかるハードディスク装置は、複数の媒体面上を各媒体面に対応する記録ヘッドで同時に走査する走査機構を有する。複数の媒体面は、１つまたは複数の記録ディスク上に記録面として設けている。例えば１つの記録ディスクを備える構成であれば、記録ディスクの表面と裏面とを記録面にする。本実施形態では、更に、複数の媒体面のバンド情報を記憶するテーブルと、算出手段と、決定手段と、制御手段とを有する。

算出手段は、複数の媒体面における各記録ヘッドの面間相対軌道誤差を算出する。ここで「面間相対軌道誤差」は、複数の媒体面の各記録ヘッドの相対的な位置ずれにより生じる誤差である。この誤差は、衝撃や熱変形などが要因で生じる。この誤差は、僅かなものから大きなものまで様々であり、誤差が大きなものは、１μｍオーダとなる。なお、詳しくは後述するが、本実施形態では、面間相対軌道誤差が発生しているものを含めた制御について説明する。

決定手段は、各記録ヘッドが走査機構の走査により同時に通過する各媒体面のバンドでのデータアクセス順序を、バンド情報と面間相対軌道誤差とに基づき決定する。例えば、各媒体面のバンドでのデータアクセス順序としてデータの記録順序を決定する。

制御手段は、各媒体面のバンドでのデータアクセスを決定手段が決定したデータアクセス順序で行うよう制御する。

以下に、本実施形態のハードディスク装置および制御方法について、磁気ディスクに磁気ヘッドにより瓦記録方式で記録するハードディスク装置への適用例を示す。「磁気ディスク」は「記録ディスク」に相当し、「磁気ヘッド」は「記録ヘッド」に相当する。

図１は、実施形態にかかるハードディスク装置の構成の一例を示す図である。図１には、ハードディスク装置の上部カバーを外した場合の筐体内部の構成を示している。図１に示すように、ハードディスク装置１は磁気ディスク１０１や、磁気ディスク１０１の表（おもて）面と裏面のデータの読み取りおよび書込みを行う一組の磁気ヘッド１０２などを備えている。ここで、磁気ディスク１０１の「表面」と「裏面」は、「媒体面」の一例である。なお、本実施形態では、磁気ディスクの枚数を１枚として説明するが、磁気ディスクの枚数は、２枚以上であってもよい。その場合、「媒体面」は、複数の磁気ディスクに跨っていてもよい。

磁気ディスク１０１は、ＳＰＭ（スピンドルモータ）１０３の回転軸１０４に装着されており、当該回転軸１０４の駆動により回転する。

一組の磁気ヘッド１０２は一対のアーム１０５のそれぞれの先端部に取り付けられている。一対のアーム１０５は、ＶＣＭ（ＶｏｉｃｅＣｏｉｌＭｏｔｏｒ）１０６により共に駆動され、軸１０７を中心に正負の両方向に決められた範囲内で一体的に回転する。つまり、一対のアーム１０５とＶＣＭ１０６とは、「走査機構」に対応し、１つのアクチュエータとして備えられている。この１つのアクチュエータの動作により、一組の磁気ヘッド１０２が破線Ｒに沿って共に移動（走査）し、それぞれが、この移動過程において磁気ディスク１０１の表面と裏面の対応するトラックに順次位置決めされる。

一組の磁気ヘッド１０２は、それぞれがリード素子およびライト素子を有し、リード素子により磁気ディスク１０１上の走査対象の面のデータを読み取り、ライト素子により、それと同じ面にデータを書き込む。

この他、ハードディスク装置１は、一組の磁気ヘッド１０２を磁気ディスク１０１上から退避してパーキングするランプロード機構１０８などを備える。

図１の紙面の奥行側に位置するハードディスク装置１の底部には、ハードディスク装置１の各部を制御する制御システム（図３参照）が設けられている。制御システムは、ハードディスク装置１の筐体１００に外部接続のために設けられている接続ピン等のインターフェイスを介してホスト４０（図３参照）と通信し、ホスト４０からのコマンドなどに応じてハードディスク装置１の各部を制御する。

図２は、磁気ディスク１０１の構成についての説明図である。磁気ディスク１０１は、プラッタの両面に磁性体を有し、両面において、出荷前にサーボライタなどによりサーボ情報が書き込まれたものである。図２（ａ）には、サーボ情報が書き込まれたサーボゾーンの配置の一例として磁気ディスク１０１の一面の放射状に配置されたサーボゾーン１０１ａを示している。表面も裏面も同様の配置とする。磁気ディスク１０１の半径方向に複数のバンド２００が配置される。図２（ａ）には、一例として４つのバンド２００を示しているが、バンド２００の数は適宜決めてよい。バンド２００は、多数のトラックを含み、各トラックの周回上のセクタに対し、瓦記録方式によりデータが連続的に記録される。図２（ｂ）には、バンド２００の記録方式を示している。図２（ｂ）に示すように、本実施形態では、各トラックＴｒ（Ｎ）、ただしＮ＝１、２、・・・、において隣接トラックのデータを上書きしながら記録する。なお、以下では、主にバンド２００（表面をバンド２０１とし、裏面をバンド２０２としたもの）を用いてデータのアクセス順序について説明するが、バンド２００への記録は上述した瓦記録方式により行われているものとする。

図３は、ハードディスク装置１の制御ブロックの構成の一例を示す図である。なお、図３において、図１に示す制御対象と同一のものについては同一の符号を付している。図３に示すように、ハードディスク装置１は、モータドライバ２１、ヘッドアンプ２２、ＲＷＣ（Ｒｅａｄ／ＷｒｉｔｅＣｈａｎｎｅｌ）２３と、ＨＤＣ（ＨａｒｄＤｉｓｋＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２４、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）２５、揮発性メモリ２６、及び不揮発性メモリ２７を有する。

モータドライバ２１は、ＳＰＭ１０３を駆動し、磁気ディスク１０１を所定の回転速度で回転させる。また、モータドライバ２１は、ＣＰＵ２５からの制御値に応じてＶＣＭ１０６を制御する。このＶＣＭ１の制御により、一対のアーム１０５−１、１０５−２が共に回転し、表面用の磁気ヘッド１０２−１が磁気ディスク１０１の表面のトラックに位置決めされ、裏面用の磁気ヘッド１０２−２が裏面のトラックに位置決めされる。

ヘッドアンプ２２及びＲＷＣ２３は、それぞれ、表面用の磁気ヘッド１０２−１に対して接続する第１系列と裏面用の磁気ヘッド１０２−２に対して接続する第２系列との、２系列を１つにまとめて表したものである。ヘッドアンプ２２は、系列ごとに、ＲＷＣ２３から入力されるライトデータに応じたライト信号（電流）を、各系列に対応する表面用の磁気ヘッド１０２−１および裏面用の磁気ヘッド１０２−２に流す。また、ヘッドアンプ２２は、表面用の磁気ヘッド１０２−１および裏面用の磁気ヘッド１０２−２から出力された各リード信号を各系列で増幅し、ＲＷＣ２３の、対応する系列に供給する。

ＲＷＣ２３は、２系列の信号処理回路である。ＲＷＣ２３は、系列ごとに、ＨＤＣ２４から入力されたライトデータを符号化（コード変調）してヘッドアンプ２２に出力する。また、ＲＷＣ２３は、系列ごとに、ヘッドアンプ２２から伝送された各リード信号からリードデータを復号化（コード復調）してＨＤＣ２４に出力する。

ＨＤＣ２４は、Ｉ／Ｆバスを介してホスト４０との間で行われるデータの送受信の制御などを行う。ＨＤＣ２４は、図示しないホストインターフェイス（ホストＩ／Ｆ）回路を含む。

ＣＰＵ２５は、不揮発性メモリ２７に記憶されたファームウェアＰやバンド対応管理テーブルＴに従って、ハードディスク装置１の全体的な制御を行う。例えば、ＣＰＵ２５は、一組の磁気ヘッド１０２を位置決めするサーボ制御処理やリードおよびライトの制御処理など、各種の制御処理を実行する。リードおよびライトの制御処理では、ＣＰＵ２５は、後述するデーアクセス順序（記録順序など）に従い、ヘッドアンプ２２や、ＲＷＣ２３などを制御する。これにより、表面用の磁気ヘッド１０２−１および裏面用の磁気ヘッド１０２−２の内の、一方あるいは両方同時に、リードデータの読み取りまたはライトデータの書き込みを行わせる。

なお、ＲＷＣ２３、ＨＤＣ２４、及びＣＰＵ２５を含むハードウェア構成は、コントローラ２０として１チップの集積回路（システムオンチップ）により実現可能である。

モータドライバ２１、ヘッドアンプ２２、揮発性メモリ２６、不揮発性メモリ２７は、コントローラ２０のＣＰＵ２５に接続されている。

不揮発性メモリ２７は、ＣＰＵ２５により書き換え可能に構成されており、ファームウェアＰやバンド対応管理テーブルＴなどを記憶する。

揮発性メモリ２６は、ＤＲＡＭ（ＤｙｎａｍｉｃＲＡＭ）またはＳＲＡＭ（ＳｔａｔｉｃＲＡＭ）などによって構成される。揮発性メモリ２６は、コマンドキュー、バッファ、及びワーキングエリアを含む。

コマンドキューは、ＨＤＣ２４で受信された複数のコマンドを受信された順にキューイングする。複数のコマンドのそれぞれは、磁気ディスク１０１にアクセスするための論理アドレスを含む。

バッファは、ライトバッファ及びリードバッファを有する。ライトバッファは、磁気ディスク１０１へのライトデータの書き込みを指示するコマンド（例えば、ライトコマンド）によって磁気ディスク１０１へと書き込まれるデータを一時的に格納する。リードバッファは、磁気ディスク１０１からのリードデータの読み出しを指示するコマンド（例えば、リードコマンド）によって磁気ディスク１０１から読み出されるデータを一時的に格納する。

続いて、ハードディスク装置１における複数の媒体面へのアクセス制御について説明する。表面用の磁気ヘッド１０２−１と裏面用の磁気ヘッド１０２−２とは、ハードディスク装置１の出荷後などの後発的な要因により、磁気ディスク１０１の破線Ｒ（図１参照）に沿った移動方向において相対的な位置ずれを起こすことがある。この位置ずれは、例えば、衝撃による片方のアーム１０５の回転軸方向への機械的なずれや、アクチュエータを構成する部品の熱変形などにより生じるもので「面間相対軌道誤差」とも呼ぶ。ここで「面間相対軌道誤差」は、ある媒体面と別の媒体面における破線Ｒの軌道上の各磁気ヘッドの誤差を指す。

図４は、ハードディスク装置１のＣＰＵ２５の機能ブロックの構成の一例を示す図である。ＣＰＵ２５は、ファームウェアＰ（図３参照）を揮発性メモリ２６に読出して実行することにより、図４に示すように、制御部３０１と、算出部３０２と、決定部３０３と、設定部３０４とを実現する。ここで、制御部３０１と設定部３０４とが「制御手段」に対応する。算出部３０２が「算出手段」に対応する。決定部３０３が「決定手段」に対応する。

制御部３０１は、サーボ制御やデータアクセス制御などを行う。具体的に、制御部３０１は、モータドライバ２１を介してＶＣＭ１０６を制御し、表面用の磁気ヘッド１０２−１と裏面用の磁気ヘッド１０２−２とを任意のトラックに位置決めさせる。また、制御部３０１は、後述する順序データに基づき、磁気ディスク１０１の表面と裏面に対する記録（書き込み）および読み取りのデータアクセスを制御する。

算出部３０２は、表面用の磁気ヘッド１０２−１と裏面用の磁気ヘッド１０２−２から再生されたサーボ情報に基づき表面用の磁気ヘッド１０２−１と裏面用の磁気ヘッド１０２−２との面間相対軌道誤差を算出する。

決定部３０３は、バンド対応管理テーブルＴ（図３参照）を読み取り、後述する順序データを決定する。バンド対応管理テーブルＴには、磁気ディスク１０１の表面と裏面のそれぞれのバンド２００の後述する先頭半径やバンド幅などのバンド情報が設定されている。

設定部３０４は、制御部３０１により順序データに基づいてデータが各バンド２００へ記録されたことを条件に、当該順序データをバンド対応管理テーブルＴに設定する。制御部３０１はバンド対応管理テーブルＴから当該順序データを読み取り、各バンド２００からデータを当該順序データの順に再生する。

続いて、算出部３０２による面間相対軌道誤差の算出方法について説明する。面間相対軌道誤差は、例えば表面用の磁気ヘッド１０２−１と裏面用の磁気ヘッド１０２−２とから再生されるそれぞれのサーボ情報に基づいて算出することができる。

図５は、面間相対軌道誤差の算出方法の一例を示す図である。算出部３０２は、磁気ディスク１０１上の表面用の磁気ヘッド１０２−１がある位置のサーボ情報と裏面用の磁気ヘッド１０２−２がある位置のサーボ情報とから、それぞれの位置を読み取り、図５に示す破線Ｒ上の面間相対軌道誤差ΔＲを算出する。面間相対軌道誤差ΔＲは、磁気ディスク１０１の半径に対して十分に小さい場合、直線近似してもよい。

例えば表面用の磁気ヘッド１０２−１がある位置のグレイコードと裏面用の磁気ヘッド１０２−２がある位置のグレイコードとから、それぞれのトラック番号を読み取り、トラックのピッチ間隔などから面間相対軌道誤差ΔＲを算出する。なお、面間相対軌道誤差ΔＲは、以下の説明において表面用の磁気ヘッド１０２−１が裏面用の磁気ヘッド１０２−２よりも先行する場合に、ΔＲ＞０の関係を満たすものとする。

続いて、決定部３０３が決定する順序データについて説明する。
図６は、順序データの説明図である。図６には、磁気ディスク１０１の表面１０１−１（図７参照）と裏面１０１−２（図７参照）のそれぞれのバンド２０１（図７参照）とバンド２０２（図７参照）に対して決定すべきアクセス順序を示すパラメータを示している。アクセス順序は、一面に先発してアクセスする「先発」と、複数面に同時にアクセスする「同時」と、一面に後発してアクセスする「後発」とに区分している。図６において「Ａ」が「先発」を表し、「Ｂ」が「同時」を表し、「Ｃ」が後発を表す。また、表面を「１」、裏面を「２」に区分している。従って、図６において、例えばパラメータＡ１は「表面／先発」を表し、パラメータＢ１は「表面／同時」を表し、パラメータＣ１は表面／後発を表し、パラメータＡ２は裏面／先発を表す。このように、同時にアクセスする媒体面が２枚の場合、組み合わせが６通りとなる。

各パラメータＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２には、決定部３０３が後述する計算により求めるバンド範囲を設定する。

続いて、順序データ（図６参照）のパラメータＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２に設定するバンド範囲の算出方法について説明する。本実施形態では、磁気ディスク１０１の表面と裏面とのバンドの対応関係としてケース１〜ケース４までを挙げてケースごとに説明する。

図７は、磁気ディスク１０１の表面と裏面とのバンド２００の対応関係の一例（ケース１）を示す図である。図７には、磁気ディスク１０１の表面１０１−１のバンド２０１と裏面１０１−２のバンド２０２とが共に、先頭半径が等しくかつバンド幅が等しいときのものを示している。ここで「先頭半径」とは、バンド内の複数のトラックの内の最外周のトラック半径のことを指す。また、「バンド幅」は、バンド内の最外周トラック（先頭トラック）から最内周トラック（最終トラック）までの半径方向の幅を指す。

図７には、また、磁気ディスク１０１の表面１０１−１および裏面１０１−２において面間相対軌道誤差ΔＲが発生している場合の表面用の磁気ヘッド１０２−１と裏面用の磁気ヘッド１０２−２との位置関係を含めている。図７において、矢印Ｙ１が示す方向が、破線Ｒ（図１参照）上の磁気ディスク１０１の回転中心部側から外周部側へ向けての方向を表す。また、矢印Ｙ２が示す方向が、表面用の磁気ヘッド１０２−１および裏面用の磁気ヘッド１０２−２がそれぞれ磁気ディスク１０１の表面１０１−１および裏面１０１−２にデータを瓦記録方式により書き込む際の移動方向を表す。

ここでは一例として、表面用の磁気ヘッド１０２−１が裏面用の磁気ヘッド１０２−２よりもデータを書き込む際の移動方向に面間相対軌道誤差ΔＲだけ先行しているものを示している。つまり、矢印Ｙ２が示す方向に磁気ヘッド１０２−２が面間相対軌道誤差ΔＲを保ちながら磁気ヘッド１０２−１に追随して移動する。この場合にΔＲ＞０となる。なお、これとは反対に、裏面用の磁気ヘッド１０２−２が表面用の磁気ヘッド１０２−１よりもデータを書き込む際の移動方向に面間相対軌道誤差ΔＲだけ先行する場合もあり得る。この場合にΔＲ＜０となる。

ケース１では、磁気ヘッド１０２−１が磁気ヘッド１０２−２よりも先発してバンド２０１内に入り、磁気ヘッド１０２−１がバンド２０１内の面間相対軌道誤差ΔＲの距離に到達するタイミングで磁気ヘッド１０２−２がバンド２０２内に入る。それから、磁気ヘッド１０２−１と磁気ヘッド１０２−２とがそれぞれバンド２０１とバンド２０２とを同時に通過し、磁気ヘッド１０２−１がバンド２０１を抜けてから面間相対軌道誤差ΔＲの距離の移動後に磁気ヘッド１０２−２がバンド２０２を抜ける。

そこで、図７において、表面１０１−１のバンド２０１と裏面１０１−２のバンド２０２のそれぞれのバンド幅をｒとする。すると、図７から、表面用の磁気ヘッド１０２−１が裏面用の磁気ヘッド１０２−２よりも先発してバンド２０１内を進むことができる距離はΔＲであり、表面用の磁気ヘッド１０２−１と裏面用の磁気ヘッド１０２−２とが表面１０１−１と裏面１０１−２とを同時にアクセスすることができる距離はｒ−ΔＲとなる。また、磁気ヘッド１０２−１がバンド２０１を抜けてから磁気ヘッド１０２−２がバンド２０２を抜けるまでの距離はΔＲとなる。

従って、ケース１の場合、パラメータＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２のバンド範囲は、それぞれ、ΔＲ、ｒ−ΔＲ、なし、なし、ｒ−ΔＲ、ΔＲが対応する。つまり、パラメータＡ１はバンド２０１の先頭からΔＲまでの範囲にあるトラックが対応し、パラメータＢ１はパラメータＡ１の範囲の終わりからｒ−ΔＲまでの範囲にあるトラックが対応し、パラメータＣ１は対応するトラックがなく、パラメータＡ２も対応するトラックがなく、パラメータＢ２はバンド２０２の先頭からｒ−ΔＲまでの範囲にあるトラックが対応し、パラメータＣ２はパラメータＢ２の範囲の終わりからΔＲまでの範囲にあるトラックが対応する。

ＣＰＵ２５は、この設定に従い、バンド２０１のバンド範囲「Ａ１」を表面用の磁気ヘッド１０２−１により単独で記録させ、続いて、同時に、バンド２０１のバンド範囲「Ｂ１」を表面用の磁気ヘッド１０２−１により、バンド２０２のバンド範囲「Ｂ２」を裏面用の磁気ヘッド１０２−２により記録させ、そして、バンド２０２の残りのバンド範囲「Ｃ２」を裏面用の磁気ヘッド１０２−２により単独で記録させるように制御する。

なお、本実施形態では、表面１０１−１と裏面１０１−２とに、説明のために一組のバンドを示している。各バンドは、各磁気ヘッドが走査機構の走査により同時に通過するバンドである。これ以外にも、矢印Ｙ２の方向に、多数のバンドを含んでいてもよい。

図８は、磁気ディスク１０１の表面１０１−１と裏面１０１−２とのバンドの対応関係のその他の一例（ケース２）を示す図である。図８には、磁気ディスク１０１の表面１０１−１のバンド２０１と裏面１０１−２のバンド２０２のそれぞれの先頭半径がオフセットを有し、かつバンド幅が等しいときのものを示している。

図８において、先頭半径のオフセットをΔｒとする。なお、本例においてΔｒは、磁気ディスク１０１において瓦記録方向と逆方向を正とする。すると、ケース２の場合、パラメータＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２は、それぞれ、ΔＲ＋Δｒ、ｒ−（ΔＲ＋Δｒ）、なし、なし、ｒ−（ΔＲ＋Δｒ）、ΔＲ＋Δｒが対応する。

図９は、磁気ディスク１０１の表面１０１−１と裏面１０１−２とのバンドの対応関係のその他の一例（ケース３）を示す図である。図９には、磁気ディスク１０１の表面１０１−１のバンド２０１と裏面１０１−２のバンド２０２のそれぞれの先頭半径がオフセットを有し、かつバンド幅が異なるときのものを示している。

図９において、先頭半径のオフセットをΔｒとし、バンド２０１とバンド２０２のそれぞれのバンド幅をｒ１、ｒ２とする。すると、ケース３の場合、パラメータＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２は、それぞれ、ΔＲ＋Δｒ、ｒ１−（ΔＲ＋Δｒ）、なし、なし、ｒ１−（ΔＲ＋Δｒ）、ｒ２−｛ｒ１−（ΔＲ＋Δｒ）｝が対応する。

図１０は、磁気ディスク１０１の表面１０１−１と裏面１０１−２とのバンドの対応関係のその他の一例（ケース４）を示す図である。図１０には、図９の別の例を示している。ケース４は、バンド２０１のバンド幅が更にある場合で、表面用の磁気ヘッド１０２−１により後発の記録も行うケースである。

ケース４の場合、パラメータＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２は、それぞれ、ΔＲ＋Δｒ、ｒ２、ｒ１−（ΔＲ＋Δｒ）−ｒ２、なし、ｒ２、なし、が対応する。

ＣＰＵ２５は、この設定に従い、バンド２０１のバンド範囲「Ａ１」を表面用の磁気ヘッド１０２−１により単独で記録させ、続いて、同時に、バンド２０１のバンド範囲「Ｂ１」を表面用の磁気ヘッド１０２−１により、バンド２０２のバンド範囲「Ｂ２」を裏面用の磁気ヘッド１０２−２により記録させ、そして、バンド２０１の残りのバンド範囲「Ｃ１」を表面用の磁気ヘッド１０２−１により単独で記録させるように制御する。

ここでは、一例としてケース１〜ケース４を挙げたが、その他のケースを適宜含めてよい。ＣＰＵ２５は、パラメータＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２のバンド範囲を上記のように求めて、その結果に基づいて磁気ディスク１０１の表面１０１−１と裏面１０１−２のそれぞれのバンドへ記録制御を行う。読み取り時には、ＣＰＵ２５は、記録時に設定したパラメータ値に基づいて、磁気ディスク１０１の表面１０１−１と裏面１０１−２のそれぞれのバンドからデータを読み取る制御を行う。

続いて、ハードディスク装置１における磁気ディスク１０１の表面１０１−１と裏面１０１−２のそれぞれのバンドへのアクセス制御動作について説明する。

図１１は、ハードディスク装置１におけるＣＰＵ２５の制御フローの一例を示す図である。図１１に示すように、ＣＰＵ２５は、先ず、バンド対応管理テーブルＴ（図３参照）を参照し、記録対象アドレスに対応する、同時記録対象のバンド２０１、バンド２０２を決定する（Ｓ１）。

続いて、ＣＰＵ２５は、バンド対応管理テーブルＴのバンド情報から、バンド２０１のバンド幅ｒ１、バンド２０２のバンド幅ｒ２、および、バンド２０１とバンド２０２のそれぞれの先頭半径のオフセットΔｒを算出する（Ｓ２）。

続いて、ＣＰＵ２５は、バンド２０１が属する媒体面に対応する磁気ヘッド、つまり本実施形態では磁気ディスク１０１の表面１０１−１に対応する磁気ヘッド（表面用の磁気ヘッド１０２−１）と、バンド２０２が属する媒体面に対応する磁気ヘッド、つまり本実施形態では磁気ディスク１０１の裏面１０１−２に対応する磁気ヘッド（裏面用の磁気ヘッド１０２−２）との、面間相対軌道誤差ΔＲを算出する（Ｓ３）。

ここで、ΔＲ＞０のとき、表面用の磁気ヘッド１０２−１が裏面用の磁気ヘッド１０２−２よりも瓦記録の方向に面間相対軌道誤差ΔＲだけ先行する。ΔＲ＜０のときは、裏面用の磁気ヘッド１０２−２が表面用の磁気ヘッド１０２−１よりも瓦記録の方向に面間相対軌道誤差ΔＲだけ先行する。また、Δｒ＞０のとき、バンド２０１はバンド２０２と比較して先頭が瓦記録方向よりにずれており、Δｒ＜０のとき、バンド２０２がバンド２０１と比較して先頭が瓦記録方向よりにずれている。

つまり、面間相対軌道誤差ΔＲとオフセットΔｒの和（ΔＲ＋Δｒ）の正負で、どちらのバンドを先発して記録するか、すなわち先発記録領域として設定するべきかを判断することができるため、次のように判定処理を行う。

先ず、ＣＰＵ２５は、ΔＲ＋Δｒが正かどうかを判断する（Ｓ４）。ΔＲ＋Δｒが正の場合（Ｓ４：Ｙｅｓ判定）、ＣＰＵ２５は、バンド２０１の先発記録領域「Ａ１」を有効にし、バンド２０２の先発記録領域「Ａ２」を無効にする（Ｓ４−１）。「有効」では、対応するパラメータのバンド範囲を計算し、計算結果を設定する。「無効」では、対応するパラメータのバンド範囲を「０」とする。「有効」と「無効」の処理は、以下においても同様とする。

ΔＲ＋Δｒが負の場合（Ｓ４：Ｎｏ判定）、バンド２０１の先発記録領域「Ａ１」を無効にし、バンド２０２の先発記録領域「Ａ２」を有効にする（Ｓ５−１）。なお、図示を省略しているが、ΔＲ＋Δｒ＝０の場合（Ｓ４：Ｎｏ判定）には、バンド２０１の先発記録領域「Ａ１」とバンド２０２の先発記録領域「Ａ２」とを共に無効にし、ステップＳ５−１に続く後述の処理を行う。

以下、バンド２０１が先行記録される場合（Ｓ４−１に続く処理）について説明する。先ず、ＣＰＵ２５は、バンド２０１の後発記録領域「Ｃ１」が有効かバンド２０２の後発記録領域「Ｃ２」が有効かを判断する（Ｓ４−２）。

具体的に、バンド２０１の先発記録領域「Ａ１」を除いた幅、すなわちｒ１−（ΔＲ＋Δｒ）が、バンド２０２の幅ｒ２を超えるとき、バンド２０１とバンド２０２の同時記録が終了した時点で、バンド２０１の後部に記録されるべき領域が残存する。したがって、ＣＰＵ２５は、ｒ１−（ΔＲ＋Δｒ）＞ｒ２の判定により、バンド２０１の後発記録領域「Ｃ１」が有効かバンド２０２の後発記録領域「Ｃ２」が有効かを判断する。

ｒ１−（ΔＲ＋Δｒ）＜ｒ２の場合（Ｓ４−２：Ｎｏ判定）、ＣＰＵ２５は、バンド２０１の同時記録領域「Ｂ１」とバンド２０２の同時記録領域「Ｂ２」とを有効にし（Ｓ１１）、更にバンド２０１の後発記録領域「Ｃ１」を無効にし、バンド２０２の後発記録領域「Ｃ２」を有効にする（Ｓ１２）。なお、図示を省略しているが、ｒ１−（ΔＲ＋Δｒ）＝ｒ２の場合（Ｓ４−２：Ｎｏ判定）には、バンド２０１の後発記録領域「Ｃ１」とバンド２０２の後発記録領域「Ｃ２」とを共に無効にし、ステップＳ１２に続く処理を行う。

続いて、ＣＰＵ２５は、決定した順序データの順に記録を実施する。つまり、ｒ１−（ΔＲ＋Δｒ）＜ｒ２の場合（Ｓ４−２：Ｎｏ判定）、先発記録領域「Ａ１」に先発して記録を実施し（Ｓ１３）、続いて同時記録領域「Ｂ１」と「Ｂ２」に同時記録を実施し（Ｓ１４）、そして、後発記録領域「Ｃ２」に後発して記録を実施する（Ｓ１５）。ｒ１−（ΔＲ＋Δｒ）＝ｒ２の場合（Ｓ４−２：Ｎｏ判定）、先発記録領域「Ａ１」に先発して記録を実施し（Ｓ１３）、続いて同時記録領域「Ｂ１」と「Ｂ２」に同時記録を実施し（Ｓ１４）、ステップＳ１５の処理はとばす。

これに対し、ｒ１−（ΔＲ＋Δｒ）＞ｒ２の場合（Ｓ４−２：Ｙｅｓ判定）、ＣＰＵ２５は、バンド２０１の同時記録領域「Ｂ１」とバンド２０２の同時記録領域「Ｂ２」とを有効にし（Ｓ２１）、更にバンド２０１の後発記録領域「Ｃ１」を有効にし、バンド２０２の後発記録領域「Ｃ２」を無効にする（Ｓ２２）。

続いて、ＣＰＵ２５は、決定した順序データの順に記録を実施する。つまり、この場合、先発記録領域「Ａ１」に先発して記録を実施し（Ｓ２３）、続いて同時記録領域「Ｂ１」と「Ｂ２」に同時記録を実施し（Ｓ２４）、そして、後発記録領域「Ｃ１」に後発して記録を実施する（Ｓ２５）。

以下、バンド２０２が先行記録される場合（Ｓ５−１に続く処理）について説明する。先ず、ＣＰＵ２５は、バンド２０１の後発記録領域「Ｃ１」が有効かバンド２０２の後発記録領域「Ｃ２」が有効かを判断する（Ｓ５−２）。

具体的に、バンド２０２の先発記録領域「Ａ２」を除いた幅が、バンド２０１の幅ｒ１を超えるとき、バンド２０１とバンド２０２の同時記録が終了した時点で、バンド２０２の後部に記録されるべき領域が残存する。したがって、ＣＰＵ２５は、ｒ２−（ΔＲ＋Δｒ）＞ｒ１の判定により、バンド２０１の後発記録領域「Ｃ１」が有効かバンド２０２の後発記録領域「Ｃ２」が有効かを判断する。

ｒ２−（ΔＲ＋Δｒ）＞ｒ１の場合（Ｓ５−２：Ｙｅｓ判定）、ＣＰＵ２５は、バンド２０１の同時記録領域「Ｂ１」とバンド２０２の同時記録領域「Ｂ２」とを有効にし（Ｓ３１）、更にバンド２０１の後発記録領域「Ｃ１」を無効にし、バンド２０２の後発記録領域「Ｃ２」を有効にする（Ｓ３２）。

続いて、ＣＰＵ２５は、決定した順序データの順に記録を実施する。つまり、ΔＲ＋Δｒ＜０（Ｓ４：Ｎｏ判定）かつｒ２−（ΔＲ＋Δｒ）＞ｒ１（Ｓ５−２：Ｙｅｓ判定）の場合、先発記録領域「Ａ２」に先発して記録を実施し（Ｓ３３）、続いて同時記録領域「Ｂ１」と「Ｂ２」に同時記録を実施し（Ｓ３４）、そして、後発記録領域「Ｃ２」に後発して記録を実施する（Ｓ３５）。

ΔＲ＋Δｒ＝０（Ｓ４：Ｎｏ判定）かつｒ２−（ΔＲ＋Δｒ）＞ｒ１（Ｓ５−２：Ｙｅｓ判定）の場合、ステップＳ３３の処理をとばし、同時記録領域「Ｂ１」と「Ｂ２」に同時記録を実施し（Ｓ３４）、そして、後発記録領域「Ｃ２」に後発して記録を実施する（Ｓ３５）。

これに対し、ｒ２−（ΔＲ＋Δｒ）＜ｒ１の場合（Ｓ５−２：Ｎｏ判定）、ＣＰＵ２５は、バンド２０１の同時記録領域「Ｂ１」とバンド２０２の同時記録領域「Ｂ２」とを有効にし（Ｓ４１）、更にバンド２０１の後発記録領域「Ｃ１」を有効にし、バンド２０２の後発記録領域「Ｃ２」を無効にする（Ｓ４２）。なお、図示を省略しているが、ｒ２−（ΔＲ＋Δｒ）＝ｒ１の場合（Ｓ５−２：Ｎｏ判定）には、バンド２０１の後発記録領域「Ｃ１」とバンド２０２の後発記録領域「Ｃ２」とを共に無効にする。

続いて、ＣＰＵ２５は、決定した順序データの順に記録を実施する。つまり、ΔＲ＋Δｒ＜０（Ｓ４：Ｎｏ判定）かつｒ２−（ΔＲ＋Δｒ）＜ｒ１（Ｓ５−２：Ｎｏ判定）の場合、先発記録領域「Ａ２」に先発して記録を実施し（Ｓ４３）、続いて同時記録領域「Ｂ１」と「Ｂ２」に同時記録を実施し（Ｓ４４）、そして、後発記録領域「Ｃ１」に後発して記録を実施する（Ｓ４５）。

ΔＲ＋Δｒ＝０（Ｓ４：Ｎｏ判定）かつｒ２−（ΔＲ＋Δｒ）＜ｒ１（Ｓ５−２：Ｎｏ判定）の場合、ステップＳ４３の処理をとばし、同時記録領域「Ｂ１」と「Ｂ２」に同時記録を実施し（Ｓ４４）、そして、後発記録領域「Ｃ１」に後発して記録を実施する（Ｓ４５）。

ΔＲ＋Δｒ＝０（Ｓ４：Ｎｏ判定）かつｒ２−（ΔＲ＋Δｒ）＝ｒ１（Ｓ５−２：Ｎｏ判定）の場合、ステップＳ４３の処理をとばし、同時記録領域「Ｂ１」と「Ｂ２」に同時記録を実施し（Ｓ４４）、ステップＳ４５の処理をとばす。

ΔＲ＋Δｒ＜０（Ｓ４：Ｎｏ判定）かつｒ２−（ΔＲ＋Δｒ）＝ｒ１（Ｓ５−２：Ｎｏ判定）の場合、先発記録領域「Ａ２」に先発して記録を実施し（Ｓ４３）、続いて同時記録領域「Ｂ１」と「Ｂ２」に同時記録を実施し（Ｓ４４）、ステップＳ４５の処理をとばす。

ステップＳ１５、Ｓ２５、Ｓ３５、Ｓ４５の後、ＣＰＵ２５は、順序データをバンド対応管理テーブルＴに保存し（Ｓ５０）、アクセス制御動作を終了する。

なお、ＣＰＵ２５は、データの読取時は、バンド対応管理テーブルＴに対してステップＳ５０で保存した順序データに基づいて複数の記録面から同時読み取りを行う。

以上のように、本実施形態のハードディスク装置は、複数の媒体面における各記録ヘッドの面間相対軌道誤差を算出し、各記録ヘッドが走査機構の走査により同時に通過する各媒体面のバンドでのデータアクセス順序を、バンド情報と面間相対軌道誤差とに基づき決定する。そして、各媒体面のバンドでのデータアクセスを、決定したデータアクセス順序で行うよう制御する。このため、面間相対軌道誤差が生じていても、この面間相対軌道誤差は、各媒体面のデータアクセス順序により吸収される。

つまり、メカ部品を追加しなくても面間相対軌道誤差を吸収することが可能で、メカ設計の複雑化を回避することができる。

本実施形態では、バンド対応管理テーブルＴからバンド情報を読み取っているが、バンド情報は、出荷前に予め記録された固定のものであってもよいし、ユーザ側で動的に生成したものであってもよい。

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

２５ＣＰＵ、３０１制御部、３０２算出部、３０３決定部、３０４設定部。

Claims

複数の媒体面上を各媒体面に対応する記録ヘッドで同時に走査する走査機構と、
前記複数の媒体面のバンド情報を記憶するテーブルと、
前記複数の媒体面における各記録ヘッドの面間相対軌道誤差を算出する算出手段と、
各記録ヘッドが前記走査機構の走査により同時に通過する各媒体面のバンドでのデータアクセス順序を、前記バンド情報と前記面間相対軌道誤差とに基づき決定する決定手段と、
各媒体面の前記バンドでのデータアクセスを前記決定手段が決定した前記データアクセス順序で行うよう制御する制御手段と、
を有し、
前記決定手段は、各媒体面について、一つの記録ヘッドが先発してデータアクセスする範囲、二つの記録ヘッドが同時にデータアクセスする範囲、一つの記録ヘッドが後発してデータアクセスする範囲を含むデータアクセス順序を決定する、
ことを特徴とするハードディスク装置。
前記算出手段は、前記複数の媒体面に位置する各記録ヘッドから再生されるサーボ情報から前記面間相対軌道誤差を算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載のハードディスク装置。
前記制御手段は、各媒体面のバンドに対するデータの記録を瓦記録方式で行うように制御する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のハードディスク装置。
複数の媒体面上を各媒体面に対応する記録ヘッドで同時に走査する走査機構を有するハードディスク装置の制御方法であって、
前記複数の媒体面のバンド情報を読み取るステップと、
前記複数の媒体面における各記録ヘッドの面間相対軌道誤差を算出するステップと、
各記録ヘッドが前記走査機構の走査により同時に通過する各媒体面のバンドでのデータアクセス順序を、前記バンド情報と前記面間相対軌道誤差とに基づき決定するステップと、
各媒体面の前記バンドでのデータアクセスを前記データアクセス順序で行うよう制御するステップと、
を含み、
前記決定するステップでは、各媒体面について、一つの記録ヘッドが先発してデータアクセスする範囲、二つの記録ヘッドが同時にデータアクセスする範囲、一つの記録ヘッドが後発してデータアクセスする範囲を含むデータアクセス順序を決定する、
制御方法。