(57)【要約】  【課題】  簡易な方法で、低い動作環境温度で再生エラーが発生する欠陥セクタを検出して処理する工程を含む磁気ディスク装置の製造方法を提供する。  【解決手段】  欠陥セクタの検出は、４０℃〜６５℃といった高い動作環境温度でリード／ライト試験により行う。欠陥セクタに記録したデータを再生すると高周波帯域の利得が低下していることがわかる。各セクタに試験データを記録したあと、データ再生系に設けたＦＩＲフィルタのフィルタ係数の値を最適な値から変更して周波数利得を低下させて試験データを再生し、再生エラーが発生したセクタを欠陥登録する。ＦＩＲフィルタのフィルタ係数の値を修正することでデータ再生系の高周波帯域の利得が低下し、低い動作環境温度で再生エラーが顕在化する欠陥セクタの検出が可能になる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセクタが定義された磁気ディスクと、パーシャル・レスポンス法を採用したデータ再生系を備える磁気ディスク装置において前記セクタの欠陥処理を行う前記磁気ディスク装置の製造方法であって、
前記複数のセクタに試験データを記録するステップと、
前記データ再生系の高周波帯域の利得を通常動作モードで使用する値より低下させるステップと、
前記試験データが記録されたセクタから前記データ再生系を経由して前記試験データを再生し再生エラーを検出するステップと
を有する製造方法。
【請求項２】
前記欠陥処理をするときの前記磁気ディスク装置の動作環境温度に応じて前記高周波帯域の利得の低下量を修正するステップを有する請求項１記載の製造方法。
【請求項３】
前記磁気ディスク装置の動作環境温度が４０℃〜６５℃の範囲で前記欠陥処理の各ステップを行う請求項１記載の製造方法。
【請求項４】
ＥＣＣのシンボル数を２〜４の範囲に設定するステップを有する請求項１記載の製造方法。
【請求項５】
前記データ再生系がＦＩＲフィルタを含み、前記低下させるステップが、前記高周波帯域の利得を前記ＦＩＲフィルタのフィルタ係数を調整して低下させる請求項１記載の製造方法。
【請求項６】
通常動作モードで使用するフィルタ係数を所定の修正係数で修正して前記フィルタ係数を調整する請求項５記載の製造方法。
【請求項７】
前記データ再生系が低域通過フィルタを含み、前記低下させるステップが、前記高周波帯域の利得を前記低域通過フィルタのカット・オフ周波数を調整して低下させる請求項１記載の製造方法。
【請求項８】
前記再生エラーが検出されたセクタのアドレスを一次欠陥マップに登録するステップを有する請求項１記載の製造方法。
【請求項９】
前記各ステップを前記磁気ディスク装置のマイクロ・プロセッサ・ユニットが欠陥処理プログラムを実行して行う請求項１記載の製造方法。
【請求項１０】
複数のセクタが定義された磁気ディスクと該セクタからデータを再生する再生ヘッドと該再生ヘッドが再生したアナログ再生信号の大きさを所定範囲に制御する自動利得制御器と該制御されたアナログ再生信号を波形整形する低域通過フィルタと該波形整形されたアナログ再生信号をディジタル再生信号に変換するＡ−Ｄコンバータと該ディジタル再生信号を波形整形するディジタル・フィルタとマイクロ・プロセッサ・ユニットとを含む磁気ディスク装置において前記セクタの欠陥処理を行う前記磁気ディスク装置の製造方法であって、
前記ディジタル・フィルタの利得を通常動作モードで使用する利得より低下させるステップと、
前記複数のセクタに対してリード／ライト試験を行い各セクタに再生エラーが発生するかどうかを判断するステップと
を有する製造方法。
【請求項１１】
前記ディジタル・フィルタがフィルタ係数で利得調整が可能なＦＩＲフィルタであり、前記低下させるステップが、通常動作モードで使用するフィルタ係数を所定の修正係数で修正して利得を低下させる請求項１０記載の製造方法。
【請求項１２】
前記磁気ディスク装置の動作環境温度を計測するステップと、該計測した温度値に応じて前記修正係数を選択するステップとを有する請求項１１記載の製造方法。
【請求項１３】
前記磁気ディスク装置の動作環境温度が４０℃〜６５℃の範囲で前記マイクロ・プロセッサ・ユニットが欠陥処理プログラムを読み取って前記欠陥処理の各ステップを実行する請求項１０記載の製造方法。
【請求項１４】
前記低域通過フィルタのカット・オフ周波数の値を通常動作モードの値より下げるステップを有する請求項１０記載の製造方法。
【請求項１５】
前記判断するステップが、同一セクタから同一試験データを複数回再生し、同一セクタについて所定回数以上の再生エラーが発生した場合に前記同一セクタを欠陥セクタと認定するステップを含む請求項１０記載の製造方法。
【請求項１６】
前記欠陥セクタと認定されたセクタのアドレスを一次欠陥マップに登録する請求項１５記載の製造方法。
【請求項１７】
前記磁気ディスク装置のデータ再生系がＰＲＭＬ信号処理方式を採用している請求項１０記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気ディスクのセクタの欠陥処理技術に関し、特に、低温で動作する磁気ディスク装置の信頼性を確保するのに適したセクタの欠陥処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置に使用する磁気ディスクは、基板にスパッタリング等の薄膜形成技術を用いて磁性層を積層して製作する。ガラス基板自体に多少の凹凸があったり、スパッタリング工程で条件変動があったり、あるいは表面処理の工程に不備があったりして、磁性層の表面には記録媒体としての正常な機能を発揮することができない欠陥が存在している場合がある。
【０００３】
ここにいう欠陥とは、セクタ単位でのデータの記録・再生に対する信頼度に着目するものであって、磁気ディスク装置のデータの記録・再生に直ちに支障がでるほどの欠陥だけでなく、様々な条件が重なったときに他のほとんどのセクタに比べて再生エラーが発生し易いといった潜在的な欠陥までも含んでいる。磁気ディスク装置では、磁気ディスクから再生したデータのビット列が記録したビット列と相違がある場合にはこれを検出して訂正するためのエラー訂正コード（以下、ＥＣＣという。）を備えている。したがって、磁気ディスクに微細な欠陥があって反転エラーが発生しているビット数がＥＣＣのエラー訂正能力の範囲ならば実用上は問題がない。
【０００４】
しかし、欠陥が潜在したセクタを放置しておくと物理的な欠陥サイズが拡大して反転ビット数の増大を招来しＥＣＣでは訂正できなくなる可能性がある。特に磁気ディスクが高温環境下に長時間晒されると欠陥の膨張が助長される。したがって磁気ディスク装置の製造段階では、微細な欠陥であっても高い感度で検出して欠陥部分を使用しないように出荷前に処置しておく必要がある。磁気ディスクの欠陥セクタを検出する方法の１つに、磁気ディスク装置に組み込まれた磁気ディスクに試験データを記録して再生し、正しく記録データを再生できるかどうかを確認するリード／ライト試験による方法がある。
【０００５】
近年磁気ディスク装置の用途が多様化してきており、室内温度が低下した深夜にＨＤＤレコーダを自動録画で動作させたり、屋外でビデオカメラの映像を記録したりといった０℃近辺の低い動作環境温度での使用に供される機会が増大してきている。磁気ディスク装置は、使用環境温度が低下すると、ヘッドが熱収縮して磁気ディスク表面とヘッドの間隔が増大し再生性能が低下する傾向がある。したがって、リード／ライト試験では、低い動作環境温度で使用したときに始めて欠陥が顕在化するような欠陥セクタであっても出荷前に検出して処置しておく必要がある。
【０００６】
特許文献１は、磁気ディスク装置において記録媒体の欠陥を高精度で且つ簡単に行う技術を開示する。同文献記載の発明は、記録媒体のセクタから読み出したデータをビタビ復号器で処理して基準データと比較してビタビ・エラーを検出する。そして、ビタビ・エラーが連続して発生しているデータの長さからセクタ単位での欠陥の有無を判定する。特許文献２は、ＦＩＲを使って磁気ディスクから読み取った信号を磁気的信号と熱的信号に分離して熱的信号をディスクの欠陥検出に利用する技術を開示する。
【特許文献１】特開２００４−５８５０号公報
【特許文献２】米国特許第６０８８１７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
磁気ディスク装置を０℃〜５℃といった低い動作環境温度で動作させると、磁気ディスクとヘッドの間隔の増大に起因する再生能力の低下に加えて、データ再生系の周波数特性に起因して一層再生能力が低下する傾向がある。データ再生系は、低い動作環境温度では再生信号に含まれる低い周波数帯域に対する利得はさほど変化しないが、高い周波数帯域の利得が低下する。図１は、磁気ディスク装置の動作環境温度に対する再生信号の周波数特性を示す図である。図１（Ａ）、（Ｂ）は、再生ヘッドに接続されたヘッド・アンプの出力電圧に含まれる高周波電圧を低周波電圧で除したリゾリューション（％）という特性が動作環境温度により変化する状態を示している。
【０００８】
図１（Ａ）は磁気ディスクの外周トラック側の周速度の速い領域で測定したヘッド・アンプの出力電圧に含まれる高周波（２２３ＭＨｚ）電圧と低周波（４４．６ＭＨｚ）電圧に対して計算したリゾリューションのグラフである。図１（Ｂ）は、磁気ディスクの内周トラック側の周速度の遅い領域で測定したヘッド・アンプの出力電圧に含まれる高周波（１１０．６ＭＨｚ）電圧と低周波（２２．１ＭＨｚ）電圧に対して計算したリゾリューションのグラフである。いずれの場合でも、リゾリューションは動作環境温度が下がるほど低下しており、動作環境温度が下がるほど高周波帯域の利得が低下して再生能力が低下することがわかる。
【０００９】
さらにリゾリューションとセクタの関係を分析すると、動作環境温度の低下に伴ってデータ再生系の高周波帯域の利得が低下する傾向は、欠陥セクタに顕著に現れることが判明している。この結果、欠陥セクタは、高い動作環境温度でデータを再生しても再生エラーは生じにくいが、低い動作環境温度で再生すると再生エラーが発生する傾向が強いことがわかる。
【００１０】
このような低い動作環境温度で動作させたときに始めて再生エラーが顕在化するような欠陥セクタを出荷前に検出するとしたら、低い動作環境温度下でリード／ライト試験を行う必要があり、低温チャンバなどの試験環境を整備する膨大な設備投資が求められる。また、常温または高温の動作環境下においてＥＣＣシンボル数を一層小さくしたり、ソフト・エラー・レート（以下、ＳＥＲという。）の閾値を下げて欠陥検出感度を高めたりした状態でリード／ライト試験を行うとすれば、低温動作環境でも再生エラーが発生しないような健全セクタまで欠陥セクタとして認定してしまう恐れがあり、磁気ディスクの容量低下や検査時間の増大につながって磁気ディスク装置の製造の歩留まりにも悪影響がでる。
【００１１】
そこで本発明の目的は、高い精度で磁気ディスクの欠陥セクタの処理をする工程を含む磁気ディスク装置の製造方法を提供することにある。さらに本発明の目的は、低温で動作する磁気ディスク装置の信頼性を確保するのに適したセクタの欠陥処理工程を含む磁気ディスク装置の製造方法を提供することにある。さらに本発明の目的は、磁気ディスク装置を低温動作環境で動作させたときに再生エラーがでるような欠陥セクタを常温または高温で処理する簡易な工程を含む磁気ディスク装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の原理は、リード／ライト試験方式で磁気ディスクのセクタに存在する欠陥を処理する方法において、データ再生系の高周波帯域の利得を通常動作モードにおける利得より低下させて、欠陥検出感度を向上させる点にある。欠陥セクタに記録されたデータを再生すると、磁気ディスク装置の動作環境温度が低下するにしたがって、低周波帯域の利得に対する高周波帯域の利得の割合が低下していく。したがって、低い動作環境温度で欠陥が顕在化して再生エラーが発生するようなセクタをリード／ライト試験で事前に検出するために、データ再生系の周波数特性を低い動作環境温度に類似した状態に設定する。
【００１３】
本発明の第１の態様は、複数のセクタが定義された磁気ディスクと、パーシャル・レスポンス法を採用したデータ再生系を備える磁気ディスク装置において前記セクタの欠陥処理を行う前記磁気ディスク装置の製造方法であって、前記複数のセクタに試験データを記録するステップと、前記データ再生系の高周波帯域の利得を通常動作モードで使用する値より低下させるステップと、前記試験データが記録されたセクタから前記データ再生系を経由して前記試験データを再生し再生エラーを検出するステップとを有する磁気ディスク装置の製造方法を提供する。
【００１４】
データ再生系は、再生ヘッド、ヘッド・アンプ、Ｒ／Ｗチャネルで構成される。データ再生系の利得は、通常動作モードで最適な値になるように調整されて、磁気ディスク装置がユーザにおいて最高のパフォーマンスを発揮するようになっている。データ再生系の高周波帯域の利得を通常動作モードでの値より低下させると、磁気ディスク装置が低い動作環境温度で動作したときに生成する再生信号に近い再生信号をデータ再生系で得ることができる。この状態で試験データを再生すると、ユーザが低い動作環境温度で使用したときに再生エラーがでるような欠陥セクタを検出して処理することができる。
【００１５】
利得の低下量を欠陥処理を行うときの動作環境温度に応じて定めておけば、目的とする動作環境温度に近い周波数特性をデータ再生系で生成することができる。具体的には、欠陥処理を行うときの動作環境温度が高いほど利得の低下量を増大させる。本発明では、データ再生系のパラメータの設定を変更して、低い動作環境温度での再生条件を擬似的に生成しているので、欠陥処理を通常の検査工程で使用する４０℃〜６５℃の高温チャンバで行うことができ、追加的な設備投資の必要がない。ＥＣＣシンボル数を小さくする方法を併用することで、高い動作環境温度で再生エラーが発生する欠陥セクタの検出も合わせて行うことができる。
【００１６】
高周波帯域の利得調整は、データ再生系がパーシャル・レスポンス（以下、ＰＲという。）法の波形等化を行うＦＩＲフィルタを構成要素に含んでいれば、そのフィルタ係数を調整することで簡単に実現できる。ＰＲ法に適応するＦＩＲフィルタのフィルタ係数は、磁気ヘッドごとに最適な値に設定される。フィルタ係数の値は、通常動作モードにおいて磁気ディスク装置の動作状態に応じて最適値にプログラマブルに変更されるようになっている。修正係数を使用して最適なフィルタ係数を修正する構成を採用することで、プログラム上の操作だけでＦＩＲフィルタの高周波帯域の利得を欠陥処理に適した値に簡単に調整することができる。
【００１７】
データ再生系に低域通過フィルタを設ける場合は、そのカット・オフ周波数を調整することでも高周波帯域の利得を低下させることができる。欠陥処理の各ステップを、専用の試験装置を使用しないで、対象となる磁気ディスク装置のＭＰＵが欠陥処理プログラムを実行して行うことにより、試験装置に対する設備投資を抑制して、大量生産に適した欠陥処理の方法を実現できる。
【００１８】
本発明の第２の態様は、複数のセクタが定義された磁気ディスクと該セクタからデータを再生する再生ヘッドと該再生ヘッドが再生したアナログ再生信号の大きさを所定範囲に制御する自動利得制御器と該制御されたアナログ再生信号を波形整形する低域通過フィルタと該波形整形されたアナログ再生信号をディジタル再生信号に変換するＡ−Ｄコンバータと該ディジタル再生信号を波形整形するディジタル・フィルタとマイクロ・プロセッサ・ユニットとを含む磁気ディスク装置において前記セクタの欠陥処理行う前記磁気ディスク装置の製造方法であって、前記ディジタル・フィルタの利得を通常動作モードで使用する利得より低下させるステップと、前記複数のセクタに対してリード／ライト試験を行い各セクタに再生エラーが発生するかどうかを判断するステップとを有する欠陥処理の方法を提供する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明により、高い精度で磁気ディスクの欠陥セクタを処理する工程を含む磁気ディスク装置の製造方法を提供することができた。さらに本発明により、低温で動作する磁気ディスク装置の信頼性を確保するのに適したセクタの欠陥処理工程を含む磁気ディスク装置の製造方法を提供することができた。さらに本発明により、磁気ディスク装置を低温動作環境で動作させたときに再生エラーがでるような欠陥セクタを常温または高温で処理する簡易な工程を含む磁気ディスク装置の製造方法を提供することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
［磁気ディスク装置の構成］
図２は、本発明の実施の形態にかかる方法でセクタの欠陥処理を行う磁気ディスク装置の概略ブロック図である。磁気ディスク装置１０は、磁気ディスク１１、１２の２枚の磁気ディスクを備えている。磁気ディスク１１は記録面１１ａ、１１ｂを有し、磁気ディスク１２は記録面１２ａ、１２ｂを有している。各記録面には磁気記録のための磁性層が形成され表面には保護層が形成されている。各記録面には、データ記録の最小単位となる複数のデータ・セクタが定義され、ヘッドの位置制御のためのサーボ・データが記録されている。本明細書の全体を通じて、データ・セクタを単にセクタということにする。磁気ディスク１１、１２は、所定の間隔でスピンドル軸１５に固定されており、スピンドル・モータ（以下、ＳＰＭという。）１３により両者一体となって回転する。
【００２１】
磁気ディスク装置１０には、各記録面１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂにそれぞれ対応して４つの磁気ヘッド１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄが設けられている。各磁気ヘッドは、記録用の誘導型ヘッドと再生用のＧＭＲヘッドの複合型ヘッドとしてスライダに形成されている。ただし、本発明においては、記録および再生を共用する誘導型磁気ヘッドを採用することもできる。４つの磁気ヘッドは、ホスト・コンピュータから指定されたアドレスのセクタにアクセスするために動作中にいずれか１つがアクティブになるように切り替えられる。
【００２２】
磁気ヘッド１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄが形成されたそれぞれのスライダが、ヘッド支持機構２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄに取り付けられている。ヘッド支持機構は、サスペンション、キャリッジ、およびボイス・コイル・モータ（以下、ＶＣＭという。）１９で構成され、各磁気ヘッドを対応する磁気ディスクの記録面にある所定のトラックに位置づける。ヘッド支持機構とヘッド／スライダの組み合わせをヘッド・スタック・アセンブリ（ＨＳＡ）という。
【００２３】
ヘッド支持機構には、ヘッド・アンプ２１が取り付けられている。ヘッド・アンプ２１は、リード／ライト・ドライバ、およびリード／ライト切替回路などで構成されている。さらに、磁気ディスク装置１０は、リード／ライト・チャネル（以下、Ｒ／Ｗチャネルという。）２９、ＭＰＵユニット３１、電源／ドライバ３５、ハード・ディスク・コントローラ（以下、ＨＤＣという。）３７、およびバッファ・メモリ４１を実装する回路基板２７を備える。Ｒ／Ｗチャネル２９はＰＲ法と、最尤度復号（以下、ＭＬ（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）という。）法を組み合わせたＰＲＭＬ（Ｐａｒｔｉａｌ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）信号処理方式を採用しており、データ再生系とデータ記録系で構成されている。データ再生系には、可変利得増幅器（以下、ＶＧＡ（Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｇａｉｎ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）という。）、波形等化回路、Ａ−Ｄコンバータ、ＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタ、ビタビ複号器、復調回路、直並列変換器などで構成されている。データ記録系は、スクランブラ、変調回路、直並列変換器、ＮＲＺ−ＮＲＺＩ変換回路、記録補償回路などで構成されている。
【００２４】
ＭＰＵユニット３１は、磁気ディスク装置１０の全体動作を制御するマイクロ・プロセッサ・ユニット（以下、ＭＰＵという。）、磁気ディスク装置の基本動作を制御するファームウエアや本発明の実施の形態にかかる欠陥処理工程を実行する欠陥処理プログラムを格納するＲＯＭ、各種パラメータを格納するＥＥＰＲＯＭ、プログラムの実行や作業領域として使用するＲＡＭなどで構成されている。ファームウエアには、検査モードで動作するためのファームウエアと通常動作モードで動作するためのファームウエアを含んでいる。ＭＰＵユニット３１は、検査モードで動作するとき欠陥処理プログラムを実行し、通常動作モードで動作するときはユーザへのサービスを提供するように磁気ディスク装置１０を制御する。検査モードと通常動作モードの切り替えは、外部からのコマンドやジャンパ・ブロックの設定をＭＰＵユニット３１が判断して立ち上げるファームウエアを選択することにより行う。
【００２５】
ＭＰＵユニット３１には、磁気ディスク装置内部の温度を計測する温度センサ３３が接続されている。ＥＥＰＲＯＭには欠陥処理のためにＦＩＲフィルタのフィルタ係数を調整する修正係数が動作環境温度に対応するように配置された修正テーブルが格納されている。修正係数は、通常動作モードで動作する磁気ディスク装置１０に対して最適に設定されたＦＩＲフィルタ５７のフィルタ係数の値を、検査モードで動作して欠陥処理プログラムを実行するときに修正してＦＩＲフィルタの高周波帯域での利得を低下させ、低い動作環境温度で再生エラーが顕在化しやすい欠陥セクタの検出感度を向上させるための係数である。
【００２６】
修正係数は、欠陥処理中の磁気ディスク装置１０の動作環境温度が高いほど利得低下量が増大するように構成されている。つまり、磁気ディスク装置の動作環境温度が低いほど欠陥セクタに記録されたデータに対するデータ再生系の高周波帯域の利得が低下する状態を、欠陥処理時の様々な動作環境温度で擬似的に生成するために、動作環境温度が高いほどＦＩＲフィルタの利得低下量が多くなるように修正係数を設定しておく。修正係数は、４０℃〜６５℃といった通常のリード／ライト試験の動作環境温度の範囲において、例えば、４０℃、５０℃、６５℃というように設定した場合には６５℃での利得低下量が最も多くなり４０℃での利得の低下量が最も小さくなるように設定する。
【００２７】
ＨＤＣ３７は、サーボ・データに基づいてシーク動作やトラック・フォローイング動作を制御するサーボ・コントローラ、バッファ・メモリ４１を制御するバッファ・コントローラ、ホスト・コンピュータから送られたデータ・ビットに付加するＥＣＣビットを生成したり、磁気ディスクから再生したユーザ・データを訂正したりするＥＣＣ回路などを含んでいる。ＨＤＣ３７は、ＥＣＣを使用してもユーザ・データを正しく再生できない場合に再生エラーを表明する。バッファ・メモリ４１は、ホスト・コンピュータと磁気ディスク装置との間で高速のデータ転送を実現するために使用する。電源／ドライバ３５は、ＳＰＭ１３に動作電流を供給するＳＰＭドライバ、ＶＣＭ１９に動作電流を供給するＶＣＭドライバ、ＤＡコンバータ、電源回路などで構成されている。回路基板２７には、ホスト・コンピュータとデータ通信をするためのインターフェース・コネクタ３９が取り付けられている。
【００２８】
［データ再生系の構成］
図３は、Ｒ／Ｗチャネル２９を構成するデータ再生系のブロック図である。データ再生系とは、広義にはＲ／Ｗチャネルだけでなく再生ヘッド、ヘッド・アンプ２１、ＨＤＣ３９までも含んでいる。ヘッド・アンプ２１で増幅されたアナログ再生信号は、ＶＧＡ５１に入る。ＶＧＡ５１は、自動利得制御器（以下、ＡＧＣ（Ａｕｔｏ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）という。）で構成され、再生信号の出力電圧が一定範囲に収まるように制御される。ＶＧＡ５１の出力は、波形等化回路５３に入る。波形等化回路５３は、群遅延特性が一定の低域通過フィルタ（以下、ＬＰＦという。）であって、ＣＴＦ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｔｉｍｅ  ｆｉｌｔｅｒ）ともいわれ、カット・オフ周波数を制御して高周波帯域の利得をプログラマブルに変更することができる。ＬＰＦ５３は、再生信号に混入しているノイズを除去するだけでなく、再生信号の波形を整形して所定のＰＲクラスに波形等化する。
【００２９】
波形等化とは、サンプリング・ポイントでの再生信号の電圧レベルが磁気ヘッドで再生される波形として想定した各ＰＲクラスに許容される値、たとえばＰＲ４では０、１の値、ＥＰＲ４（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ＰＲ４）では０、１、２の値、ＥＥＰＲ４（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ＰＲ４）では０、１、２、３の値に近づくように再生信号の波形を整形することをいう。Ａ−Ｄコンバータ５５は、波形等化回路５３から受け取ったアナログの再生信号を量子化してディジタル信号に変換する。ＦＩＲフィルタ５７は、波形等化回路５３で等化した再生信号の波形が希望のＰＲクラスの周波数特性に近づくように再び等化するためのディジタル・フィルタである。ＦＩＲフィルタの等化量は、フィルタ係数を調整してプログラマブルに変更することができる。
【００３０】
図４にＦＩＲフィルタ５７の構成例を示す。ＦＩＲフィルタ５７は、９個の遅延回路６９−１〜６９−９が直列に接続され、各遅延回路の入出力から１０個のタップが取り出されてフィルタ係数乗算器７１に接続されている。フィルタ係数乗算器７１からは１０個の出力が加算器７３に接続されている。遅延回路６９−１〜６９−９は、それぞれ入力パルスを１クロック分遅延させて出力する回路で、シフト・レジスタで構成することができる。フィルタ係数乗算器７１には、ＭＰＵユニット３１が接続されており、ＭＰＵユニット３１によってフィルタ係数ｈ０〜ｈ９が設定または変更される。フィルタ係数乗算器７１は、通常動作モードで動作するときに磁気ディスク装置の動作状態に応じて最適なフィルタ係数の値が設定されるようにＭＰＵユニット３１により制御される。最適なフィルタ係数の値は、磁気ヘッド、トラック・ゾーン、動作環境温度などのパラメータに基づいて定められてＥＥＰＲＯＭなどに格納されている。加算器７３は、フィルタ係数乗算器７１から受けとった９個の入力を加算してビタビ復号器６１に出力する。
【００３１】
つづいて通常動作モードにおけるＦＩＲフィルタ５７の動作を説明する。Ａ−Ｄコンバータ５５から入力されたディジタル再生信号のパルスＸ（ｎ）が遅延回路６９−１に入力されると、各遅延回路６９−１〜６９−９でそれぞれ１クロック分遅延されたパルスＸ（ｎ−１）〜Ｘ（ｎ−９）が生成され各タップからフィルタ係数乗算器７１に出力される。フィルタ係数乗算器７１には、通常動作モードでの最適な値として選択されたフィルタ係数の値ｈ０〜ｈ９が格納されている。フィルタ係数乗算器７１は、フィルタ係数の値と各遅延回路のタップからの入力値をｈ０・Ｘ（ｎ）、ｈ１・Ｘ（ｎ−１）、ｈ２・Ｘ（ｎ−２）・・・ｈ９・Ｘ（ｎ−９）のように対応させて乗算する。フィルタ係数乗算器７１の各出力を加算器７３で加算すると加算器７３の出力Ｙｎは、
Ｙｎ＝ｈ０・Ｘ（ｎ）＋ｈ１・Ｘ（ｎ−１）＋ｈ２・Ｘ（ｎ−２）・・・ｈ９・Ｘ（ｎ−９）
となる。
【００３２】
図５には、再生信号の波形をＰＲ４の波形に等化するためにデータ再生系に必要とされる利得を示す。図５（Ａ）の波形（ａ）は再生信号のパワー・スペクトラムで、波形（ｂ）はＰＲ４のパワー・スペクトラムである。再生信号の波形をＰＲ４の波形に等化するためには、図５（Ｂ）の波形（ｃ）で示すようにデータ再生系の利得が高周波帯域で大きくなっている必要がある。他のＰＲクラスにおいても同様に高周波帯域の利得が大きくなるようにデータ再生系で波形等化する必要がある。
【００３３】
みかたを変えると、データ再生系から高周波帯域での利得を十分に得られない場合は、再生波形のパワー・スペクトラムを所定のＰＲのパワー・スペクトラムに等化できないため、再生エラーが発生しやすくなるといえる。ＦＩＲフィルタ５７のフィルタ係数は、通常動作モードで動作する磁気ディスク装置において、再生信号波形のパワー・スペクトラムが所定のＰＲクラスのパワー・スペクトラムに近づくように実際の動作状況に応じてプログラマブルに変更される。
【００３４】
図３に戻ってＲ／Ｗチャネル２９の他の構成要素を説明する。ビタビ復号器６１はＭＬを行う装置で、再生信号からクロックごとにビットの１、０を判定しないで複数のデータ列をいったんメモリなどに蓄えた後に最も確からしいデータ列をみつけて元データを復元する。復調回路６３は、エラー・レートが少なくなるように元データのビット列が変換されて記録されたデータの再生信号を元データに変換する。直並列変換器６５は、直列のビット列で構成された再生データを並列のビット列に変換してＨＤＣ３７に送る。
【００３５】
［欠陥処理の手順］
磁気ディスク装置１０の製造工程においては、ハードウエアの組立が完了した後の試験／調整工程において、磁気ディスクにサーボ・データを記録したり、磁気ヘッド、ヘッド・アンプ、またはＲ／Ｗチャネルなどの各種パラメータの調整を行ったり、４０℃〜６５℃といった高い動作環境温度下で磁気ディスク装置の機能の最終調整を行ったりしている。本実施の形態にかかる磁気ディスク装置の製造方法では、セクタの欠陥処理工程をこれらの試験／調整工程の一部として行う。磁気ディスク装置１０に設けた磁気ディスク１１、１２の各記録面におけるセクタの欠陥処理工程について、図６に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００３６】
本実施の形態にかかる磁気ディスク装置の製造方法において採用する欠陥処理工程は、４０℃〜６５℃といった比較的高い動作環境温度で磁気ディスク装置１０を動作させて実施する。フィルタ係数乗算器７１には、通常動作モードで使用するフィルタ係数ｈ０〜ｈ９の値が磁気ヘッドごとに設定されるようになっている。また、ＭＰＵユニット３１のＥＥＰＲＯＭには、フィルタ係数ｈ０〜ｈ９の値を修正する修正係数が磁気ディスク装置１０の動作環境温度ごとに配置された修正テーブルがＭＰＵによる参照が可能なように格納されている。修正係数は、磁気ヘッドの特性に合わせて異なる値となるように修正テーブルに格納しておいてもよい。
【００３７】
修正係数は、ＦＩＲフィルタ５７の利得を磁気ディスク装置１０が通常動作モードで使用する最適な値よりも低下させるためにフィルタ係数に変更を加える係数で、磁気ディスク装置１０を検査モードで動作させて欠陥処理プログラムを実行させるときだけ参照されてフィルタ係数乗算器７１に適用される。ＥＣＣのシンボル数は、通常動作モードのシンボル数より小さい２シンボルまたは４シンボルに設定してＨＤＣ３７による再生時のエラー修正能力を低減しておく。これによりリード／ライト試験を行ったときに少ないビット反転エラーが発生しても再生エラーとなって欠陥の検出感度が高まるため、高い動作環境温度でも再生エラーが発生する欠陥セクタも検出できるようになる。データ再生系の波形等化に関連する他のパラメータは、通常動作モードで使用する最適な値に設定しておく。
【００３８】
ブロック１０３では、磁気ディスク装置１０を検査モードで動作させる。本実施の形態にかかる欠陥処理工程は、磁気ディスク装置１０が検査モードで動作した後にＭＰＵユニット３１がＲＯＭに格納された欠陥処理プログラムを読み出して実行する。欠陥処理プログラムはインターフェース・コネクタ３９を通じてホスト・コンピュータから磁気ディスク１０に転送してもよい。本実施の形態にかかる欠陥処理工程は、インターフェース・コネクタ３９を通じて専用の試験装置から磁気ディスク装置１０の動作を制御しながら行うこともできるが、磁気ディスク装置１０が自ら欠陥処理プログラムを実行して行うようにすると、試験装置への投資を節約することができ、大量生産時のセクタの欠陥処理に適した方法になる。
【００３９】
磁気ディスク装置１０を検査モードで動作させるために、磁気ディスク装置１０のジャンパ・ターミナルに専用のジャンパ・ブロックを装着してから電源を投入する。ＭＰＵは電源が投入されたときに最初にジャンパ・ブロックの状態を参照するようになっており、ジャンパ・ブロックが検査モードに設定されていることを認識すると、検査モードのファームウエアを立ち上げて欠陥処理プログラムの実行を開始する。磁気ディスク装置１０を検査モードで動作させるために、インターフェース・コネクタ３９を通じてホスト・コンピュータからコマンドを送って通常動作モードから検査モードに切り替えるようにしてもよい。
【００４０】
ブロック１０５では、磁気ディスク１１、１２の各記録面に定義されたすべてのセクタに対して磁気ヘッド１７ａ〜１７ｄを使って試験データを記録する。試験データは、セクタの欠陥検出に適するように特別に工夫されたビット・パターンで構成されている。試験データは、欠陥処理プログラムとともにＲＯＭに記録されているが、ホスト・コンピュータから磁気ディスク装置１０に転送してもよい。
【００４１】
ブロック１０７でＭＰＵユニット３１は、温度センサ３３が計測した温度値を動作環境温度として参照し、ＥＥＰＲＯＭに格納された修正テーブルの中から当該動作環境温度に対応する修正係数の値を選定してフィルタ係数乗算器７１に送り、通常動作モードでの最適な値に設定されていたフィルタ係数ｈ０〜ｈ９の値を、修正係数で修正した値に置換する。このような構成は、プログラム操作だけで簡単に実現できるため、ほとんど磁気ディスク装置のコスト増大につながらない。また、修正係数は、相当の実験データを収集して試行錯誤して決定してゆく必要があるが、この場合でも迅速に対応できる。
【００４２】
温度センサ３３による磁気ディスク装置内部の温度計測に代えて、欠陥処理中に磁気ディスク装置１０がおかれる周囲の温度を動作環境温度として計測してホスト・コンピュータから磁気ディスク装置１０に指示してもよい。最適なフィルタ係数ｈ０〜ｈ９の値は磁気ヘッド１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄごとに設定されている。
【００４３】
ＭＰＵユニット３１は、フィルタ係数乗算器７１に対して修正係数を送ることに代えて、フィルタ係数自体を修正係数で修正した新しいフィルタ係数をフィルタ係数乗算器７１に設定してもよい。あるいは、フィルタ係数乗算器７１は、フィルタ係数ｈ０〜ｈ９の最適な値とＭＰＵユニット３１から受けとった修正係数を格納し、波形等化動作をする時に両者を演算しながらビタビ復号器６１へ送る信号を生成してもよい。
【００４４】
ブロック１０９では、各セクタに記録された試験データを順番に再生する。ブロック１１１では、ＨＤＣ３７が設定されたシンボル数のＥＣＣを使用して試験データを再生エラーが発生することなく再生できるかどうかを検査する。ＨＤＣ３７はＥＣＣを使って訂正が可能な範囲内であれば再生データのビットに反転エラーがあっても、正しいビット列に訂正して再生できるので、この場合には再生エラーは発生しない。しかし、検査モードで使用するＥＣＣシンボル数は通常動作モードのシンボル数より小さくしてあるのでＨＤＣ３７のエラー訂正能力は低下しており、再生エラーは通常動作モードのときよりも発生しやすくなっている。
【００４５】
ＨＤＣ３７は、ＥＣＣを使用して試験データを正しく再生できない場合に再生エラーを表明する。再生エラーが発生したセクタに対しては、ブロック１１９でその絶対アドレス（以下、ＡＢＡ（Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｂｌｏｃｋ  Ａｄｄｒｅｓｓ）という。）をＲＡＭに記憶し、ブロック１０９に移行してさらにつづくセクタの試験データを再生する。本実施の形態では、１つのセクタに対してリード／ライト試験を複数回行い、同一セクタに対する再生エラーの発生回数で欠陥セクタかどうかの判断をする。
【００４６】
リード／ライト試験を複数回行うには、各セクタに最初に記録された試験データを複数回再生したり、所定回数の再生が終了したセクタに再度新たな試験データを上書きしてから再生したりして行う。ブロック１２１では、同一セクタに所定回数以上の再生エラーが発生したかどうかを、再生エラーが発生したすべてのセクタに対して確認する。所定回数以上の再生エラーが発生した場合は、ブロック１２３に移行して一次欠陥マップ（以後、ＰＤＭ（Ｐｒｉｍａｒｙ  Ｄｅｆｅｃｔ  Ｍａｐ）という。）に登録するセクタとして決定し、ブロック１２５で当該セクタのＡＢＡをＰＤＭに登録する。ＰＤＭは、磁気ディスク１１、１２のすべての記録面にあるセクタに対して順番に論理ブロック・アドレス（以下、ＬＢＡ（Ｌｏｇｉｃａｌ  Ｂｌｏｃｋ  Ａｄｄｒｅｓｓ）という。）を割り振る際に、欠陥セクタをスキップするために使用するテーブルで、ユーザが使用しない磁気ディスクの領域に設ける。したがって、ＰＤＭにＡＢＡが登録されたセクタはＬＢＡが付与されないため、出荷後にこれをユーザが使用することはない。
【００４７】
ブロック１１１で再生エラーが検出されない場合はさらにつづくセクタの試験データを再生し、ブロック１１３で同一記録面のすべてのセクタに対して所定回数のリード／ライト試験を行ったかどうかを判断する。所定回数に満たない場合はブロック１０９に戻って、同一セクタに対して所定回数に到達するまでリード／ライト試験を繰り返す。ブロック１１５では、同一記録面のすべてのセクタに対してリード／ライト試験を行って当該磁気ヘッドに関する欠陥処理を終了する。ブロック１１７では、欠陥処理が完了していない記録面があるかどうかを判断し、欠陥処理が完了していない記録面がある場合は、ブロック１０７に戻って対応する磁気ヘッドに設定されているフィルタ係数の値に対して修正係数を適用し、ブロック１０９以降の欠陥処理を継続する。ブロック１１７では、４つの記録面１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄすべてに対する欠陥処理が終了したと判断すると、ブロック１１８ですべての欠陥処理を終了する。
【００４８】
［修正係数の決定方法］
図７は、０℃近い動作環境温度で通常動作モードで動作したときに再生エラーが発生した磁気ディスク装置１０を動作環境温度６５℃で動作させ、ＦＩＲフィルタの修正係数を変更しながらリード／ライト試験を実施して再生エラーが発生した欠陥セクタと、再生エラーが発生しなかった健全セクタのＳＥＲを測定した結果の一例を示す図である。修正係数”０”は、ＦＩＲフィルタのフィルタ係数が理想的な値に設定されたままで修正されていない状態を示す。ＳＥＲとは、磁気ヘッドと磁気ディスクの記録面の対ごとに測定するパラメータであり、リード／ライト試験を行った結果エラーが検出されたセクタの数を再生したビット数の合計で除した値の常用対数である。また、ＥＣＣシンボル数は２にしているので、通常動作モードでは再生エラーが発生しなかった健全セクタにも再生エラーが発生している。グラフの中で、欠陥セクタと表示してあるのは、０℃近い低温の動作環境温度で再生エラーが発生したセクタを示している。
【００４９】
修正係数を”０”にして、通常動作モードでのＦＩＲフィルタのフィルタ係数のままで使用した場合、欠陥セクタに対するＳＥＲは約−５．６であり、健全セクタに対するＳＥＲは約−６．６程度である。修正係数をプラス方向に増大してゆくと、修正係数１．１程度までは健全セクタのＳＥＲは増大せず、欠陥セクタのＳＥＲだけが増大してゆく。さらに修正係数を増大してゆくと、欠陥セクタおよび健全セクタはともにＳＥＲが増大してゆくが、両者のＳＥＲには大きな差がでている。このことより修正係数を適用してフィルタ係数の値を最適な値から修正しＦＩＲフィルタの利得が低下した状態でリード／ライト試験を行うと、低い動作環境温度下で再生エラーが発生したセクタのＳＥＲを６５℃の動作環境温度下でも上昇させることができ、６５℃といった高い動作環境温度でリード／ライト試験を行っても、そのような欠陥セクタの検出が可能になることがわかる。
【００５０】
このことは、低い動作環境温度で動作させたときに再生エラーとして欠陥が顕在化するセクタを従来からある高温チャンバを利用したリード／ライト試験でも検出できることを示しており、低温チャンバなどの設備投資をしないで欠陥セクタの検出精度を向上することができる。修正係数は、通常のリード／ライト試験で採用しているＳＥＲの値、たとえば−４．０といったような値を基準にして欠陥セクタがそのようなＳＥＲになるように定めておくと、フィルタ係数を過剰に修正して健全セクタを欠陥登録してしまったり、低温で顕在化する欠陥セクタの検出精度が低下してしまったりといった状態を回避して適切な欠陥検出が可能になる。
【００５１】
ＦＩＲフィルタのフィルタ係数を修正係数で修正すると、低周波帯域の利得も低下するが低下の程度は高周波帯域の利得に比べて小さく、また、データ再生系の低周波帯域の利得が低下しても欠陥セクタの検出に与える影響はほとんどないので検出精度上の問題はない。
【００５２】
これまで、ＦＩＲフィルタのフィルタ係数を修正することでデータ再生系の高周波利得を低下させ、低い動作環境温度でのデータ再生系の周波数特性を擬似的に生成して欠陥処理する方法を説明したが、本発明の範囲は、ＦＩＲフィルタのフィルタ係数の調整に限定するものではなく、プログラマブルにカット・オフ周波数を変更できるＬＰＦ５３などの他の構成要素を調整して行うこともできる。ＬＰＦの場合は、カット・オフ周波数を下げると高周波帯域の利得が低下する。また、これらの２つ以上の構成要素を組み合わせてデータ再生系の高周波帯域の利得調整をすることにより欠陥処理をすることもできる。
【００５３】
これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示したこれらの実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限りこれまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】磁気ディスク装置の動作環境温度に対する再生信号の周波数特性を示す図である。
【図２】本実施の形態にかかる磁気ディスク装置の概略ブロック図である。
【図３】本実施の形態にかかる磁気ディスク装置のデータ再生系の概略ブロック図である。
【図４】本実施の形態にかかるＦＩＲフィルタの構成例を示すブロック図である。
【図５】ＰＲ４波形に対するデータ再生系の理想的な利得特性を示す図である。
【図６】本実施の形態にかかる欠陥処理工程を含む磁気ディスク装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図７】欠陥セクタと健全セクタのＳＥＲが、修正係数の値に応じて変化する状態を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１１、１２  磁気ディスク
２９  Ｒ／Ｗチャネル
５７  ＦＩＲフィルタ
７１  フィルタ係数乗算器
７３  加算器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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