(57)【要約】【課題】ロード／アンロード領域にデータを記録する。【解決手段】データ領域のデータ・セクタに割り当てた論理ブロック・アドレス（ＬＢＡ）のアドレス番号（１〜９８０）よりホスト装置からのアドレス指定が劣位となるアドレス番号（９８１〜１０６５）を、絶対ブロック・アドレス（ＡＢＡ）が１００１から１１００までのロード／アンロード領域のデータ・セクタにＬＢＡとして割り当てる。この結果、ホスト装置が磁気ディスク装置にアドレス指定するときにロード／アンロード領域に対する優先順位が下がるので、記憶容量の増大を図りながら実質的なパフォーマンスの低下を抑制することができる。【選択図】図８
2007109333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ヘッドを搭載したヘッド／スライダと、
前記ヘッド／スライダが退避するランプと、
それぞれデータ・セクタを含むデータ領域とロード／アンロード領域とが定義されている磁気ディスクと、
前記データ領域のデータ・セクタに割り当てた論理ブロック・アドレスのアドレス番号よりホスト装置からのアドレス指定が劣位となるアドレス番号を前記ロード／アンロード領域のデータ・セクタに論理ブロック・アドレスとして割り当てた制御部と
を有する磁気ディスク装置。
【請求項２】
前記アドレス指定が前記アドレス番号の昇順で劣位となり、前記制御部は前記データ領域のデータ・セクタが有する前記アドレス番号の最大値より大きいアドレス番号を前記ロード／アンロード領域のデータ・セクタに前記論理ブロック・アドレスとして割り当てた請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項３】
前記アドレス指定が前記アドレス番号の昇順で劣位となり、前記制御部は前記磁気ディスクのデータ・セクタに割り当てられたすべての前記アドレス番号の最大値を前記ロード／アンロード領域のデータ・セクタに前記論理ブロック・アドレスとして割り当てた請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項４】
前記アドレス番号の最大値が前記ロード／アンロード領域に定義された使用可能な最も外周側のデータ・トラック又は最も内周側のデータ・トラックに含まれるデータ・セクタに割り当てられた請求項３記載の磁気ディスク装置。
【請求項５】
前記磁気ディスクに書き込まれたサーボ・トラックの総本数に対して前記ロード／アンロード領域に書き込まれたサーボ・トラックの本数が９％〜１２％を占めるように前記データ領域と前記ロード／アンロード領域が定義された請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項６】
前記ロード／アンロード領域のデータ・セクタをリアサインするための代替セクタが前記ロード／アンロード領域内に設けられている請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項７】
前記制御部は、リード・ハード・エラーが発生していない前記ロード／アンロード領域のデータ・セクタにデータを記録するときにライト・ベリファイを行う請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記ロード／アンロード領域のデータ・セクタにデータを記録するときに同一データを前記ロード／アンロード領域の他のデータ・セクタにも記録する請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項９】
前記制御部は、エラー・リカバリ・プロシジャのオフライン・コレクションを、前記ロード／アンロード領域のデータ・セクタに対して前記データ領域のデータ・セクタよりも早いステップで実行する請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記ロード／アンロード領域のデータ・セクタにリード・ハード・エラーが発生した後に前記データ・セクタに対するデータの記録命令を受け取ったとき、前記データ・セクタに前記データを記録しないで代替セクタにオートマチック・リアサインをして記録する請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項１１】
前記制御部は、リード・エラーがエラー回復プロシジャの特定のステップで回復した場合に実行するオートマチック・リアサインを、前記ロード／アンロード領域のデータ・セクタに対して前記データ領域のデータ・セクタよりも早いステップで実行する請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項１２】
リフト・タブを備えヘッド／スライダを支持するヘッド支持機構と磁気ディスクとランプとを含む磁気ディスク装置を製造する方法であって、
前記磁気ディスクにサーボ・データを書き込んでデータ・セクタを定義するステップと、
前記磁気ディスクにデータ領域とロード／アンロード領域を定義するステップと、
前記ロード／アンロード領域のデータ・セクタに試験データを記録するステップと、
前記試験データを再生してリード・エラーを検出し前記ロード／アンロード領域のデータ・セクタを欠陥登録するステップと、
前記ロード／アンロード領域のデータ・セクタに前記データ領域のデータ・セクタよりホスト装置のアドレス指定の順序が劣位のアドレス番号を論理ブロック・アドレスとして割り当てるステップと
を有する磁気ディスク装置の製造方法。
【請求項１３】
前記サーボ・データを書き込むステップが、セルフ・サーボ・ライト方式で前記磁気ディスクの最内周側から前記リフト・タブが前記ランプに接触する位置までサーボ・データを書き込むステップを含む請求項１２記載の製造方法。
【請求項１４】
前記試験データを記録するステップが、前記ヘッド／スライダが前記ランプから７０００回乃至１３０００回のロード／アンロードを繰り返すステップを含む請求項１２記載の製造方法。
【請求項１５】
前記欠陥登録するステップが、前記データ領域のデータ・セクタに対して欠陥を認定する基準より前記ロード／アンロード領域のデータ・セクタに対して欠陥を認定する基準を低く設定するステップを含む請求項１２記載の製造方法。
【請求項１６】
前記試験データを前記データ領域に記録するステップを含み、前記リード・エラーを検出するステップが、前記データ領域のデータ・セクタから前記試験データを再生するときのエラー訂正コードのシンボル数より前記ロード／アンロード領域のデータ・セクタから前記試験データを再生するときの前記エラー訂正コードのシンボル数を小さくするステップを含む請求項１２記載の製造方法。
【請求項１７】
磁気ヘッドを搭載したヘッド／スライダと、
前記ヘッド／スライダが退避するランプと、
記録面全体に渡って最内周シリンダから最外周シリンダまで複数のシリンダが定義され、各シリンダに複数のデータ・セクタが定義されている磁気ディスクと、
前記複数のシリンダの中から選択した特定のシリンダと前記最外周シリンダとの間に配置したデータ・セクタに対して、前記特定のシリンダと前記最内周シリンダとの間に配置したデータ・セクタに割り当てた論理ブロック・アドレスのアドレス番号よりホスト装置からのアドレス指定が劣位となるアドレス番号を論理ブロック・アドレスとして割り当てた制御部と
を有する磁気ディスク装置。
【請求項１８】
前記制御部は、前記特定のシリンダより前記最内周シリンダに向かって並んだデータ・トラックの順番にホスト装置からのアドレス指定が劣位となるアドレス番号を各データ・セクタに論理ブロック・アドレスとして割り当てた請求項１７記載の磁気ディスク装置。
【請求項１９】
前記制御部は、前記特定のシリンダと前記最内周シリンダとの間に定義された複数のシリンダを複数のゾーンに分割し、内側のゾーンに含まれるデータ・セクタに対するホスト装置からのアドレス指定が外側のゾーンに含まれるデータ・セクタに対するホスト装置からのアドレス指定より劣位となるアドレス番号を各ゾーンに含まれるデータ・セクタに論理ブロック・アドレスとして割り当てた請求項１７記載の磁気ディスク装置。
【請求項２０】
前記磁気ディスクにデータ領域とロード／アンロード領域が定義されており、前記制御部は前記特定のシリンダを前記データ領域に含まれるシリンダの中で最も前記ロード／アンロード領域に近い位置に定義されているシリンダとして選択した請求項１７記載の磁気ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロード／アンロード方式を採用する磁気ディスク装置の記憶容量を増大する技術に関し、さらに詳細にはロード／アンロード領域に対して信頼性およびパフォーマンスを低下させないでデータを記録する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置には、磁気ディスクにアクセスしていない間にヘッド／スライダを退避させる場所として、磁気ディスクの外周縁付近に設けたランプを使用するロード／アンロード方式を採用しているものがある。磁気ディスクの外周縁近辺の記録面には、ヘッド／スライダがロードするときの領域としてロード／アンロード領域が定義されている。ロード／アンロード領域の内周側にはユーザ・データの記録をする領域であるデータ領域が定義されている。
【０００３】
ロード／アンロード領域にもサーボ・データが書き込まれている領域があり、この領域に対してもデータ領域と同様にデータを記録することは、ファームウエアに変更を加えることで磁気ディスクのフォーマット上は可能である。しかし、ランプから磁気ディスクにロードしたヘッド／スライダがロード／アンロード領域にある間は浮上姿勢が不安定なため磁気ディスクの記録面に接触して磁気ディスクを損傷させる恐れがあり、ロード／アンロード領域をユーザ・データの記録領域として使用するためにはデータの信頼性を考慮する必要がある。
【０００４】
特許文献１は、ディスク装置のロード／アンロード領域にデータを記録することが記載されている。同文献には、磁気ディスク装置は通常エラー回復プロシジャを備えていること、パフォーマンスが低下した場合にはデータを代替トラックまたはシリンダに再配置することが記載されている。さらにロード／アンロード領域に記録したデータのエラー・レートが緩やかに増大したり不規則に増大したりしても問題はないが、閾値を超えて増大すると装置の深刻な故障に至る恐れがあることが記載されている。
【０００５】
特許文献２は、ロード時に記録されたデータにトランスデューサが接触するのを防止するために磁気ディスクの外周付近にデータの記録には使用しないトレランス・バンドを設ける必要がある旨記載されている。そして可動式のランプ機構を設けてディスクの外周縁近辺でデータの記録に使用できる領域を拡大する技術を開示している。特許文献３は、ロード／アンロード領域の円周方向に円弧状のロード／アンロード・ゾーンを設け、ロード／アンロード・ゾーン以外の領域にデータを記録することで、ロード／アンロード領域をデータ記録に利用する技術を開示する。
【特許文献１】米国特許第５６３３７６７号明細書
【特許文献２】米国特許第６４８０３６１号明細書
【特許文献３】特開２００５−０８５３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
背景技術で示した特許文献にあるように、ロード／アンロード領域をユーザ・データの記憶領域として使用するには、ヘッド／スライダとの接触により磁気ディスクに発生する欠陥に対処しておく必要がある。以後、本発明においてはユーザ・データのことを単にデータと称し、ユーザ・データ以外のデータを適宜サーボ・データまたは試験データなどと称して区別することにする。
【０００７】
ロード／アンロード領域にもサーボ・データは書き込まれていてデータ・セクタが定義されているので、パフォーマンスを低下させずかつ信頼性を保証できれば、ロード／アンロード領域は磁気ディスク装置の記憶容量の増大に貢献することができる。特に、ロード／アンロード領域は、磁気ディスクの外周側に定義されているので、いわゆるゾーン・ビット・レコーディング （Zoned Bit Recording）方式を採用する場合、磁気ディスクの外周側の方が１トラックにより多くのデータ・セクタを含むことができるようになるので記憶容量を増大するときの効果は大きい。
【０００８】
そこで本発明の目的は、磁気ディスクのロード／アンロード領域に信頼性またはパフォーマンスを低下させないでデータを記録することができる磁気ディスク装置を提供することにある。さらに本発明の目的は、そのような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、そのような磁気ディスク装置におけるデータの記録再生方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
ロード／アンロード領域はヘッド／スライダがロードするときに傷が付きやすいので、データの記録に使用するにはデータ領域に対する方法とは異なる方法で、信頼性を向上させたりパフォーマンスを向上させたりする工夫が必要である。本発明においては、データ領域のデータ・セクタに割り当てた論理ブロック・アドレス（Logical Block Address、以下ＬＢＡという。）のアドレス番号よりホスト装置からのアドレス指定の順位が劣位となるアドレス番号を前記ロード／アンロード領域のデータ・セクタにＬＢＡとして割り当てる。ロード／アンロード領域は、データを記録したあともヘッド／スライダのロードにより傷が付きやすくリード・エラーが発生しやすい。
【００１０】
ロード／アンロード領域に記録したデータに対してリード・エラーが発生すると複数のステップからなるエラー回復プロシジャが実行されてエラーの回復作業が行われるのでパフォーマンスが低下する。一方ホスト装置がＬＢＡアドレッシング方式を採用すれば、ファイルやプログラムを記録するときの記録場所に対してＬＢＡのアドレス番号の順番でアドレス指定をするので、劣位となるアドレス番号のデータ・セクタは利用頻度が低下する。したがって、ロード／アンロード領域に対するアクセス頻度は低くなるので、実用上はパフォーマンスの低下を防ぐことができる。
【００１１】
アドレス番号の順序は、ホスト装置のシステムが磁気ディスクに対してデータを記録するときの優先順位であれば、昇順でも降順でもあるいは何らかの演算を施した順番でもよい。劣位の順序がアドレス番号の昇順の場合は、ロード／アンロード領域のすべてのデータ・セクタは、データ領域のデータ・セクタが有するアドレス番号の最大値より大きいアドレス番号を前記論理ブロック・アドレスとして有することになる。このことは、ロード／アンロード領域のいずれかのデータ・セクタが磁気ディスク全体のデータ・セクタの中でアドレス番号が最大の論理ブロック・アドレスを有することに相当する。アドレス番号が最大の論理ブロック・アドレスは、ロード／アンロード領域のデータ・トラックの中で使用可能な最も外周側のトラックまたは最も内周側のトラックに割り当てることができる。
【００１２】
使用可能なデータ・トラックは、当該データ・トラックが属するサーボ・トラックに欠陥がなく、かつ、当該データ・トラックには欠陥のないデータ・セクタが最低１個は含まれていることを意味する。製造上の公差を考慮して、磁気ディスクに書き込まれたサーボ・トラックの総本数に対してロード／アンロード領域に含まれるサーボ・トラックの本数が９％〜１２％を占めるようにデータ領域とロード／アンロード領域を定義する。ロード／アンロード領域に配置されたデータ・セクタをリアサインするための代替セクタは、ロード／アンロード領域内に設ける。この結果、データ領域に影響を与えないでロード／アンロード領域をデータの記憶に使用し、磁気ディスク装置全体としての記憶容量を増大することができる。ロード／アンロード領域のデータ・セクタにリード・ハード・エラーが発生していないときにデータを記録する場合でもライト・ベリファイを行ったり、ロード／アンロード領域に記録するときは同一データを複数のデータ・セクタに記録したりすることで、ロード／アンロード領域に対するデータの記録を確実に行うことができる。
【００１３】
オフライン・コレクションを、ロード／アンロード領域に対してデータ領域よりも早いステップで実行することにより、エラー回復プロシジャを必要以上に実行しないでリード・エラーの回復を図ることができる。ロード／アンロード領域のデータ・セクタにリード・ハード・エラーが発生したあとに同一のデータ・セクタに対するデータの記録命令を受け取ったときは、当該データ・セクタにデータを記録しないで代替セクタにオートマチック・リアサインをする。ロード／アンロード領域のデータ・セクタにリード・ハード・エラーが発生したときは、ライト・ベリファイしながら再度同一データ・セクタに記録するよりも代替セクタを利用した方が信頼性を維持する面で望ましい。また同様の理由で、リード・エラーがエラー回復プロシジャの特定のステップで回復した場合に実行するオートマチック・リアサインを、ロード／アンロード領域に対してはデータ領域に対するよりも早いステップで実行する。
【００１４】
本発明の他の態様では、ロード／アンロード領域にデータを記録するのに適した磁気ディスク装置の製造方法を提供する。ファームウエアは、ロード／アンロード領域のデータ・セクタにデータ領域のデータ・セクタよりホスト装置のアドレス指定の順序が劣位のアドレス番号を論理ブロック・アドレスとして割り当てるように構成される。サーボ・データはセルフ・サーボ・ライト方式で書き込むことができるが、本発明ではサーボ・トラック・ライタで書き込んでもよい。ロード／アンロード領域のデータ・セクタに対して欠陥登録検査を行うときは、ヘッド／スライダをランプから７０００回乃至１３０００回だけロード／アンロードさせて、傷の発生を飽和させておくと、欠陥登録後に新たな欠陥セクタが発生することを抑制することができる。また、データ領域のデータ・セクタに対する欠陥セクタの認定基準よりロード／アンロード領域のデータ・セクタに対する認定基準を低く設定しておくと、ロード／アンロード領域のデータ・セクタから記録性能の低下したデータ・セクタをより高い精度で排除することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、磁気ディスクのロード／アンロード領域に信頼性とパフォーマンスを低下させないでデータを記録することができる磁気ディスク装置を提供することができた。さらに本発明により、そのような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、そのような磁気ディスク装置におけるデータの記録再生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】
【００１６】
［磁気ディスク装置の説明］
図１は、本発明の実施の形態にかかる磁気ディスク装置１０の概略構成を示す平面図である。ベース１１には、磁気ディスク１３とヘッド支持機構１５が設けられている。ヘッド支持機構１５はロータリー式アクチュエータといわれ、先端側にヘッド／スライダを搭載してピボット軸１７を中心に矢印Ａまたは矢印Ｂ方向に回動動作をする。ヘッド／スライダはスライダと磁気ヘッドで構成されている。再生ヘッドと記録ヘッドからなる磁気ヘッドは、スライダに所定の間隔を隔てて形成されている。ヘッド支持機構１５の先端には、リフト・タブ１９が形成されており、磁気ディスク１３の回転が停止する際には、リフト・タブ１９がランプ２１の傾斜面を滑りながらヘッド支持機構１５が矢印Ａ方向に回転してヘッド／スライダを退避させる。このようにランプ２１を使用してヘッド／スライダを退避させる方式をロード／アンロード方式という。
【００１７】
図２は、図１に示した磁気ディスク装置１０の概略ブロック図である。磁気ディスク装置１０は、回路基板５３にＲ／Ｗチャネル５１、制御部５５、電源／ドライバ５７、インターフェース６３、およびインターフェース・コネクタ６１を実装している。Ｒ／Ｗチャネル５１はデータ・ビット列を磁気ディスクに記録するためのビット列に変換する変調回路および逆方向に変換する復調回路、パラレル・データとシリアル・データを変換するパラレル／シリアル変換器、再生信号を一定の電圧レベルに調整する可変利得増幅器（ＶＧＡ）、ＰＲＭＬ方式でデータを複合するビタビ復号器などを備えている。
【００１８】
制御部５５は、ホスト装置との通信を制御したり、磁気ディスク装置の動作を制御したりするＭＰＵ、ＭＰＵが実行するファームウエアや各種プログラムを格納するＲＯＭ、プログラムの実行や作業領域として使用するＲＡＭ、およびホスト装置から送られたデータ・ビットに対する訂正ビットを生成したり、磁気ディスク１３から再生したデータのビット・エラーを訂正したりするＥＣＣ回路などで構成されている。ＭＰＵはホスト装置から送られたリード・コマンドやライト・コマンドを解釈し、サーボ・データの再生信号と位置制御のプログラムによりボイス・コイル・モータの制御信号を生成して電源／ドライバ回路５７に送りヘッド支持機構１５の動作を制御する。ＭＰＵが実行するプログラムには、本実施の形態にかかるロード／アンロード領域のデータ・セクタに対するデータの記録再生を実行するためのファームウエアを含んでいる。
【００１９】
インターフェース６３は、ホスト装置との間で転送するデータを一時的に記憶するバッファ・メモリ、バッファ・メモリを制御するバッファ・コントローラを備えている。電源／ドライバ５７は、磁気ディスク１３を回転させるスピンドル・モータに動作電流を供給したりヘッド支持機構１５を駆動するボイス・コイルに動作電流を供給したりするドライバ、ＤＡコンバータ、電源回路などで構成されている。
【００２０】
図３は磁気ディスクの記録面のフォーマットを示す図である。磁気ディスク１３は上側と下側の２つの記録面を備えている。磁気ディスク装置１０はデータ面サーボ方式を採用しており、磁気ディスク１３の記録面には、ほぼ全体的にそれぞれ図３（Ａ）に示すように、放射状に定義された複数のサーボ・セクタ１０５にシリンダ番号、サーボ・セクタ番号、およびバースト・パターンなどのサーボ・データが書き込まれている。サーボ・セクタ１０５に書き込まれたサーボ・データは記録ヘッドおよび再生ヘッドの半径方向の位置を画定する同心円状の複数のサーボ・トラック１１３を定義する。
【００２１】
円周方向における各サーボ・セクタ１０５の間にはデータ・セクタ領域１０７が配置されている。サーボ・セクタ１０５には、サーボ・データが磁気ディスク１３の外周縁１０３までは書き込まれておらず、サーボ・トラック１０４の位置で終わっている。サーボ・データにより定義される最も外周側に書き込まれたサーボ・トラックで構成されるシリンダを最外周シリンダ［L/UL］１０４ということにする。また最も内周側のサーボ・トラック３１で構成されるシリンダを最内周シリンダ［Data］３１ということにする。最外周シリンダ［L/UL］１０４についてはのちに詳しく説明する。シリンダはヘッド支持機構に搭載された複数の再生ヘッドが特定のサーボ・トラックに位置づけられたときに、各再生ヘッドが対応する記録面において位置づけられているサーボ・トラックの集合である。
【００２２】
記録ヘッドと再生ヘッドが分離された構造でスライダに形成された複合型の磁気ヘッドでは、データ記録のために再生ヘッドを特定のサーボ・トラックに位置づけたときに記録ヘッドは同一のサーボ・トラック上にはなく、リード／ライト・オフセットの量だけ離れた位置にある。データを書き込んでゆくときに記録ヘッドが通過するトラックをデータ・トラックという。図３（Ｂ）はデータ・トラックのフォーマットの一部を示す図である。各データ・セクタ領域１０７には、図３（Ｂ）に示すような２〜５個程度のデータ・セクタ１０８が定義される。ファームウエアは、データ・セクタ１０８の半径方向の位置をシリンダ番号で認識し、円周方向の位置をサーボ・セクタ番号に基づいて認識する。ファームウエアは、データ・セクタ領域１０７に隣接するサーボ・セクタを検出してからの経過時間を測定したり、サーボ・セクタを検出してから再生ヘッドを通過するデータ・セクタ１０８の数をカウントしたりして各データ・セクタ１０８を特定する。
【００２３】
１つのデータ・セクタ１０８は、リード／ライト・チャネル５１が利得調整をしたり同期をとったりするためのプリアンブル１０９、再生時にデータ・ブロック１１１に記録されたデータの先頭をみつけるためのＳＹＮＣパターン１１０、データを記憶する５１２バイトのデータ・ブロック１１１、データ・ブロック１１１に記録されたデータのビット・エラーを検査したり訂正したりするエラー訂正符号（以下、ＥＣＣという。）を記録するためのＥＣＣ領域１１２を含んでいる。本発明においてデータ・ブロック１１１の大きさは、５１２バイトに限定する必要はなく他の大きさであってもよい。
【００２４】
［磁気ディスクの外周近辺の構成］
図４は、磁気ディスク１３の外周縁１０３近辺の領域と、ランプ２１の断面を示す図である。磁気ディスク１３は記録面１４ａ、１４ｂを備え、ヘッド支持機構１５（図１）はこれらの記録面に対応する２つのヘッド／スライダ２３を支持している。図４ではヘッド支持機構１５の中でリフト・タブ１９とヘッド／スライダ２３だけが示されている。ランプ２１は２つの傾斜面２２を備えており、図４はロード時にリフト・タブ１９が傾斜面２２から離れる瞬間を示している。
【００２５】
アンロード時にリフト・タブ１９が傾斜面２２に接触する瞬間におけるヘッド／スライダの位置は、図４に示したヘッド／スライダ２３の位置とは若干異なる。磁気ディスクの記録面１４ａ、１４ｂには、内周側に配置されたデータ領域２７と外周側に配置された非データ領域２９が定義されている。データ領域２７はファームウエアがデータの記録に使用する領域であり、非データ領域２９は、通常の磁気ディスク装置においてデータの記録には使用していない領域である。記録面１４ａ、１４ｂにおいて、データ領域２７と非データ領域２９の磁性層や保護層などの物理的な構造には差異がない。また、データ領域２７には、ユーザには開放しないでシステムが専用に使用するシステム領域が設けられている。
【００２６】
［サーボ・データの書き込み方法］
非データ領域２９は、ロード／アンロード領域とさらにロード／アンロード領域の外周側の領域を含んでいる。磁気ディスク装置１０はセルフ・サーボ・ライト方式でサーボ・データを磁気ディスクに書き込んでゆく。セルフ・サーボ・ライト方式でサーボ・データを磁気ディスク１３の記録面１４ａ、１４ｂに書き込んでゆくときは、一例として磁気ディスクの内周側から外周側に向かってヘッド／スライダ２３を移動させてゆく。再生ヘッドがすでに書き込んだサーボ・データを再生するとファームウエアがつぎにサーボ・データを書き込む位置を計算してヘッド／スライダ２３の再生ヘッドを新たな位置に位置づける。このとき記録ヘッドは、再生ヘッドより磁気ディスクの外周側に存在するようにスライダに形成されている。このような手順を繰り返して自己伝搬的にサーボ・データを内周側から外周側に向かって書き込んでゆくとリフト・タブ１９はついにランプ２１の傾斜面２２に接触する。
【００２７】
このときの軽い衝撃により、ヘッド／スライダ２３には特有の振動が発生するので、ファームウエアは再生ヘッドが再生するサーボ・データの位置誤差信号（ＰＥＳ）からリフト・タブ１９がランプ２１に接触したことを検知することができる。リフト・タブ１９が傾斜面２２に接触したことを検知するとファームウエアは、サーボ・データの書き込みを停止する。
【００２８】
［ロード／アンロード領域などの定義］
つぎに、図５を参照して記録面１４ａに定義されたロード／アンロード領域について説明する。図５は、記録面１４ａのロード／アンロード領域およびその他の領域の定義を説明する図である。ランプ２１に退避していたヘッド／スライダ２３がロードするために傾斜面２２を下ってゆくにしたがって、ヘッド／スライダ２３の空気軸受面が徐々に磁気ディスク表面の空気流から浮力を受けるようになる。このときヘッド／スライダ２３は、リフト・タブ１９に支えられた状態にありながら空気流の影響を受けている状態なので、その挙動は不安定になっている。リフト・タブ１９がさらに傾斜面２２を下ってゆくと、ついに傾斜面２２から離れる瞬間があるが、このときヘッド／スライダ２３の挙動は依然として不安定でありしかもランプからは支持されないので最も磁気ディスクに接触しやすい状態にある。
【００２９】
ここにロード／アンロード領域２８は、ヘッド／スライダ２３がランプ２１から磁気ディスク１３にロードする際に傾斜面２２からリフト・タブ１９が離れた瞬間におけるヘッド／スライダ２３の記録面１４ａ、１４ｂに対する垂直投影が回転する磁気ディスクの円周方向に描いた領域と、その領域の内周側に見込んだ所定の範囲のマージン領域からなる領域として定義する。非データ領域２９は、ロード／アンロード領域２８と、ロード／アンロード領域より外周縁１０３側にありヘッド／スライダ２３が、磁気ディスク上を浮上できない領域で構成される。データ領域２７は、記録面１４ａ、１４ｂにおいて非データ領域２９を除いた領域である。
【００３０】
図５では、ヘッド／スライダ２３に再生ヘッド３５と記録ヘッド３７が示されている。図５のヘッド／スライダ２３は、再生ヘッド３５と記録ヘッド３７の間にリード／ライト・オフセットがあり、かつ、再生ヘッド３５が記録ヘッド３７より内周側に配置されていることだけを示すために簡略化して示している。図５は、図４においてヘッド／スライダ２３は、ロードの際にリフト・タブ１９がランプ２１の傾斜面２２から離れる瞬間の位置にある。
【００３１】
記録面１４ａには、磁気ディスク１３の外周縁１０３から内周側に入った位置にライン１２２が示されている。ライン１２２は、ロード直後のヘッド／スライダ２３の最も外周側にある外郭の垂直投影が回転する磁気ディスク上に描く円である。また、ライン１２２より内周側にあるライン１２３は、ロード直後のヘッド／スライダ２３の最も内周側にある外郭の垂直投影が回転する磁気ディスク上に描く円である。図５においては、ロード／アンロード領域は、ライン１２２とライン１２３で画定される領域に対して内周側にマージンを加えてライン１２２とライン１２１で囲まれる円環状の領域として定義される。ライン１２１とライン１２３の間にある円環状の領域は、ランプ２１やヘッド支持機構１５の公差を考慮してデータ領域２７を非データ領域２９から安全に離隔するためのマージン領域に相当する。
【００３２】
ライン１２２の内周側には、最外周シリンダ［L/UL］１０４とライン１１８の位置が示されている。最外周シリンダ［L/UL］１０４は、セルフ・サーボ・ライト方式で磁気ディスク１３の内周側から外周側に向かってサーボ・データを書き込んだときに、リフト・タブ１９がランプ２１の傾斜面２２に接触して、書き込みを停止した直前の位置における再生ヘッド３５が位置づけられているサーボ・トラックである。ライン１１８は、再生ヘッド３５が最外周シリンダ［L/UL］１０４に位置づけられたときに記録ヘッド３７が位置づけられるデータ・トラックに相当する。
【００３３】
ライン１０４とライン１１８の間にもサーボ・データが書き込まれサーボ・トラックが定義されている。しかし、ヘッド／スライダ２３が図５の位置より外周側に移動したときは、リフト・タブがランプに乗り上げるためデータの記録および再生をすることができないので、最外周シリンダ［L/UL］１０４は、記録面１４ａに書き込まれているすべてのサーボ・トラックの中で最も外周側に書き込まれているサーボ・トラックとして扱う。また、ライン１１８と最外周シリンダ［L/UL］１０４との間にもデータを記録することはできるが再生することができない。ロード／アンロード領域２８で、データの記録に使用できる最も外周側のデータ・トラックである最外周データ・トラック１２６は、最外周シリンダ［L/UL］１０４と同じ位置かその近辺の位置に定義される。このように、セルフ・サーボ・ライト方式でサーボ・データを書き込んだときは、ロード／アンロード領域はサーボ・データが書き込まれない領域やサーボ・データが書き込まれていても実際にはデータの記録に利用できない領域を含むことになる。本発明は、サーボ・トラック・ライタでサーボ・データを書き込む方式に対しても適用することができる。
【００３４】
データ領域２７と非データ領域２９との境界にあるライン３４とライン１２４は、それぞれデータ領域の最外周データ・トラックとロード／アンロード領域の最内周データ・トラックに相当する。ライン３４の内周側には、最外周シリンダ［Data］３３と最内周シリンダ［L/UL］１２１が示されている。最外周シリンダ［Data］３３は、データ領域２７にデータを記録するために最も外周側に書き込まれたサーボ・トラックに相当し、最内周シリンダ［L/UL］１２１は、ロード／アンロード領域にデータを記録するために最も内周側に書き込まれたサーボ・トラックに相当する。再生ヘッド３５が最外周シリンダ［Data］３３に位置づけられたときは記録ヘッド３７が最外周データ・トラック３４に位置づけられ、再生ヘッド３５が最内周シリンダ［L/UL］１２１に位置づけられたときは記録ヘッド３７が最内周データ・トラック１２４に位置づけられる。
【００３５】
ファームウエアは、磁気ディスクのサイズ、ヘッド支持機構の公差、磁気ディスクとヘッド支持機構との間にある組立公差などに基づいてあらかじめ全サーボ・トラック数に対するデータ領域のサーボ・トラック数の比率を設定しておき、書き込んだサーボ・トラックの中から最外周シリンダ［Data］３３を選択するように構成されている。その比率はたとえば１つの記録面について、ロード／アンロード領域のサーボ・トラックの本数がすべてのサーボ・トラックの本数に対して９％〜１２％の範囲となるように選定する。なお、すべてのサーボ・トラックの本数は、最内周シリンダ［Data］３１から、最外周シリンダ［L/UL］１０４までのサーボ・トラックの本数に相当する。
【００３６】
つぎに、ロード／アンロード領域２８をデータの記録に使用する方法を説明する。本実施の形態においてデータの記録領域の対象となるのは、ロード／アンロード領域の中でヘッド／スライダ２３がランプ２１から解放される最外周データ・トラック１２６より内周側の領域である。ロード／アンロード領域をデータの記録に使用すると一方では磁気ディスク装置の記憶容量を増加させる有利な面があるが、他方ではロード／アンロード領域はヘッド／スライダ２３との接触により傷が発生しやすいためデータの記録領域としては信頼性が低下し、さらに、ＥＲＰの実行により記録または再生時のパフォーマンスが低下するという不利な面がある。本実施の形態では、記憶容量の増加という利点を享受しながら記録データの信頼性を高めたりパフォーマンスを低下させないようにしたりする方法を提供する。
【００３７】
［欠陥検査登録の方法］
ロード／アンロード領域２８のデータ・セクタには、ヘッド／スライダ２３をロードしたときに表面に傷が付く可能性が高いので、データ領域のデータ・セクタとは異なる方法で欠陥検査登録を行い、製品となる磁気ディスクに欠陥を残さないようにしたり、製品となったあとに新たな欠陥が生じにくいようにしたりしておく。ロード／アンロード領域のデータ・セクタに対する欠陥検査登録を行うときは、データ領域のデータ・セクタに対する欠陥登録と同様に最初にすべてのデータ・セクタに試験データを記録する。このとき、試験データを記録する前または試験データを記録したあとに、ヘッド／スライダ２３のロード／アンロード（ロード／アンロードの対の動作を１回とカウントする。）を約７０００回〜１３０００回程度繰り返す。この程度の回数のロード／アンロードを繰り返すと、ロード時にヘッド／スライダ２３が磁気ディスクの記録面に接触して新たな傷を与える割合が飽和してくることが実験で確認されている。
【００３８】
ロード時のヘッド／スライダ２３と記録面の接触の頻度は変わらず、記録面における接触場所はその都度変わると考えられるが、傷を与える割合が飽和してくる理由はつぎのように推察できる。つまり、ヘッド／スライダ２３の空気軸受面のレールやパッドなどのテクスチャは製造された段階では角が急峻になっているためロード時に記録面に接触すると傷を付けやすいが、ロード／アンロードにより磁気ディスクとの接触を繰り返すと角が丸みを帯びて記録面に接触しても傷を付けにくくなると考えられる。したがって、試験データの記録の前後にロード／アンロードを所定回数繰り返し、その後リード・エラーの存否を判断して検出した欠陥セクタの絶対ブロック・アドレス（Absolute Block Address、以下、ＡＢＡという。）を一次欠陥マップ（以下、ＰＤＭという。）に登録する。その結果、ファームウエアは当該データ・セクタにＬＢＡを割り当てることはないので、ロード／アンロード領域をデータの記録領域として使用する上での安全性が向上する。本実施の形態にかかる磁気ディスク装置は、ロード／アンロードを傷の発生が飽和するまで実施してから欠陥セクタを登録するので、製品段階におけるヘッド／スライダのロードで新たな傷が発生しにくいようになっている。
【００３９】
欠陥検査登録では、ロード／アンロード領域のデータ・セクタから試験データを再生するときのエラー訂正コード（以下、ＥＣＣという。）のシンボル数をデータ領域のデータ・セクタから試験データを再生するときのシンボル数より小さくして、エラーが発生しやすいようにして傷の検出能力を高めることができる。データ領域に対してライト／リード試験を行って欠陥セクタを検出するときは、製品として使用するときに比べてＥＣＣのシンボル数を小さくしている。たとえば、製品としては２０シンボル使用するが、データ領域に対するライト／リード試験では４シンボルまで小さくしている。
【００４０】
このときロード／アンロード領域に対するライト／リード試験のＥＣＣシンボル数を２シンボルにする。ＥＣＣのシンボル数が小さいほどエラー訂正できる再生データのビット数は少なくなるのでリード・エラーが発生しやすくなり、わずかな欠陥でも存在しているデータ・セクタを欠陥登録して使用しないようにすることができるためロード／アンロード領域をデータの記録に使用する上での信頼性を向上することができる。
【００４１】
欠陥検査登録のためのライト／リード試験では、同一のデータ・セクタから試験データを複数回再生し、エラー・リカバリ・プログラム（以下、ＥＲＰという。）を適用しないで閾値となる回数以上再生できた場合を合格にしている。本実施の形態では、閾値としての回数をデータ領域に対する回数よりもロード／アンロード領域に対する回数を低くして不合格になりやすくすることもできる。一般的には、ロード／アンロード領域に対する欠陥認定の基準をデータ領域に対する欠陥認定の基準よりも低く設定して欠陥として認定されやすくする。このように、ロード／アンロード領域に対してはデータ領域に比べて記憶容量を確保することよりも、欠陥が潜在するデータ・セクタを残さないようすることを重点にして欠陥登録をし、ロード／アンロード領域に記録したデータの信頼性を維持する。
【００４２】
［論理ブロック・アドレスの割り当て］
ロード／アンロード領域をデータの記録に使用するために、本実施の形態ではＬＢＡのアドレス番号の最大値をロード／アンロード領域に配置されたデータ・セクタに割り当てる。ホスト装置による磁気ディスク装置に対するアドレッシング方式には、ＣＨＳ方式とＬＢＡ方式がある。ＣＨＳ方式は、ホスト装置が磁気ディスク装置の物理的な構造であるシリンダ番号（Ｃ）、ヘッド番号（Ｈ）、サーボ・セクタ番号（Ｓ）を指定してデータ・セクタにアクセスする方式である。ＬＢＡ方式は、ホスト装置が磁気ディスク装置の物理的な構造とは無関係にアクセスする順番にデータ・セクタにアドレス番号を割り当てる方式である。ＡＴＡ／ＡＴＡＰＩ規格やＳＣＳＩ規格の磁気ディスク装置を使用するホスト装置ではＬＢＡ方式を採用している。
【００４３】
図６にデータ領域２７のデータ・セクタにＬＢＡを割り当てる方法の一例を示す。ロード／アンロード領域２８（図７参照）に対する割り当て方法は後に説明する。各データ・セクタにはＬＢＡとして、データ領域２７の最外周データ・トラック３４から最内周データ・トラック３４までのすべてのデータ・セクタに対して連続したアドレス番号がＬＢＡとして割り当てられる。磁気ディスク１３の記録面１４ａ、１４ｂにおけるデータ・セクタの位置は、半径方向にはサーボ・データのシリンダ番号（Ｃ）で特定され、円周方向にはサーボ・データのデータ・セクタ番号（Ｓ）で特定される。さらに、記録面はヘッド番号（Ｈ）により特定される。ファームウエアはデータ・セクタの実際の位置を、Ｃ−Ｈ−Ｓのパラメータで特定してヘッド／スライダ２３を位置づける。
【００４４】
ＬＢＡを割り当てる前に、円周方向および半径方向に物理的に配置されたデータ・セクタに順番にＡＢＡを連続した昇順のアドレス番号で割り当てる。割り当ての順番としては、たとえば図６（Ａ）のライン１３１に示すように、最初に記録面１４ａのデータ領域にある最外周データ・トラック３４から開始して同一データ・トラック上の各データ・セクタに対して円周方向に昇順のアドレス番号を割り当てる。１つのデータ・トラックに含まれるすべてのデータ・セクタに対する割り当てが終わると、内周側に向かって１シリンダずつ移動しながら最内周データ・トラック３２まで昇順で割り当ててゆく。通常は、データの転送レートが最も大きい最外周シリンダ［Data］３３に属する最外周データ・トラック３４対してホスト装置からのアクセス頻度が最も多くなる最小のアドレス番号のＡＢＡを割り当てる。その後、記録面１４ｂのデータ・セクタに対してライン１３３に示すように最内周データ・トラック３２から最外周データ・トラック３４に向かって割り当てる。あるいは、ライン１３５に示すように記録面１４ｂについても最外周データ・トラック３４から最内周データ・トラック３２に向かって割り当てる。
【００４５】
ＡＢＡの他の割り当て方法としては、図６（Ｂ）にライン１３７の（１）〜（８）として順番を示すように、記録面１４ａ、１４ｂを半径方向に複数のゾーンに分割して割り当ててゆく方法もある。ＡＢＡが割り当てられたデータ・セクタに対して、ライト／リード試験を適用して欠陥セクタを検出し欠陥セクタのアドレス番号をＰＤＭに登録する。ファームウエアは各データ・セクタにＬＢＡを割り当てるときは、ＰＤＭを参照して、ＡＢＡが昇順のアドレス番号で並んだデータ・セクタに欠陥セクタをスキップしながらＬＢＡとして昇順のアドレス番号を割り当ててゆく。たとえば、ファームウエアはＡＢＡが３のデータ・セクタが欠陥登録されているときは、当該データ・セクタをスキップして、（ＡＢＡ＝１,ＬＢＡ＝１）、（ＡＢＡ＝２，ＬＢＡ＝２）、（ＡＢＡ＝４，ＬＢＡ＝３）になるように２つのアドレスをマッピングする。
【００４６】
データの記録または再生時に、ホスト装置からコマンドとＬＢＡを受け取ったファームウエアはＬＢＡからＡＢＡを計算し、さらにＡＢＡをＣＨＳに変換して目的とするデータ・セクタを認識する。したがって、記録面１４ａ、１４ｂのすべてのデータ・セクタにＬＢＡのアドレス番号が割り当てられたときは、ホスト装置はＬＢＡを指定するだけでデータ・セクタにアクセスすることができるようになる。ホスト装置がファイルやプログラムを磁気ディスク装置に記録するときは、小さいＬＢＡを有するデータ・セクタから使用してゆくようになっている。実際には、ホスト装置は連続する複数のデータ・セクタを集合したクラスタという単位で磁気ディスク装置にアクセスする。
【００４７】
ホスト装置が、ＦＡＴファイル・システムを採用しているときは、磁気ディスクに記録されたファイルをディレクトリ・エントリとＦＡＴ（File Allocation Table）を用いて管理する。ディレクトリ・エントリには、ファイルごとに、そのファイル名と先頭のデータが記録されているクラスタの番号（開始クラスタ番号）が記録されている。また、ＦＡＴには、クラスタがどのような順番で繋がって一つのファイルを構成しているかといった情報がテーブル形式で記録されている。
【００４８】
ホスト装置が磁気ディスクからファイルを読み取る場合は、ディレクトリ・エントリから該当するファイル名を検索し、このファイル名に対応して記録されている開始クラスタ番号を読み込む。この開始クラスタ番号が指しているクラスタからデータを読み込んだあと、ＦＡＴから当該開始クラスタ番号のつぎの番号のクラスタを参照してデータを読み込む。ホスト装置はそれ以降、同様の手順でＦＡＴを参照しながら磁気ディスクからデータを読み取ってゆく。
【００４９】
本実施の形態では、つぎに説明するように、ファームウエアがロード／アンロード領域のデータ・セクタに対するＬＢＡとして、データ領域のデータ・セクタに対するＬＢＡよりホスト装置のアドレス指定の順序が劣位のアドレス番号を割り当てている。通常はＬＢＡのアドレス番号が大きいほどアドレス指定の順序は劣位となるので、ロード／アンロード領域のデータ・セクタのアドレス番号はいずれも、データ領域２７のデータ・セクタの最大のアドレス番号より大きい値となる。したがって、ロード／アンロード領域２８のいずれかのデータ・セクタには、データ領域とロード／アンロード領域を含めたすべてのデータ・セクタの中で最大のアドレス番号がＬＢＡとして割り当てられることになる。
【００５０】
図７は、ロード／アンロード領域２８に配置されたデータ・セクタに対するＡＢＡおよびＬＢＡの割り当ての方法を示す図である。図７は、図５の一部を示しているので同一参照番号に関する要素の詳細な説明は省略する。ＡＢＡを割り当てる１つの方法は、ライン１４１に示すようにデータ領域２７のＡＢＡの最大のアドレス番号につづくアドレス番号をロード／アンロード領域の最内周データ・トラック１２４に含まれるデータ・セクタに割り当て、以後ロード／アンロード領域の最外周データ・トラック１２６まで順番に割り当ててゆく。最内周シリンダ［L/UL］１２１が欠陥シリンダとして登録されているときは、使用可能な最も内周側にあるシリンダに属するデータ・トラックに（最内周データ・トラック１２４より外周側のデータ・トラッ）にデータ領域２７のＬＢＡの最大のアドレス番号につづくアドレス番号を割り当てる。
【００５１】
割り当てられたＡＢＡに対してＬＢＡを割り当てるときは、データ領域に配置されたデータ・セクタと同様に、欠陥セクタがある場合はそれをスキップして割り当ててゆく。その結果、最大のアドレス番号のＬＢＡを有するデータ・セクタは最外周データ・トラック１２６または使用可能な最も外周側にあるシリンダに属するデータ・トラック（最外周データ・トラック１２６より内周側のデータ・トラック）に含まれることになる。
【００５２】
ライン１４３はライン１４１とは逆に、論理ブロック・アドレスがロード／アンロード領域の最外周データ・トラック１２６から最内周データ・トラック１２４までホスト装置からのアドレス指定が劣位となる順番のアドレス番号が割り当てられている。その結果、最大のアドレス番号のＬＢＡを有するデータ・セクタは最内周データ・トラック１２４または使用可能な最も内周側にあるシリンダに属するデータ・トラックに含まれることになる。ライン１４５ａ、１４５ｂでは、論理ブロック・アドレスがロード／アンロード領域の最外周データ・トラック１２６または最内周データ・トラック１２４から中央部に向かってホスト装置からのアドレス指定の順序が劣位となるアドレス番号が割り当てられている。なお、ここに示したＬＢＡの割り当て方法は一例であり、ロード／アンロード領域２８のすべてのデータ・セクタに関するＬＢＡのアドレス番号が、データ領域２７のデータ・セクタよりホスト装置からのアドレス指定が劣位となるように割り当てるいかなる他の割り当て方法も採用することができる。
【００５３】
ＬＢＡが割り当てられたデータ・セクタの物理的な配置をホスト装置は認識していない。ＬＢＡが割り当てられたデータ・セクタの物理的な配置は磁気ディスク装置の制御部で実行されるファームウエアだけが認識している。ホスト装置は磁気ディスク装置にデータを記憶するときは、ロード／アンロード領域２８にデータ・セクタが配置されているかどうかを意識する必要はない。ロード／アンロード領域２８に配置されたデータ・セクタは、ホスト装置からのアドレス指定が劣位であるため、実際にデータの記憶に使用される頻度は少ない。
【００５４】
ＬＢＡの割り当てを工夫しただけでは、実質的にロード／アンロード領域のデータ・セクタに記録したデータの信頼性を向上させたとはいえないが、パフォーマンスの低下を防いで記録容量を増大することができたということができる。つまり、ロード／アンロード領域のデータ・セクタに記録したデータが再生できない場合は、頻繁にＥＲＰが実行されたり、代替セクタ対するリアサインが発生したりしてパフォーマンスが低下するが、ロード／アンロード領域のデータ・セクタは使用される頻度が少ないので実用上は、ＥＲＰの実行によるパフォーマンスの低下を防ぐことができる。
【００５５】
図８に記録面１４ａ、１４ｂのデータ・セクタに割り当てたＡＢＡ、ＬＢＡの一例を示す。記録面１４ａ、１４ｂのデータ領域に配置されたすべてのデータ・セクタに対してＡＢＡのアドレス番号が１から１０００まで割り当てられ、さらに、記録面１４ａ、１４ｂのロード／アンロード領域に配置されたすべてのデータ・セクタに対してＡＢＡのアドレス番号が１００１から１１００まで割り当てられている。斜線で示したＡＢＡ３、ＡＢＡ７などのデータ・セクタは、ライト／リード試験による欠陥検査でＡＢＡがＰＤＭに登録されている。ファームウエアは、ＰＤＭを参照してＡＢＡとＬＢＡの変換を行う。
【００５６】
図８の例では、ロード／アンロード領域のデータ・セクタに対するＬＢＡがアドレス番号で９８１から１０６５まで割り当てられている。ロード／アンロード領域のいずれのデータ・セクタに対しても、データ領域のアドレス番号の最大値より大きいアドレス番号がＬＢＡとして割り当てられている。したがって、ホスト装置から磁気ディスク装置にデータを記録するときの優先順位は、ロード／アンロード領域の各データ・セクタに対する優先順位がデータ領域の各データ・セクタに対する優先順位よりも低くなる。ＬＢＡをＣＨＳに変換するためのテーブル、ＰＤＭ、リアサインのためのマッピング・テーブルなどは磁気ディスク１３の専用領域に格納されており、磁気ディスク装置に電源が投入されたときにＲＡＭに読み出される。また、本実施の形態では磁気ディスクが１枚で記録面が２枚ある場合を例示したが、磁気ディスクを複数設け記録面の数がさらに増加しても同様にＬＢＡを割り当てることができる。
【００５７】
［リアサインのための代替セクタ］
図８に示すように、ロード／アンロード領域のＬＢＡ１０６０から１０６５までのデータ・セクタは、ロード／アンロード領域のデータ・セクタをリアサインするための代替セクタとして割り当てられている。リアサインは、磁気ディスク装置が製品として使用されるようになったあとに記録性能または再生性能が低下したデータ・セクタに対してファームウエアが当該データ・セクタの代わりに代替セクタを割り当てることをいう。リアサインはマッピング・テーブルに両方のＬＢＡを登録し、ホスト装置が性能の低下したデータ・セクタのＬＢＡを指定したときはファームウエアが代替セクタにアクセスするように行われる。ホスト装置は指定したＬＢＡのデータ・セクタがリアサインされたことを認識することはなく、記録されたデータにアクセスするためにＬＢＡを変更する必要がない。
【００５８】
代替セクタは、最外周シリンダ［L/UL］１０４に最も近い使用可能なシリンダに属するデータ・トラック、または最内周シリンダ［L/UL］１２１に最も近い使用可能なシリンダに属するデータ・トラックに割り当てることができる。あるいは代替セクタはロード／アンロード領域のその他のデータ・トラックに割り当ててもよい。ロード／アンロード領域のデータ・セクタをデータ領域の代替セクタに割り当てないことにより、ロード／アンロード領域にデータを記録することによってデータ領域の記憶容量が低下することはなくなる。データ領域はロード／アンロード領域に比べてパフォーマンスが良好で記録データの信頼性も高いので、ロード／アンロード領域をデータの記録に利用する場合でも、このようにデータ領域の記憶容量の低下を防ぐことが望ましい。ただし、本発明においては、ロード／アンロード領域のデータ・セクタに対する代替セクタをデータ領域に設けることを排除するものではない。
【００５９】
［記録データの冗長性］
本実施の形態においは、ホスト装置がライト・コマンドと開始クラスタ番号を指定してデータの記録をするときに指定されたクラスタがロード／アンロード領域２８のデータ・セクタ含む場合には、制御部５５は磁気ディスク装置１０をロード／アンロード領域２８のデータ・セクタに冗長性を与えるように制御する。具体的には、ロード／アンロード領域に配置された２つのデータ・セクタを１組にして同一のデータを２つのデータ・セクタに記録する。通常は一方のデータ・セクタをメインに設定し、他方のデータ・セクタをバックアップに設定しておく。記録時はメインのデータ・セクタとバックアップのデータ・セクタの両方に同一のデータを記録し、再生時は最初にメインのデータ・セクタから再生する。メインのデータ・セクタからの再生がリード・ハード・エラーになって再生できない場合またはＥＲＰの所定のステップまでエラーが回復できない場合は、バックアップのデータ・セクタから再生するようにする。ここで、リード・ハード・エラーとは、ＥＲＰを実行しても回復できないエラーをいう。本実施の形態によるＥＲＰについてはのちに説明する。
【００６０】
［ライト・ベリファイ］
本実施の形態では、ロード・アンロード領域のデータ・セクタにデータを記録するときに制御部５５はライト・ベリファイをする。ライト・ベリファイは、データを記録した直後に記録したデータを再生してリード・エラーが発生するか否かを検証する作業である。データ領域にデータを記録するときは、通常パフォーマンスを重視する観点からリード・ハード・エラー発生直後の記録動作などの特別な場合を除いてライト・ベリファイはしていないが、ロード／アンロード領域のデータ・セクタは傷が付いて欠陥セクタになりやすいので記録できたことを検証することが望ましい。具体的には、ライト・ベリファイを行ってリード・エラーが発生したときは当該データ・セクタを欠陥セクタとして処理するためにロード／アンロード領域に設けた代替セクタにリアサインする。
【００６１】
［エラー回復プロシジャ］
磁気ディスク装置では一般にデータの記録や再生のときにエラーが発生すると、ＥＲＰのプログラムを実行してその回復を図っている。ＥＲＰのプログラムは磁気ディスク１３の専用領域または制御部５５のＲＯＭに格納され、磁気ディスク装置１０に電源を投入したときに制御部５５のＲＡＭに読み出されてＭＰＵにより実行される。ＥＲＰは複数のエラー回復ステップで構成されている。ＥＲＰの各ステップは、回復の可能性が高く、かつパフォーマンスの低下を招かないような順番で構成されている。リード・エラーまたはライト・エラーが発生するとＥＲＰの各ステップが順次実行され、１つのステップが終了するごとにリトライすなわち再読み取りが行われてエラー回復の成否が確認される。
【００６２】
ＥＲＰのステップには、たとえば、磁気ヘッドの中心とトラック中心とのずれ量であるオフトラック量を変更するステップ、磁気ヘッドにＭＲ素子を備えている場合にＭＲ素子に与えるバイアス電流値を変更するステップがある。また、サーボ計算を省略してサーボ計算時のノイズの混入を防止するステップ、データのビット・エラーを所定の計算によって訂正するオフライン・コレクションのステップ、ＰＬＬ回路のゲインや周波数などのパラメータを調整するステップなどがある。さらにまた、同期のために第２の同期信号を使用するセカンドＳＹＮＣステップ、サーボ・データからセクタ・パルスを検出できない場合にダミーのパルスを発生するステップ、スピンドル・モータの回転数を落としてヘッドのフライング・ハイトを下げて磁気ディスク上の異物を取り除くロー・スピン・バーニッシュといわれるステップなどがある。ＥＲＰはこれらの他にも多くのエラー回復ステップで構成されている。
【００６３】
早い段階に実行されるＥＲＰのステップでエラーが回復すれば、ＥＲＰ処理によるパフォーマンスの低下は少ないがＥＲＰのステップを多く実行するほどパフォーマンスは低下する。ＥＲＰはデータ領域に発生するライト・エラーまたはリード・エラーに対して最も効果的に回復できるように構成されている。データ領域で発生する記録または再生時のエラーは、磁気ディスクの記録面の磁性層の経年的な劣化、ヘッド／スライダとの偶発的な接触による磁気ディスクの傷、または温度や気圧などの環境条件などに起因している。一方、ロード／アンロード領域で発生するエラーは、ロードしたヘッド／スライダとの接触により発生した磁気ディスクの傷が主要因になると考えられるので、データ領域に対するＥＲＰステップとは構成を代えた方がパフォーマンスの低下を防ぐことができる。以下に、本実施の形態で採用したロード／アンロード領域に対するＥＲＰステップを説明する。
【００６４】
［オフライン・コレクション］
制御部５５のＥＣＣ回路は、再生したデータに対応するＥＣＣに基づいてビット・エラーの有無を検査し、所定の範囲内のエラー・ビット数であれば記録したデータを復元するように訂正する。ＥＣＣ回路が、ハードウエア的にビット・エラーを訂正することをオンザフライＥＣＣという。オンザフライＥＣＣは、再生した所定のバイト数毎のデータに対してハードウエアがエラーの発生位置とビット・パターンを調べて実行しており処理時間は速いが訂正できるエラー・ビット数は制限される。ロード／アンロード領域のデータ・セクタには、データ領域のデータ・セクタに比べてヘッド／スライダのロード時に傷が付きやすいため連続的に発生するエラー・ビット数が多くなりオンザフライＥＣＣでは訂正できない可能性がでてくる。
【００６５】
ここに、オンザフライＥＣＣに対してオフライン・コレクションという周知のエラー・ビットの訂正方法がある。オフライン・コレクションは、ファームウエアが行うエラーの訂正方法であり、１つのデータ・セクタから５１２バイトのデータをすべて読み出してエラー・ビットの発生位置をファームウエアが設定してからＥＣＣを利用して訂正する。たとえば、ファームウエアは５１２バイトのデータに対して順番にエラー・ビットの発生位置を最初から１０ビット間隔で設定し、それに基づいてビット・パターンに発生した誤りを検出して訂正する。あるいはファームウエアはリード／ライト・チャネル５１のビタビ復号器からエラーの発生位置に関する情報を得る。エラー・ビットの発生位置を指定してエラー・ビットを訂正すると、エラーの発生位置を計算する必要がないので、連続するエラー・ビットのビット数が、一例ではオンザフライＥＣＣの１７０ビットに対してオフライン・コレクションでは３３０ビットまで拡大する。
【００６６】
オフライン・コレクションは、訂正できるビット数は多いが処理時間を多く必要とするので、データ領域に対するＥＲＰのステップの中でも最後の方のステップに設定されている。ロード／アンロード領域に対してデータ領域と同じステップ構成のＥＲＰを実行すると、たとえば最後の方に設定された１００番目のＥＲＰステップでオフライン・コレクションが実行される。ロード／アンロード領域で発生するリード・エラーは磁性層の傷に起因するという蓋然性を前提にして、本実施の形態ではロード／アンロード領域のデータ・セクタにオンザフライＥＣＣでは訂正できないリード・エラーが発生したときは、ＥＲＰの初期のステップでオフライン・コレクションを実行する。その結果、傷が原因でオフライン・コレクション以外のＥＲＰステップでは回復できないような場合にはデータ領域のデータ・セクタに対して実行していたような１番目から９９番目までのステップを実行するための時間を費やす必要がなくなりパフォーマンスの低下を防ぐことができる。具体的には、ファームウエアはオフライン・コレクションのステップをロード／アンロード領域に対するＥＲＰでは、データ領域に対するＥＲＰより早い段階で行うようにする。
【００６７】
［リード・ハード・エラー発生時のリアサイン］
リード・エラーが発生したときには、ＥＲＰの各ステップが順番に実行され、その都度リトライ（再読み取り）が行われてリトライが成功した時点でＥＲＰは終了する。リトライに成功しなかった場合に設定されている最大リトライ回数に達するか、またはＥＲＰの最終ステップを終了した時点でＥＲＰは終了し、制御部５５はシステムに対しリード・ハード・エラーの報告をする。
【００６８】
ＥＲＰのステップには、エラーが発生したデータ・セクタのデータを、磁気ディスク上の他の位置、すなわち代替セクタへ記録することにより、エラーが発生したデータ・セクタのその後の使用を禁止するリアサインを含んでいるものがある。これはエラーの発生したデータ・セクタの中で所定のＥＲＰステップでは回復しないものは、同様の原因によりエラーが再発する可能性が高く、将来回復が不可能なリード・ハード・エラーを引き起こす可能性が高いためこれを防止することを目的にしている。
【００６９】
データ領域に対するＥＲＰでは、リアサインを実行する条件としてたとえば以下のような条件を設定している。（ａ）データの記録時にライト・ハード・エラーが発生した。（ｂ）データの再生時に発生したリード・エラーがある特定のＥＲＰステップで回復した。（ｃ）データの再生時にリード・ハード・エラーが発生し、そのあとこのエラーが発生したデータ・セクタに対するデータの記録が行われ、この記録したデータに対してライト・ベリファイを行った結果リード・ハード・エラーが再発した。磁気ディスク装置には、これらの条件のいずれかに該当する場合は、自動的にエラーが発生したデータ・セクタのデータを代替セクタに移動して記録するというオートマチック・リアサインを行うものがある。オートマチック・リアサインは、ホスト装置とは無関係に磁気ディスク装置のファームウエアが実行する。
【００７０】
本実施の形態では、リード・ハード・エラーが発生したロード／アンロード領域のデータ・セクタに対して、つぎにホスト装置からデータの記録命令がきた場合に、ファームウエアは当該データ・セクタに対してデータの記録をしないでオートマチック・リアサインを実行して代替セクタに記録する。ロード／アンロード領域のデータ・セクタにリード・ハード・エラーが発生した場合は記録面の傷が原因である可能性が高いため、ライト・ベリファイして書き込みを確認しておいてものちにエラーが再現する可能性が高い。さらに、磁気ヘッドの性能は温度が低くなるに従って低下する傾向にあるので、ライト・ベリファイで回復したときが高温環境である場合は、低温環境では再生できない可能性が高まることもあるので代替セクタに記録した方が安全である。
【００７１】
［リード・エラーに対するオートマチック・リアサイン］
本実施の形態では、ロード／アンロード領域のデータ・セクタに発生したリード・エラーに対するＥＲＰにおいては、データ領域のデータ・セクタに発生したリード・エラーに対するＥＲＰより早い段階でオートマチック・リアサインを実行する。たとえば、データ領域に対するＥＲＰでは５０ステップでオートマチック・リアサインを実行していたとすると、ロード／アンロード領域に対するＥＲＰでは、２０ステップで行うといったようにする。ロード／アンロード領域に発生したエラーの原因は、偶発的な要因よりも傷であることの蓋然性の方が高い。ロード／アンロード領域のデータ・セクタにリード・エラーが発生した場合はＥＲＰを実行して回復を図るよりも、のちに回復不可能な状態に進展する可能性を回避する上では代替セクタを使用した方が安全であり、この結果ロード／アンロード領域のデータの信頼性を確保することができる。
【００７２】
［磁気ディスク装置の製造方法］
つぎに、図９を参照して本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１０を製造する方法を説明する。ブロック２０１では、磁気ディスク１３、ランプ２１、およびヘッド支持機構１５などをクリーン・ルームでベース１１に組み立てたあとに、ベース・カバーで蓋をする。その後電子回路が搭載された回路基板５３をベース１１の外側に取り付ける。この状態で、磁気ディスク装置１０は外部と通信ができる状態になっている。
【００７３】
ブロック２０３では、試験装置に接続された磁気ディスク装置１０にインターフェース・コネクタ６１を経由してファームウエアを転送し制御部５５のＲＯＭに格納する。ファームウエアは本実施の形態にかかるロード／アンロード領域に対するデータの記録再生を実行する。ブロック２０５では周知のセルフ・サーボ・ライト方式を利用し、またはサーボ・トラック・ライタを使用して磁気ディスク１３にサーボ・データを書き込む。サーボ・データは少なくともロード／アンロード領域の一部まで書き込む。
【００７４】
ブロック２０７では約７０００回〜１３０００回程度のロード／アンロードを繰り返す。ブロック２０９では、ファームウエアがデータ領域とロード／アンロード領域の境界を定義する。つづいてデータ領域とロード／アンロード領域に対してライト／リード試験を行い、欠陥セクタを検出してそのＡＢＡをＰＤＭに登録する。このとき、ロード／アンロード領域に対する合格基準をデータ領域に対するよりも厳しくする。
【００７５】
ファームウエアは、ロード／アンロード領域のデータ・セクタに対してはデータ領域のデータ・セクタに対するよりホスト装置からのアドレス指定の順序が劣位になるようなアドレス番号をＬＢＡとして割り当てるように構成されている。ＰＤＭに欠陥セクタのＡＢＡが登録されると、ブロック２１１に示すようにファームウエアはすべてのデータ・セクタに対して、ロード／アンロード領域のデータ・セクタがデータ領域のデータ・セクタに比べてアドレス指定の優先順位が低くなるようにＬＢＡの割り当てをすることができるようになる。ブロック２１３では、試験装置からＥＲＰのプログラムを転送し、磁気ディスクの専用領域に格納する。ファームウエアは、データ領域に対するＥＲＰとロード／アンロード領域に対するＥＲＰでステップの順序やリアサインの条件が異なるものとして実行するように構成されている。ブロック２１５では、本実施の形態にかかる特徴を備えた磁気ディスク装置が完成する。本実施の形態では、全体の１１．５％のシリンダ本数を含むロード／アンロード領域をデータの記録に使用することで、欠陥登録されたデータ・セクタを除いて、約１１％記憶容量を増大させることができた。
【００７６】
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】
【００７７】
【図１】本発明の実施の形態にかかる磁気ディスク装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】図１に示した磁気ディスク装置の概略ブロック図である。
【図３】磁気ディスクの記録面のフォーマットを示す図である
【図４】磁気ディスクの外周縁近辺の領域と、ランプの断面を示す図である。
【図５】記録面におけるロード／アンロード領域とその他の領域の定義を説明する図である。
【図６】ＬＢＡの割り当て方法の一例を示す図である。
【図７】ロード／アンロード領域のデータ・セクタに対するＬＢＡの割り当て方法の一例を示す図である。
【図８】すべての記録面のデータ・セクタに割り当てたＡＢＡ、ＬＢＡの一例を示す図である。
【図９】磁気ディスク装置を製造する方法を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００７８】
２１  ランプ
３１  最内周シリンダ［Data］
３２  データ領域の最内周データ・トラック
３３  最外周シリンダ［Data］
３４  データ領域の最外周データ・トラック
５５  制御部
１０３  磁気ディスクの外周縁
１０４  最外周シリンダ［L/UL］
１０５  サーボ・セクタ
１０７  データ・セクタ領域
１０８  データ・セクタ
１１３  サーボ・トラック
１２１  最内周シリンダ［L/UL］
１２４  ロード／アンロード領域の最内周データ・トラック
１２６  ロード／アンロード領域の最外周データ・トラック
【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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【図８】
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【図９】
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