(57)【要約】【課題】低温環境下での安定動作を保証するハードディスクドライブを提供する。【解決手段】動作保証温度範囲（第１の動作保証温度範囲）に適応するＢＰＩを持つ第１のディスク３Ａと、低温環境（第２の動作保証温度範囲）において安定動作を保証するＢＰＩを有する第２のディスク３Ｂとを設ける。環境温度が前記第１の動作保証温度範囲の最低温度Ｔ１以上である場合、第１のディスク３Ａに優先的に情報を記録し、環境温度がＴ１未満かつ第２の動作保証温度範囲の最低温度Ｔ２以上の範囲にある場合は、第２のディスク３Ｂに情報を記録し、温度がＴ１以上に高くなった後、ハードディスクドライブ１の空き時間などを利用して、第２のディスク３Ｂに記録されている情報を第１のディスク３Ａに移動する。【選択図】　　　図４
2004095010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の動作保証温度範囲に適応するＢＰＩ（線記録密度）を持つ第１の記録領域と、前記第１の動作保証温度範囲より中心温度が低い第２の動作保証温度範囲に適応するＢＰＩを持つ第２の記録領域とを有するディスク状の記憶媒体と、
この記憶媒体に対して信号の読み書きを行う読み書き手段と、
温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部によって検出された温度が前記第１の動作保証温度範囲の最低温度以上の場合、前記第１の記録領域に優先的に前記読み書き手段による書き込みを行い、前記検出された温度が前記第１の動作保証温度範囲の最低温度未満かつ前記第２の動作保証温度範囲の最低温度以上の場合は、前記第２の記録領域に前記読み書き手段による書き込みを行うように制御する制御手段と
を具備することを特徴とするディスク装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第２の記録領域に前記読み書き手段による書き込みを行った場合、前記検出された温度が前記第１の動作保証温度範囲の最低温度以上に高くなった後、前記第２の記録領域から前記第１の記録領域に記録情報を移動させるように制御することを特徴とする請求項１に記載のディスク装置。
【請求項３】
前記第１の記録領域および前記第２の記録領域が、それぞれディスクの単位で設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載のディスク装置。
【請求項４】
前記第１の記録領域および前記第２の記録領域が、それぞれ前記ディスクの信号記録面の単位で設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載のディスク装置。
【請求項５】
前記第１の記録領域および前記第２の記録領域が、それぞれ前記ディスクの一つの信号記録面内に設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載のディスク装置。
【請求項６】
ディスク状の記憶媒体に、第１の動作保証温度範囲に適応するＢＰＩを持つ第１の記録領域と、前記第１の動作保証温度範囲より中心温度が低い第２の動作保証温度範囲に適応するＢＰＩを持つ第２の記録領域とを設けておき、
環境温度が前記第１の動作保証温度範囲の最低温度以上の場合、前記第１の記録領域に優先的に前記読み書き手段による書き込みを行い、
前記環境温度が前記第１の動作保証温度範囲の最低温度未満かつ前記第２の動作保証温度範囲の最低温度以上の場合は、前記第２の記録領域に前記読み書き手段による書き込みを行うことを特徴とするディスク装置の環境温度に基づく制御方法。
【請求項７】
前記第２の記録領域に書き込みを行った場合、環境温度が前記第１の動作保証温度範囲の最低温度以上に高くなった後、前記第２の記録領域から前記第１の記録領域に記録情報を移動させることを特徴とする請求項６に記載のディスク装置の環境温度に基づく制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスク状の記憶媒体に対して信号の読み書きを行うディスク装置およびこのディスク装置を環境温度に応じて最適に制御する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディスク装置の動作保証温度範囲は、たとえば５℃〜５５℃程度とされている。動作保証温度範囲より低温の環境下では、ディスクの保磁力（Ｈｃ）が高くなりオーバーライト（ＯＷ）特性が悪化する、磁気ヘッドの素子のリセスによりディスクと素子との間隔が広くなる、などの原因により、ディスク装置のビットエラーレート（ＢＥＲ）が悪化するという不具合が発生するおそれがある。
【０００３】
そこで、低温環境下でディスク装置を使用する場合の対策が考えられている。その対策に関する公知技術には特開２００１−５７０１０号がある。
【０００４】
この発明は、装置内の温度を検出する手段と、それにより検出された温度が装置の動作保証範囲内かどうかを判定する手段と、動作保証範囲よりも低い温度であると判定された場合に、装置内の温度を上昇させる手段とを具備するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来技術においては、ディスク装置内の温度が動作保証温度範囲まで上昇するのに時間がかかり、それまでディスク装置の使用を待たされ、可用性に劣るという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、低温環境下での安定動作を確保できるとともに、内部熱源による温度上昇待ち時間などの使用上の制限を設ける必要がなく、可用性に優れたディスク装置とその環境温度に基づく制御方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のディスク装置は、第１の動作保証温度範囲に適応するＢＰＩ（線記録密度）を持つ第１の記録領域と、前記第１の動作保証温度範囲より中心温度が低い第２の動作保証温度範囲に適応するＢＰＩを持つ第２の記録領域とを有するディスク状の記憶媒体と、この記憶媒体に対して信号の読み書きを行う読み書き手段と、温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部によって検出された温度が前記第１の動作保証温度範囲の最低温度以上の場合、前記第１の記録領域に優先的に前記読み書き手段による書き込みを行い、前記検出された温度が前記第１の動作保証温度範囲の最低温度未満かつ前記第２の動作保証温度範囲の最低温度以上の場合は、前記第２の記録領域に前記読み書き手段による書き込みを行うように制御する制御手段とを具備するものである。
【０００８】
この発明により、ディスク装置の低温保証限界温度を通常の動作保証温度範囲より低い温度まで引き下げることができる。
【０００９】
さらに、この発明のディスク装置において、前記制御手段は、前記第２の記録領域に前記読み書き手段による書き込みを行った場合、前記検出された温度が前記第１の動作保証温度範囲の最低温度以上に高くなった後、前記第２の記録領域から前記第１の記録領域に記録情報を移動させるように制御するものであってよい。
【００１０】
ディスク装置の低温保証限界温度を通常の動作保証温度範囲より低い温度まで引き下げるためにＢＰＩ（線記録密度）が低い記録領域をディスク状の記憶媒体に確保しなければならないが、この発明によれば、ＢＰＩが低い第２の記録領域からＢＰＩが高い第１の記録領域に記録情報を移動させることによって、ＢＰＩが低い第２の記録領域は一時的な記録領域として使用されることになるので、大きな容量を必要としない。したがって、ＢＰＩが高い第１の記録領域のみを用いた場合を基準として、ＢＰＩが低い第２の記録領域に一部領域を置き換えたことによる全体的な容量低下分は、得られる効果に比して重大なデメリットとはなり得ない。
【００１１】
さらに、本発明のディスク装置において、前記第１の記録領域および前記第２の記録領域は、それぞれディスクの単位で設定されていてもよいが、ディスクの信号記録面の単位で設定されていてもよく、あるいは、ディスクの一つの信号記録面内に設定されているものであってよい。
【００１２】
このようにＢＰＩが低い第２の記録領域を、ディスクの単位で設定してもよいが、ディスクの一つの信号記録面に設定したり、ディスクの一つの信号記録面内の一部に設定することで、ＢＰＩが低い第２の記録領域に記憶媒体全体のうちの一部領域を置き換えたことによる全体的な容量低下分をよりいっそう低減することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施する場合の一形態を説明する。
【００１４】
図１は本発明のディスク装置を適用した実施の一形態であるハードディスクドライブ１の構成を示す斜視図である。
【００１５】
同図に示すように、このハードディスクドライブ１は、上面の開口した矩形箱状のケース２と、複数のねじによりケースにねじ止めされケース２上面の開口を閉塞するトップカバー（図示せず）とを備えている。
【００１６】
ケース２内には、ディスク状の記憶媒体であるたとえば一枚もしくは複数枚のディスク（プラッター）３と、このディスク３を支持および回転させるディスク駆動機構としてのスピンドルモータ（ＳＰＭ）４と、ヘッドアクチュエータ６とが配置されている。ここで、ディスク３には、たとえば直径６５ｍｍ（２．５インチ）で、両面に磁気記録層がそれぞれ設けられたプラッターが採用されている。
【００１７】
ヘッドアクチュエータ６は、ディスク３に対する信号の読み書きを行う素子であるヘッドを搭載した磁気ヘッドスライダ５および後述のランプ９と摺動するタブ９ａを先端部にもつサスペンション５ａと、このサスペンション５ａを先端に支持したアーム７とからなるヘッドサスペンションアセンブリ（ＨＳＡ）１５を複数積層して構成されるキャリッジと、このキャリッジをケース２の底壁に垂直に立設されたベアリングシャフト１３に対して回動自在に支持する軸受ユニット１２とで構成されている。
【００１８】
さらに、ケース２内には、ヘッドアクチュエータ６を駆動するボイスコイルモータ（ＶＣＭ）８と、磁気ヘッドスライダ５がディスク３の外周部に移動した際、上記タブ９ａと摺動してヘッドをディスク３から離間した所定の退避位置において保持するランプ９と、ヘッドドライバＩＣなどが搭載された基板ユニット１０が収容されている。
【００１９】
また、このケース２の部品収容部の裏側には、基板ユニット１０を介してスピンドルモータ（ＳＰＭ）４、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）８、およびヘッドの制御を行うためのＣＰＵ、メモリ、ＨＤＤコントローラ、その他の回路を搭載したプリント回路基板（図示せず）がねじ止めなどによって装着されている。
【００２０】
ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）８は、ヘッドアクチュエータ６の支持枠１６に固定されたボイスコイル１７と、ボイスコイル１７を挟み込むようにケース２上に固定された一対のヨーク１８と、一方のヨーク１８に固定された磁石１９とを備えている。
【００２１】
また、ケース２内には、このハードディスクドライブ１内の温度を検知する温度センサー（図示せず）が配置されている。
【００２２】
図２は、このハードディスクドライブ１のシステム構成を示すブロック図である。
【００２３】
同図において、プリアンプ回路２１は、ヘッド２９により読み出されたリード信号を増幅するリードアンプ、およびライトデータをライト電流に変換するライトアンプを有する。リード／ライト（Ｗ／Ｒ）信号処理回路２２は、Ａ／Ｄ変換処理、ライトデータの符号化処理およびリードデータの復号化処理などの各種の信号処理を行う。ハード・ディスク・コントローラ（ＨＤＣ）２３は、当該ハードディスクドライブ１とホストシステム（パーソナルコンピュータやディジタル機器）とのインターフェースを処理し、たとえばリード／ライトデータの転送制御などを行う。
【００２４】
モータドライバ２４は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）８を駆動するためのＶＣＭドライバ２４Ａと、スピンドルモータ（ＳＰＭ）４を駆動するためのＳＰＭドライバ２４Ｂとを有する。
【００２５】
温度センサー２８は当該ハードディスクドライブ１内部の温度情報をＣＰＵ２５に伝達する。
【００２６】
ＣＰＵ２５は、当該ハードディスクドライブ１のメイン制御装置であり、たとえば、ディスク３に信号を書き込む際に温度センサー２８から温度情報を取り込み、この温度情報に基づいて、以下説明するように、互いに異なる線記録密度（ＢＰＩ：ｂｉｔ　ｐｅｒ　ｉｎｃｈ）が設定された二枚のディスクのうちから信号を記録するディスクを選定したり、より低いＢＰＩが設定されたディスクからより高いＢＰＩが設定されたディスクへデータを移動させるなどの制御を行う。ここで、ＢＰＩは、１トラック上の１インチ当たりのビット数であり、このＢＰＩが増加するとディスク３からからヘッド２９への転送速度が必然的に増加する。
【００２７】
メモリ２６は、ＲＡＭ及びフラッシュＥＥＰＲＯＭを含み、ＣＰＵ２５の制御プログラムや、各種パラメータを格納する。
【００２８】
図３は、あるハードディスクドライブでの、環境温度、ＢＰＩ、およびビットエラーレート（ＢＥＲ）の相関を示したもので、（ａ）は環境温度２５℃（動作保証温度）でのＢＰＩとＢＥＲとの相関、（ｂ）は環境温度−２０℃（低温環境）でのＢＰＩとＢＥＲとの相関を示している。
【００２９】
ＢＰＩ０は、動作保証温度範囲（たとえば５℃〜５５℃）で安定動作を保証するＢＰＩである。各グラフ（ａ）（ｂ）の横軸にはＢＰＩ／ＢＰＩ０の値をとってある。
【００３０】
これらのグラフから、ＢＥＲは、ＢＰＩが小さくなるにつれて低下するという相関が存在することが読み取れる。また、（ａ）の環境温度２５℃におけるＢＰＩ０とＢＥＲの関係から、安定動作を保証するＢＥＲの条件とは、およそ−５乗（１／１００，０００）以下であると言うことができる。
【００３１】
この安定動作を保証するＢＥＲの条件を低温環境（−２０℃）下で満足するＢＰＩ／ＢＰＩ０の値は０．８付近にあり、言い換えれば、０．８程度までＢＰＩを下げれば　低温環境（−２０℃）での安定動作が保証されるということができる。
【００３２】
もちろんこの値は低温環境を−２０℃とした場合の例であり、低温環境の温度設定次第で、低温環境において安定動作を保証するＢＰＩは変わってくるし、また、ヘッドやメディアによっても異なるものと考えられる。したがって、実際の運用にあたっては、ハードディスクドライブのモデル毎に、低温環境と、この低温環境において安定動作を保証するＢＰＩを選定することとなる。
【００３３】
この実施形態のハードディスクドライブ１は、メディアとして、たとえば図４および図５に示すように、動作保証温度範囲で安定動作を保証するＢＰＩを有する第１のディスク３Ａと、低温環境において安定動作を保証するＢＰＩを有する第２のディスク３Ｂとを備える。図４において４１Ａ，４１Ｂはそれぞれ第１のディスク３Ａ、第２のディスク３Ｂにおける個々の一つのセクタを示しており、このセクタの円周方向の長さをＬ１，Ｌ２とすると、Ｌ１の逆数とＬ２の逆数との比が第１のディスク３ＡのＢＰＩと第２のディスク３ＢのＢＰＩとの比に対応する。
【００３４】
ただし、同図の例は、第１のディスク３Ａと第２のディスク３ＢとのＢＰＩの関係が（第１のディスク３Ａ＜第２のディスク３Ｂ）であることを概略的に示したものであり、実際には、たとえばＣＤＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ　Ｄｅｎｓｉｔｙ　Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ）　方式など、内周と外周のＢＰＩが平均的にほぼ等しくなるような記録方式が採用されることが一般である。
【００３５】
次に、このハードディスクドライブ１での環境温度に基づく制御方法について説明する。
【００３６】
温度センサー２８はハードディスクドライブ１内の温度ｔをモニタしている。ＣＰＵ２５は温度センサー２８の温度情報を取り込み、この温度情報に基づいて以下のような制御を行う。
【００３７】
あらかじめ二つの低温保証限界温度Ｔ１，Ｔ２（Ｔ１＞Ｔ２）をフラッシュＥＥＰＲＯＭなどに用意しておく。ここでＴ１は動作保証温度範囲（第１の動作保証温度範囲）で安定動作を保証するＢＰＩを持つ第１のディスク３Ａの低温保証限界温度（たとえば５℃）、Ｔ２は低温環境（第２の動作保証温度範囲）において安定動作を保証するＢＰＩを持つ第２のディスク３Ｂの低温保証限界温度（たとえば−２０℃）である。
【００３８】
▲１▼　温度ｔがＴ１以上であるかどうかを判定する。
【００３９】
▲２▼　温度ｔがＴ１以上である場合は、第１のディスク３Ａに情報を優先的に記録する。すなわち高いＢＰＩでの記録が行われる。ただし、第１のディスク３Ａに空き容量がなくなれば第２のディスク３Ｂに情報を記録する。
【００４０】
▲３▼　温度ｔがＴ１未満である場合は、次に、温度ｔがＴ１未満かつＴ２以上の範囲にあるかどうかを判定する。
【００４１】
▲４▼　温度ｔがＴ１未満かつＴ２以上の範囲にある場合は、まず、第２のディスク３Ｂに情報を記録する。すなわち低いＢＰＩでの記録が行われる。
【００４２】
▲５▼　第２のディスク３Ｂに情報を記録した後、ハードディスクドライブ１が動作している間には次第に温度ｔが上昇する。
【００４３】
▲６▼　温度ｔがＴ１以上になったかどうかを判定する。
【００４４】
▲７▼　温度ｔがＴ１以上に高くなった後、ハードディスクドライブ１の空き時間、すなわち外部からのアクセス要求が発生していない期間を利用して、第２のディスク３Ｂに記録されている情報を第１のディスク３Ａに移動させる。
【００４５】
また、温度ｔがＴ２未満である場合も考えられる。
【００４６】
▲８▼　この場合は、各ディスク３Ａ，３Ｂに対する読み書きの実行は禁止状態とし、各部への通電や、スピンドルモータ（ＳＰＭ）４の駆動、ヘッドを所定のトラック（たとえばシステムエリア内）に位置決めし、ヘッドに書き込み電流を供給するダミーライトなどを行うことによってハードディスクドライブ１の内部温度を上げる。そして温度がＴ２よりも高くなった後、▲４▼の第２のディスク３Ｂへの情報の記録を行う。
【００４７】
このような制御を行うことによって、ハードディスクドライブ１の低温保証限界温度をＢＰＩが高い第１のディスク３ＡのＴ１からＢＰＩが低い第２のディスク３ＢのＴ２にまで広げられる。また、ＢＰＩが高い第１のディスク３Ａだけを用いた場合の全体的な記憶容量を基準として、ＢＰＩが低い第２のディスク３Ｂを用いたことによる全体容量の低下分は、ＢＰＩが低い第２のディスク３Ｂだけを用いた場合より少なくて済む。
【００４８】
したがって、低温環境で使用される頻度が高い場合には、ＢＰＩが低い第２のディスク３Ｂによる記憶容量の低下分があるにしても、可用性、信頼性などの点で有効なハードディスクドライブ１を実現することができる。
【００４９】
以上の実施形態では、ＢＰＩが異なる二枚のディスクを用いた場合について説明したが、ディスクが一枚であっても、本発明は適用可能である。
【００５０】
たとえは、図６に示すように、一枚のディスク３の一方の信号記録面３１のＢＰＩとして動作保証温度範囲（第１の動作保証温度範囲）で安定動作を保証するＢＰＩを設定し、他方の信号記録面３２のＢＰＩとして低温環境（第２の動作保証温度範囲）において安定動作を保証するＢＰＩを設定しておき、前記の実施形態と同様の動作を行うようにしてもよい。
【００５１】
さらに、複数のディスクのうち、いずれか一枚のディスクの一方の信号記録面のＢＰＩのみを低温環境において安定動作を保証するＢＰＩに設定し、その他の信号記録面（他のディスクを含む）のＢＰＩを動作保証温度範囲で安定動作を保証するＢＰＩに設定しても構わない。
【００５２】
また、図７に示すように、ディスク３の一つの面もしくは両面の信号記録面内を複数の領域３４，３５に分割しておき、一部の領域３４のＢＰＩを低温環境において安定動作を保証するＢＰＩに設定し、その他の領域のＢＰＩを動作保証温度範囲で安定動作を保証するＢＰＩに設定しても構わない。
【００５３】
このように、一枚のディスクの一つの面、あるいはその一つの面の一部領域のみのＢＰＩを低温環境において安定動作を保証するＢＰＩに設定することで、ハードディスクドライブ１の全体記憶容量の低下分を、第１の実施形態に比べて減らすことができる。
【００５４】
低温環境において安定動作を保証するＢＰＩの領域をドライブ全体としてどのくらい確保するかは、ハードディスクドライブ１を動作されたとき、温度が、ＢＰＩが低い領域のＴ２からＢＰＩが高い領域のＴ１まで上昇する時間とデータ転送速度とを調べ、Ｔ２からＴ１の温度範囲の期間に記録可能なる最大の記録容量を考慮して決めることとする。
【００５５】
なお、本発明は上述したいずれの実施形態にも限定されず、本発明の技術思想の範囲内で適宜変更して実施できる。
【００５６】
前記実施形態では、本発明をハードディスクドライブに適用したものについて説明したが、ハードディスク以外のディスク状の記憶媒体を用いたディスク装置にも本発明は適用することが可能である。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ディスク装置の低温保証限界温度を通常の動作保証温度範囲より低い温度まで引き下げることができ、低温環境下での安定動作を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のディスク装置を適用した実施の一形態であるハードディスクドライブの構成を示す斜視図である。
【図２】図１のハードディスクドライブのシステム構成を示すブロック図である。
【図３】ハードディスクドライブでの環境温度、ＢＰＩ、ＢＥＲの相関を示したグラフである。
【図４】ＢＰＩが異なる各ディスクのセクタ構造の例と環境温度に応じた制御の手順を示すフローチャートである。
【図５】図４のＢＰＩが異なる各ディスクを用いたハードディスクドライブの構成の一部を示す側面図である。
【図６】ディスクの表裏各記録面にＢＰＩが異なる領域を設けた例を示す側面図である。
【図７】ディスクの一方面にＢＰＩが異なる分割領域を設けた例を示す図である。
【符号の説明】
１・・・・ハードディスクドライブ
３Ａ，３Ｂ・・・ＢＰＩが異なるディスク
２８・・・・温度センサー
２５・・・・ＣＰＵ
２６・・・・メモリ
２９・・・・ヘッド
４１Ａ，４１Ｂ・・・・セクタ
Ｔ１，Ｔ２・・・・低温保証限界温度
【図１】
2004095010.tif 000003
【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】
2004095010.tif 000008
【図７】
2004095010.tif 000009