磁気ディスク装置、欠陥セクタの登録方法、およびフライング・ハイトの制御方法
【課題】磁気ディスクの表面に存在する微少起伏部を検出する。
【解決手段】磁気ディスクの記録面１０ａにある微少突起部１９または微少陥没部２０に記録されたデータを再生したときの再生信号は、平坦な記録面に記録されたデータに対する再生信号に対して位相または周波数が異なる。微少突起部では位相が進み、微少陥没部では位相が遅れる。この周波数の偏差値を計測することで微少起伏部を検出し欠陥登録する。本発明により、ＴＡが発生しない程度の微小突起部を検出することができる。また、微小突起部や微小陥没部の状態に応じてフライング・ハイトを制御して信頼性の高い磁気ディスク装置を提供することができる。
【解決手段】磁気ディスクの記録面１０ａにある微少突起部１９または微少陥没部２０に記録されたデータを再生したときの再生信号は、平坦な記録面に記録されたデータに対する再生信号に対して位相または周波数が異なる。微少突起部では位相が進み、微少陥没部では位相が遅れる。この周波数の偏差値を計測することで微少起伏部を検出し欠陥登録する。本発明により、ＴＡが発生しない程度の微小突起部を検出することができる。また、微小突起部や微小陥没部の状態に応じてフライング・ハイトを制御して信頼性の高い磁気ディスク装置を提供することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスクの記録面に存在する微少突起部や微少陥没部などの微少起伏部を検出する技術に関し、さらに詳細には再生信号の周波数または位相の偏差値に基づいて微小起伏部を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置では、磁気ヘッドが磁気ディスクの磁性層との間に極わずかの間隔を空けて浮上してデータの記録または再生を行う。磁気ヘッドと磁性層との間隔をフライング・ハイトという。記録密度を向上するには、フライング・ハイトをできるだけ低くして一定に保つ必要がある。そのためには、磁気ディスクの表面が平坦であることが望ましい。しかし、製造工程には時間的およびコスト的な制約があるため磁気ディスクの表面を完全に平坦な面に仕上げることは困難であり、実際には微小な突起部や陥没部が残ることは避けられない。
【０００３】
近年、フライング・ハイトは１０ｎｍ程度にまで小さくなってきており、微小起伏部が記録または再生動作に与える影響が大きくなってきている。再生ヘッドがＧＭＲ（巨大磁気抵抗効果）素子またはＭＲ（磁気抵抗効果）素子を使用しているＧＭＲヘッドまたはＭＲヘッドである場合には、再生ヘッドと微小突起部の衝突によりＧＭＲ素子またはＭＲ素子の温度が上昇するいわゆるサーマル・アスペリティ（以後、ＴＡという。）という現象でデータの再生ができなくなってしまう。微小陥没部においては、フライング・ハイトが実質的に高くなるため磁気ヘッドと磁性層との磁気的な結合度が弱まり十分な磁化ができなくなってしまう。
【０００４】
また、磁気ヘッドの素子表面には、腐食を防止するため保護膜が形成されている。磁気ヘッドが磁気ディスク表面の微小突起部に衝突して保護膜が摩耗すると磁気ヘッドの素子が腐食しやすくなる。また、磁気ヘッドが微小突起部に衝突することにより磁気ディスク表面の潤滑保護膜が剥がれかかることにより微小突起部の高さが高くなったり、剥離した潤滑保護膜の断片が磁気ディスクの他の部位に付着して新たな微小突起部を形成したりすることがある。
【０００５】
特許文献１には、ＭＲヘッドが磁気ディスクの表面に衝突したとき再生信号に信号振幅（出力レベル）が急激に変動した信号波形が発生することが記載されている。特許文献２は、磁気ディスク装置の出荷前にＭＲヘッドを微小突起に衝突させてＴＡの発生を検知して、突起部の位置に関連するセクタを欠陥登録する技術を開示する。特許文献３は、ディスクの欠陥に伴う異常な再生信号が入力された場合でも、同期パルス信号の発振周波数が所定の値から大きく外れることを防止するＰＬＬ回路を開示する。ＰＬＬ回路は、データ再生動作時に再生信号と同期パルス信号との位相誤差を検出してこの位相誤差を解消するように同期パルス信号の位相同期動作を実行する位相同期ループ回路と、同期パルス信号との周波数誤差を解消するための周波数引込み動作を実行する周波数引込みループ回路とを有する。
【０００６】
特許文献４は、磁気ヘッドからの信号をカップリング・コンデンサを介すること無しに直結した増幅器で増幅することにより、磁気ディスクと磁気ヘッドとの間隔の変動をＤＣ電位の変動として間隔検出回路で直接検出する技術を開示する。そして、同文献には検出した間隔に相当するＤＣ電位を一定値に保つように、間隔制御回路で磁気ヘッドの高さ、すなわち磁気ディスクと磁気ヘッドとの間隔を制御することにより、一定の磁気的スペーシングを保つことができることが記載されている。
【特許文献１】特開平９−２５１７２７号公報
【特許文献２】特開平１１−６６７０９号公報
【特許文献３】特開平９−４５００９号公報
【特許文献４】特開平１０−２３３０７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来は、ＭＲヘッドを実際に微小突起部に接触させてＴＡを発生させることにより、磁気ディスク表面の微小突起部を出荷前に検出していた。この方法では、ＭＲヘッドに接触する高さの微小突起部を検出することは可能である。しかし、磁気ディスク装置の使用が開始されたあとでは、出荷前にはＴＡを発生させないほどの高さの低い微小突起部が核になり、ヘッド／スライダと磁気ディスク表面との接触により発生した粉塵や内部に残留していた粉塵などが徐々にこれに付着して成長しやがてＴＡをもたらす大きさになることがある。
【０００８】
ユーザ・データが記録されたあとにＭＲヘッドと微少突起部が衝突してＴＡが発生すると、当該データ・セクタからはユーザ・データの再生ができなくなってしまう。また、衝突により磁気ディスクの表面から剥離した断片が磁気ディスクの他の部分に付着して新たな微少突起部の核になる可能性がある。さらに、磁気ヘッドが損傷する可能性もあるので衝突を回避するためには、出荷前にＴＡを発生しないような微小突起部であってもこれを検出して除去しておくことが望ましい。また、出荷後においては、微少突起部と磁気ヘッドとの衝突をできるだけ回避することが望ましい。
【０００９】
さらに、データ・セクタが微少陥没部を含んでいても、出荷前のライト／リード試験で合格すればこれまでは、当該データ・セクタはそのまま使用されていた。微少陥没部ではフライング・ハイトが実質的に高くなるため、安定した記録、再生動作を行うためには、所定値以上の深さの場合には事前に当該データ・セクタを使用禁止にしておくことが望ましい。
【００１０】
しかし、これまでの磁気ディスク装置では微少陥没部やＴＡを発生させないような高さの低い微少突起部を検出することは困難であった。また、磁気ディスク装置が出荷されてユーザ・データが記録されたあとに微少突起部が成長してＴＡを発生させるような事態を回避する有効な方法がなかった。
【００１１】
そこで本発明の目的は、磁気ディスク表面に形成された微小起伏部を検出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、微小起伏部を検出して安定した記録再生動作を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、磁気ディスク装置において周波数または位相の偏差値を計測して微小起伏部を検出して欠陥セクタの登録をしたり、フライング・ハイトの制御をしたりする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、磁気ディスクの表面に存在する微小突起部や微小陥没部に記録されたデータを再生した再生信号の基準信号に対する周波数または位相のずれに相当する偏差値を利用して検出する点にある。本発明の第１の態様では、再生信号の基準信号に対する偏差値を計測して、欠陥セクタを登録する技術を提供する。偏差値は再生信号の周波数および位相またはそのいずれか一方について計測する。記録ヘッドが一定のフライング・ハイトになるようにヘッド／スライダが浮上しているときは、微小突起部ではフライング・ハイトが実質的に低くなるため記録された信号の周波数は平坦部より高くなり、微小陥没部ではフライング・ハイトが実質的に高くなるため記録された信号の周波数は平坦部より低くなる。いいかえると微小突起部では平坦部に比べて記録信号の位相が進み、微小陥没部では平坦部に比べて記録信号の位相が遅れる。
【００１３】
微小突起部はその時点でＴＡを発生させていないとしても、将来的にＴＡの原因となる可能性があり、微小陥没部は安定した記録再生動作の障害になる可能性があるので、本発明においてはこれらを含むデータ・セクタをアドレス・テーブルに登録して管理する。アドレス・テーブルは、出荷前は論理ブロック・アドレスをスキップするための一次欠陥マップ（ＰＤＭ）とし、出荷後は代替セクタに論理ブロック・アドレスを割り当てるための再配置欠陥マップ（ＲＤＭ）とすることができる。本発明によれば、微少突起部をＰＤＭに登録することにより、データを記録したあとに微小突起部が成長してＴＡが発生し、データが喪失してしまうような事態を防ぐことができる。また、微少突起部をＲＤＭに登録することにより、ＴＡが発生する可能性のあるデータ・セクタを使用しないようにして、記録データの喪失を防ぐことができる。
【００１４】
また、本発明においては周波数や位相の偏差値は磁気ヘッドと磁気ディスクとが非接触状態でも計測することができるので、微小突起部との接触に伴う磁気ヘッドの損傷や磁気ディスク表面の剥離を防ぐことができる。ただし、本発明の範囲においては、偏差値を測定する間に磁気ヘッドと磁気ディスクとが接触する場合があってもよい。
ＰＤＭやＲＤＭには、偏差に起因して登録されたデータ・セクタ以外のデータ・セクタも登録されている。本発明では、アドレス・テーブルを偏差値に起因して登録したデータ・セクタだけを登録する専用の制御テーブルとすることができる。制御テーブルを利用することで、微少起伏部を含むデータ・セクタに対してフライング・ハイトの制御や記録電流の制御を容易に行うことができるようになる。
【００１５】
偏差値の計測は、リード・クロックが再生信号に対して同期はずれを起こすときに行っても、また、同期している間に行ってもよい。偏差値を計測するために、再生信号の複数のクロックを発生の順番にグループ化してグループに含まれる各クロックの周波数や位相に関する平均値や中央値などの代表値と基準信号を比較するようにすると、一層正確な判断をすることができる。
【００１６】
本発明の他の態様では、計測した偏差値に基づいてフライング・ハイトや記録電流を制御して安定した記録再生動作をすることができる磁気ディスク装置を提供する。偏差値の計測は、リード・クロックが再生信号に同期して正常な再生動作をしている間に行う。また、再生ヘッドと磁気ディスクとが非接触状態のときにも偏差値に基づいて、微小起伏部を検出することができる。周波数の偏差値は、再生信号の周波数が基準周波数より高いときに微小突起部の存在を示し、再生信号の周波数が基準周波数より低いときに微小陥没部の存在を示す。また、偏差値の絶対値は、微小突起部の高さまたは微小陥没部の深さを示す。
【００１７】
よって、磁気ディスク装置に設けられたフライング・ハイト制御機構は、偏差値を利用して微小突起部や微小陥没部においてもフライング・ハイトが平坦部と同じような値になるように制御することができる。フライング・ハイト制御機構は、ヘッド／スライダに形成されたペルチェ素子やヒータを含んで構成することができる。また、フライング・ハイト制御機構は、サスペンション・アセンブリやヘッド／スライダの姿勢を変化させる圧電素子を含んで構成してもよい。偏差値が所定値を超えたデータ・セクタのアドレスをアドレス・テーブルに登録すると、アドレスが既知のデータ・セクタに対してフライング・ハイトを制御することができるので制御が容易になる。
【００１８】
基準信号は、ライト・クロックの周波数とすることができる。また基準信号としては、複数のデータ・セクタの再生信号に関する平均値や中央値などの代表値を選択することができる。本発明による微少突起部や微少陥没部を検出する方法は、垂直磁気記録方式の磁気ディスク装置に対しても適用することができる。また、本発明にかかる磁気ディスク装置は、非接触で微小突起部や微小陥没部を検出することができる。とくにＴＡ発生前の微小突起部を検出してＴＡを未然に防止することができるので、再生ヘッドがＭＲヘッドやＧＭＲヘッドの場合にはとくに有効である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明により、磁気ディスクの表面に形成された微小起伏部を検出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、微小起伏部を検出して安定した記録再生動作を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、磁気ディスク装置において周波数や位相の偏差値を計測して微小起伏部を検出し、欠陥セクタの登録をしたりフライング・ハイトの制御をしたりする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】
［微小起伏部を検出する原理］
図１（Ａ）は、矢印Ａ方向に回転する磁気ディスク１０の記録面１０ａ上をヘッド／スライダ１１が浮上している様子を示す側面図である。磁気ディスク１０は内部に磁性層が形成された面内磁気記録媒体であるが、本発明は垂直磁気記録媒体に適用することも可能である。ヘッド／スライダ１１は、空気軸受面１１ａが、回転する磁気ディスク１０の表面に発生した気流から浮力を受けて記録面１０ａに対してわずかの間隔を空けて浮上している。ヘッド／スライダ１１の内部には、トレイリング・エッジ側面１１ｂ寄りに記録用の薄膜磁性層で形成された記録ヘッド１５とＧＭＲ素子で形成された再生ヘッド１３が埋め込まれている。
【００２１】
ヘッド／スライダ１１には、記録ヘッド１５と再生ヘッド１３のフライング・ハイトを調整するためのペルチェ素子１２が設けられている。ペルチェ素子を用いたフライング・ハイトの制御方法は特開２００３−２９７０２９号公報に記載されているように周知である。記録ヘッド１５には、磁性層を磁化するための磁界を発生するライト・ギャップが形成され、再生ヘッド１３には、磁性層が放出する磁束を検出するリード・ギャップが形成されている。ライト・ギャップとリード・ギャップは、ヘッド／スライダ１の空気軸受面１１ａから露出している。記録ヘッド１５は、コイル１５ａと磁極１５ｂで構成されている。コイル１５ａに記録電流を流すと磁極１５ｂの端部に相当するライト・ギャップに信号磁界が発生して磁束１７が放出され、磁性層を通過する磁束１７が磁性層を所定の長さだけ磁化して磁区（ドメイン）を形成する。磁気ディスク装置は、磁区の磁化方向をコイル１５ａに流す電流の方向を変えることで変化させて、磁気ディスク１０に情報を記録する。
【００２２】
再生ヘッド１３は、絶縁層、シールド層、ＧＭＲ膜、および磁区制御膜などで構成されている。ＧＭＲ膜の両端にはヘッド／スライダ１１のパッドを通じて外部からバイアス電流またはセンス電流が供給される。ＧＭＲ膜の抵抗値は、磁性層から放出された信号磁界の影響を受けて変化するので、再生ヘッド１３はその抵抗値の変化をバイアス電流に対する電圧の変化として検出することにより、磁気ディスク１０に記録されている情報を読み出すことができる。
【００２３】
磁気ディスク１０はガラス基板の表面に磁性層が積層され、さらに磁性層の表面に保護潤滑膜が塗布されている。ガラス基板の表面はラッピング加工で厚さが整えられ、さらに鏡面研磨工程で平坦にされるが、製造コストや製造時間の観点から完全に平坦にすることが困難なため微小突起部や微小陥没部がわずかに残る。したがって、基板の上に積層される磁性層や保護潤滑膜にも基板の形状が転写されて微小突起部や微小陥没部が形成される。図１（Ａ）において、磁気ディスクの記録面１０ａには微小突起部１９および微小陥没部２０が形成されている。なお、図１（Ａ）では、説明を容易にするために縮尺を正確に記載していない。
【００２４】
磁気ディスク１０が矢印Ａ方向に回転を続けると微小突起部１９が再生ヘッド１３に衝突し、その摩擦熱でＧＭＲ膜の抵抗値が変化して再生信号のレベルが変化しＴＡが発生する。また、微小突起部１９の表面が剥がれて磁気ディスク表面の他の部位に付着し、新たな微少突起部に成長する恐れもある。記録ヘッド１５が微小陥没部２０にデータを記録しようとするときは、フライング・ハイトが高いために磁性層を十分に磁化できず、再生ヘッド１３は十分な大きさの信号磁界を生成することができない場合がある。
【００２５】
図１（Ｂ）は、記録ヘッド１５で微小突起部１９および微小陥没部２０にデータを記録したときに磁区が形成される様子を説明する図である。図１（Ｂ）において、磁気ディスク１０は一定の回転速度で回転して、記録ヘッド１５が一定のフライング・ハイトを維持するようにヘッド／スライダ１１が浮上しており、記録ヘッド１５には一定周波数のライト・クロックから生成された記録電流が流れているものとする。そして、ライト・ギャップからは記録電流に対応した磁束１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄが放出されている。磁束１７ａ〜１７ｄは、ライト・クロックの連続する１ビットごとの信号に対応する磁束である。
【００２６】
図１（Ｂ）においては、磁束１７ａ〜１７ｄが磁気ディスクに記録する情報の位置を示すために、磁気ディスクの回転を停止させ、記録ヘッド１５が磁気ディスク１０の回転速度で矢印Ａと反対方向に進んでいるように示してある。磁束１７ａ〜１７ｄは磁気ディスクの記録面１０ａの内部に積層された磁性層に入り込んでこれを磁化して磁区を形成する。記録面１９ａは、微小突起部１９の登り勾配の位置を示し、記録面２０ａは微小陥没部２０の下り勾配の位置を示す。
【００２７】
突起部１９の位置ではガラス基板の形状に応じて磁性層および保護潤滑膜が隆起しており、陥没部２０の位置ではガラス基板の形状に応じて磁性層および保護潤滑膜が陥没している。ライト・クロックの周波数が一定で、磁気ディスク１０の回転速度が一定であるため、磁束１７ａ〜１７ｄは等間隔で並んでいる。磁束１７ａは磁性層に矢印で示す方向の磁区２３ａを形成する。磁束１７ｂは磁区２３ａとは反対方向に磁化された磁区２３ｂを形成する。先に形成された磁区２３ａの後端部は、後から書き込まれる磁束１７ｂの先端部で上書きされて、両者の磁界の方向が異なるために相互の境界には磁化反転位置が形成される。
【００２８】
ライト・ギャップから放出される磁束１７ａ〜１７ｄは、側面からみたときに閉曲線を描いており、先端が狭くなっている。平坦な記録面１０ａに対して磁性層と記録ヘッド１５との間隔であるフライング・ハイトが一定であれば、磁区２３ａ〜磁区２３ｄの長さは等間隔になる。この例ではライト・クロックのパターンを”１０１０”と交互に反転するように選択しているので、磁区２３ａ〜磁区２３ｄの境界には磁化反転位置が形成されている。磁気ディスク装置では、各磁区の磁化反転位置により再生信号のクロック（再生クロック）の周波数が画定される。したがって、一定の回転速度で回転する磁気ディスク１０の磁区２３ａ〜磁区２３ｄの情報を再生ヘッド１３が再生するときは、再生信号の周波数は一定になる。
【００２９】
微小突起部１９および微小陥没部２０の大きさがヘッド／スライダ１１の大きさに比べて十分に小さい場合は、微小突起部１９または微小陥没部２０が空気軸受面１１ａの下に到達しても、それにより記録ヘッド１５の高さ方向の位置が変化することはない。したがって、記録ヘッド１５が微小突起部１９の登り勾配の位置にある記録面１９ａに記録するときのフライング・ハイトは、記録面１０ａのときのフライング・ハイトより低くなるので、磁束１７ａ〜１７ｄが磁性層を通過する位置は記録面１０ａの磁性層に対する位置より深くなるため、磁区２３ａ〜磁区２３ｄより短い磁区２５ａ〜磁区２５ｄが形成される。磁区２５ａ〜磁区２５ｄは、記録面１９ａが記録面１０ａに対して位置が高くなるほど（図では矢印Ａと反対方向に進むほど）短くなる。
【００３０】
逆に、記録ヘッド１５が陥没部２０の下り勾配の位置にある記録面２０ａに記録するときのフライング・ハイトは、記録面１０ａのときのフライング・ハイトより高くなるので、磁束１７ａ〜１７ｄが磁性層を通過する位置は記録面１０ａの磁性層に対する位置より浅くなり、磁区２３ａ〜磁区２３ｄより長い磁区２７ａ〜磁区２７ｄを形成する。磁区２７ａ〜磁区２７ｄは、記録面２０ａが記録面１０ａに対して位置が低くなるほど（図では矢印Ａと反対方向に進むほど）長くなる。
【００３１】
一定の回転速度で回転する磁気ディスク１０の磁区２５ａ〜磁区２５ｄの情報を再生ヘッド１３が再生するときの再生信号の位相は、磁区２３ａ〜磁区２３ｄの再生信号よりも進み、かつ、記録面１９ａの記録面１０ａに対する位置が高くなるほど位相の進みが大きくなる。位相は周波数に関する完全時間積分の関係にあり、周波数は位相に関して時間微分の関係にあるので、微小突起部では平坦部に比べてその高さが高いほど再生信号の周波数が高くなる。
【００３２】
一定の回転速度で回転する磁気ディスク１０の磁区２７ａ〜磁区２７ｄの情報を再生ヘッド１３が再生するときの再生信号の位相は、磁区２３ａ〜磁区２３ｄの再生信号の位相よりも遅れ、かつ、記録面２０ａの記録面１０ａに対する位置が低くなるほど位相の遅れが大きくなる。いいかたを変えると、記録面２０ａの記録面１０ａに対する位置が低くなるほど再生クロックの周波数が低くなる。本発明ではこの特徴を利用して、再生信号の位相または周波数を連続的に計測して基準信号と比較し、位相の偏差値または周波数の偏差値の大きさで微小突起部１９の高さまたは微小陥没部２０の深さを検出する。また一方向への偏差が継続している時間で微小突起部１９または微小陥没部２０の円周方向の長さを検出する。
【００３３】
図２は、微少突起部および微少陥没部の磁区の磁化反転位置をシミュレーションで求めた結果を示す図である。図２には、平坦な記録面１０ｂ、微小突起部１９の記録面１９ｂ、および微小陥没部２０の記録面２０ｂにおける磁化反転位置が△印で示されている。記録面１０ｂ、１９ｂ、２０ｂに対するデータの書き込み条件または磁化反転位置の形成条件としては、磁気ディスクの回転速度を一定にし、ヘッド／スライダのフライング・ハイトとライト・クロックの周波数を同一に設定している。図２において、記録面１０ｂの磁化反転位置と記録面１９ｂ、２０ｂの磁化反転位置との関係は、微少突起部１９および微少陥没部２０に対して円周方向に隣接する位置が平坦な記録面になっており、微小突起部１９または微小陥没部２０の位置まで平坦な記録面がつづいたと仮定したときに記録面１０ｂのような磁化反転位置になることを意味している。
【００３４】
平坦な記録面１０ｂにおける磁化反転位置はすべて等間隔になっている。微小突起部の記録面１９ｂにおける磁化反転位置は、平坦な記録面１０ｂのそれに比べて全体的に位相が進んでいる。矢印Ｂで示す登り勾配においては、高さが高くなるにしたがって位相の進み方が大きくなり、矢印Ｃで示す下り勾配においては、高さが低くなるにしたがって、位相の進み方が小さくなっている。微小陥没部の記録面２０ａにおける磁化反転位置は、平坦な記録面１０ａのそれに比べて全体的に位相が遅れている。矢印Ｄで示す下り勾配においては、高さが低くなるにしたがって位相の遅れ方が大きくなり、矢印Ｅで示す登り勾配においては、高さが高くなるにしたがって、位相の遅れ方が小さくなっている。
【００３５】
図２では、再生クロックを発生の順番に連続する３個のクロックからなるグループＧ１〜Ｇ４とＧ５〜Ｇ８に分けてクロック・グループを構成し、各クロック・グループに含まれる再生クロックの周波数の平均値を計算している。平均値に代えて中央値やその他の代表値を使用することもできる。クロック・グループを構成するクロックの数は、適宜選択することができる。また、平坦な記録面１０ｂから再生した再生クロックの平均周波数を基準周波数として設定する。磁気ディスクの記録面は、大部分が平坦な面になっていると考えることができるので、複数のデータ・セクタを再生した再生信号の周波数の平均値を基準周波数に設定することができる。基準周波数はライト・クロックの周波数に設定することもできる。この場合、磁気ディスク装置がゾーン・ビット・レコーディング方式を採用する場合は、半径方向に設定されたゾーンごとにライト・クロックが設定されるので、ゾーンごとに基準周波数が設定されることになる。
【００３６】
そして、各クロック・グループの平均周波数と基準周波数を比較して周波数の偏差値を計算することにより、微小突起部１９または微小陥没部２０の存在と大きさを検出する。データ・セクタには、５１２バイトのユーザ・データにＣＲＣやＥＣＣなどの付加情報を加えると、１個あたり７００バイト（５６００ビット）程度の情報が記録される。クロック・グループを１０個の再生クロックで構成すると、１つのデータ・セクタの長さに対して１／５６０の分解能で微小突起部１９または微小陥没部２０の存在を特定することができるようになる。
【００３７】
［磁気ディスク装置］
図３は、磁気ディスク１０のフォーマット構造を示す図である。磁気ディスク１０は、データ面サーボ方式を採用する磁気ディスク装置に適用されるフォーマット構造になっている。図３（Ａ）に示すように磁気ディスク１０には、放射状に半径方向に延びた複数のサーボ・セクタ３１が書き込まれている。図３（Ｂ）に示すようにサーボ・セクタ３１ａ、３１ｂの間にはデータ領域３３が配置されて中に複数のデータ・セクタが定義されている。他のサーボ・セクタとデータ領域もほぼ同様の配置関係になっている。
【００３８】
磁気ヘッドを通過するデータ・トラックの速度は外周側ほど速い。単位長さ当たりの記録ビット数を外周側と内周側とでできるだけ均一にして記憶容量を増大させるために磁気ディスク１０は半径方向において４つのゾーン３４、３５、３６、３７に分割されている。各ゾーン内ではデータ領域３３に同一周波数のライト・クロックでデータ・セクタの情報が書き込まれるが、外周側のゾーンほどライト・クロックの周波数を高くしてデータ・セクタの数が多くなるようにしている。これをゾーン・ビット・レコーディング方式という。磁気ディスク１０の最外周トラック近辺には、ユーザには開放しないでシステムだけが使用するシステム領域３８が定義されている。
【００３９】
図４を参照して本発明の実施の形態にかかる磁気ディスク装置１００の概略構成を説明する。図４では、磁気ディスク装置の周知の要素は簡略化または省略して記載している。中央制御回路１０１は、プロセッサやメモリで構成されホスト装置とのデータ通信や磁気ディスク１０に対するデータの記録および再生のために磁気ディスク装置１００の全体を制御する。中央制御回路１０１は、サーボ・ゲート・パルス（ＳＧパルス）、リード・ゲート・パルス（ＲＧパルス）、およびライト・ゲート・パルス（ＷＧパルス）を生成してリード／ライト・チャネルやサーボ制御回路１３５などに送る。ＳＧパルス、ＲＧパルス、およびＷＧパルスはそれぞれ、再生にかかるサーボ・セクタ、再生にかかるデータ・セクタ、および記録にかかるデータ・セクタに対する再生または記録動作のタイミングを決定する信号である。
【００４０】
変調回路１０３は、中央制御回路１０１から送られたユーザ・データを記録媒体に記録するのに適したＲＬＬ（Run Length Limited）コードに変換する。パラレル／シリアル変換器１０５は、変調回路１０３から送られたＲＬＬコードを直並列変換する。ＮＲＺ−ＮＲＺＩ変換回路１０７は、ユーザ・データの形式であるＮＲＺ方式の信号を磁気ディスクに対する記録に適したＮＲＺＩ（Non-Return to Zero Inverse）方式の信号に変換する。記録補償回路１０９は、磁化反転位置のずれ時間に相当するＮＬＴＳ（Non Linear Transition Shift）を補償するために、記録電流を流すタイミングをずらす回路である。記録補償回路１０９は、周波数シンセサイザ１３１から受け取ったライト・クロックのタイミングでユーザ・データを記録するための記録電流をヘッド・アンプ１１１のライト・ドライバに送る。
【００４１】
ヘッド／スライダ１１には、加熱・冷却のためのペルチェ素子１２が形成されている。ペルチェ素子は、記録ヘッド１５および再生ヘッド１３の温度を変化させて、それらの熱膨張を利用することによりフライング・ハイトを調整する周知の素子である。また、フライング・ハイトを調整する加熱素子としては、特開２００３−１６８２７４号公報に記載されているような電気式のヒータを採用することもできる。
【００４２】
ヘッド・アンプ１１１は、記録ヘッド１５（図１）に記録電流を流してデータ・セクタの記録を行う。ヘッド・アンプ１１１はさらにリード・アンプを備えており再生ヘッド１３（図１）が再生した信号を増幅する。ヘッド・アンプ１１１には、ヘッド／スライダ１１に形成されたペルチェ素子１２に加える直流電圧の極性を変化させて冷却または加熱作用を起こさせるためのペルチェ素子制御回路１１２が組み込まれている。ヘッド・アンプ１１１には、フライング・ハイトに応じて記録電流の大きさを制御する記録電流制御回路１１４が組み込まれている。変調回路１０３、パラレル／シリアル変換器１０５、ＮＲＺ−ＮＲＺＩ変換回路１０７、記録補償回路１０９、およびヘッド・アンプ１１１をライト・チャネルということにする。記録ヘッド１５は、データ・セクタにユーザ・データおよびこれに付加されるエラー訂正コード（ＥＣＣ）、エラー検出コード（ＣＲＣ）およびプリアンブルなどを記録する磁界を形成する。
【００４３】
再生ヘッド１３は、サーボ・セクタおよびデータ・セクタの再生を行う。可変利得増幅器１１５と自動利得制御部１１６は、ヘッド・アンプ１１１から受け取ったユーザ・データやサーボ・データの再生信号の振幅を一定にする。波形等価回路１１７は、高域ゲインをプログラマブルに変更できるローパス・フィルタを備え、再生信号に混入しているノイズを除去して波形を等価する。等価とは、再生信号の波形を想定したＰＲ（Partial Response）のクラスに合わせる信号処理をいう。Ａ／Ｄ変換器１１９は、微分回路、フィルタ、および比較回路などを備え、アナログの再生信号からディジタルの再生信号を生成する。Ａ／Ｄ変換器１１９はディジタル再生信号を生成するタイミングを、タイミング調整回路１２９から供給されるリード・クロックにより獲得する。
【００４４】
ＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタ１２１は直列接続された複数の遅延演算子を備えたディジタル・フィルタで、タップの値を設定して復号しやすい信号を生成する。ビタビ復号器１２３は、ＦＩＲフィルタ１２１で処理された信号をＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood）回路を使って処理しＲＬＬコードとして出力する。復調回路１２５は、ＲＬＬコードをユーザ・データ形式のＮＲＺ符号列のデータに変換する。シリアル／パラレル変換器１２７は、ＮＲＺ符号列を並列データに変換して中央制御回路１０１に送る。
【００４５】
ヘッド・アンプ１１１、可変利得増幅器１１５と自動利得制御部１１６、波形等価回路１１７、Ａ／Ｄ変換器１１９、ＦＩＲフィルタ１２１、ビタビ復号器１２３、復調回路１２５、およびシリアル／パラレル変換器１２７をリード・チャネルということにする。また、ライト・チャネルとリード・チャネルを合わせてリード／ライト・チャネルということにする。リード／ライト・チャネルは中央制御回路１０１が生成するＲＧパルスとＷＧパルスに応じて動作する。
【００４６】
タイミング調整回路１２９は、位相・周波数同期発振器（ＰＬＬ：Phase Locked Loop）回路を内部に備え、ビタビ復号器１２３の出力信号に対して周波数シンセサイザ１３１から供給されたデータ・クロックを同期させたリード・クロックを生成する。タイミング調整回路１２９は、リード・クロックをＡ／Ｄ変換器１１９およびリード／チャネルのその他のディジタル回路に供給し、データ領域３３に記録されたユーザ・データを再生したアナログ信号をＡ／Ｄ変換器１１９がディジタル化するタイミングを制御する。
【００４７】
サーボ制御回路１３５は、中央制御回路１０１から供給されるＳＧパルスに応じて動作する。サーボ制御回路１３５は、Ａ／Ｄ変換器１１９から受け取ったサーボ・データのバースト・パターンを再生して中央制御回路１０１に送る。サーボ制御回路１３５はまたＦＩＲフィルタ１１７から受け取ったサーボ・データのアドレス・マークを再生して、ＳＧパルス、ＲＧパルス、ＷＧパルスを生成するためのタイミング信号を中央制御回路１０１に供給する。ドライバ回路１３９は、スピンドル・モータやボイス・コイルに供給する電流を生成するドライバで構成され、中央制御回路１０１からのディジタル制御信号に応じた電流をスピンドル・モータやボイス・コイルに供給する。
【００４８】
周波数シンセサイザ１３１は、位相比較器、ローパス・フィルタ、電圧制御発振器（ＶＣＯ）、および分周器で構成され、中央制御回路１０１からの制御信号に応じてゾーン３４〜３７に対応した周波数のデータ・クロックをタイミング調整回路１２９および記録補償回路１０９に出力する。固定周波数発振器１３３は水晶発振器で構成され、周波数シンセサイザ１３１に単一の周波数を供給する。
【００４９】
起伏検出回路１３７は、図５に示すように、基準周波数記憶部１５１、周波数偏差計測部１５３、欠陥セクタ判定部１５５、フライング・ハイト制御部１５７、および同期監視部１５９で構成されている。基準周波数記憶部１５１は、周波数の偏差を計測するための基準周波数を記憶するメモリで、ゾーンごとに選択した複数のデータ・セクタから再生した再生クロックの平均周波数を記憶する。基準周波数記憶部１５１は、磁気ディスク１０のゾーン３４〜３７ごとに設定されたライト・クロックの周波数を記憶するようにしてもよい。基準周波数は中央制御回路１０１が生成して基準周波数記憶部１５１に送る。
【００５０】
周波数偏差計測部１５３は、ビタビ復号器１２３から送られた再生信号の周波数を計測して、１０個程度のパルス・グループごとに平均周波数を計算する。そして平均周波数と基準周波数とを比較して周波数の偏差値を計算する。欠陥セクタ判定部１５５は、磁気ディスク装置１００が再生モードで動作している間、周波数偏差計測部１５３から周波数の偏差値を受け取り、周波数の偏差値が所定の閾値を超えたときに、当該パルス・グループが検出されたデータ・セクタには、突起部または陥没部があるために欠陥セクタであると判定して、中央制御回路１０１に通知する。
【００５１】
フライング・ハイト制御部１５７は、周波数偏差計測部１５３から周波数の偏差値を受け取って、偏差値に応じてフライング・ハイトを変更するための制御信号をペルチェ素子制御回路１１２に送る。具体的にはフライング・ハイト制御部１５７はパルス・グループの周波数が高くなって偏差値がプラス方向にシフトする場合には、ペルチェ素子１２に冷却作用を発揮させる制御信号をペルチェ素子制御回路１１２に送る。この場合、偏差値が大きいほど冷却作用が増大する制御信号を送る。フライング・ハイト制御部１５７はパルス・グループの周波数が低くなって偏差値がマイナス方向にシフトする場合には、ペルチェ素子１２に発熱作用を発揮させる制御信号をペルチェ素子制御回路１１２に送る。この場合、パルス・グループの偏差値が大きいほど発熱作用が増大する制御信号を送る。フライング・ハイト制御部１５７は、微小起伏部の存在に応じて記録電流の制御ができるように制御信号を記録電流制御回路１１４にも送る。
【００５２】
同期監視部１５９は、磁気ディスク装置１００が再生動作をしている間、周波数偏差計測部１５３から周波数の偏差値を受け取って、タイミング調整回路１２９の同期状態を監視する。再生信号の基準周波数に対する周波数の偏差が大きくなると、タイミング調整回路１２９は再生信号に同期したリード・クロックを生成することができなくなって同期はずれを起こすので、偏差値が所定値を超えたときは再生動作を停止させるための信号を中央制御回路１０１に送る。
【００５３】
［欠陥セクタの登録（出荷前）］
上述の磁気ディスク装置１００において、出荷前に再生信号の周波数の偏差値を計測して磁気ディスク表面の微少起伏部を検出し欠陥セクタを登録する方法を説明する。微少突起部は、出荷後に成長してＴＡの原因になる可能性がある。ユーザ・データを記録したデータ・セクタにＴＡが発生すると当該データを再生することができなくなるので、微少突起部の大きさがある程度を越えたときはＴＡが発生する前であっても欠陥セクタと認定して欠陥登録しておくことが望ましい。ここで、微少突起部の大きさは、高さと円周方向の長さを考慮して決定することができる。
【００５４】
出荷前のデータ・セクタの欠陥登録は、欠陥セクタの判定方法を除いて周知のライト／リード試験で行うことができる。欠陥登録を行うためのプログラムは、磁気ディスク１０のシステム領域３８に記憶され、中央制御回路１０１で実行される。ライト／リード試験では最初に、すべてのデータ・セクタに試験データが記録され、つづいて、順番に試験データが再生される。このとき、ＥＣＣのシンボル数を小さくしたり、エラー・リカバリ・プロシジャ（ＥＲＰ）の機能を停止したりして、再生エラーが発生しやすい条件を設定する。中央制御回路１０１は、同一のデータ・セクタから試験データを複数回再生して、所定回数を超えた再生エラーが発生したデータ・セクタを不良セクタと認定して一次欠陥マップ（ＰＤＭ）に登録する。
【００５５】
これまでのライト／リード試験では、磁気ディスクの表面に微少突起部１９や微少陥没部２０が存在していても、試験データの再生ができる場合は欠陥セクタとして認定しない。本実施の形態では、リード・チャネルが再生動作をしている間（リード・クロックが再生クロックに同期している間）に起伏検出回路１３７の周波数偏差計測部１５３が再生信号に設定したパルス・グループの平均周波数と基準周波数との偏差値を計測して、欠陥セクタ判定部１５５に送る。欠陥セクタ判定部１５５は、偏差値が所定の値を超えたときは、当該データ・セクタを欠陥セクタと認定して、中央制御回路１０１に当該データ・セクタの絶対ブロック・アドレス（ＡＢＡ）を通知する。
【００５６】
中央制御回路１０１は、ＡＢＡが通知されたデータ・セクタを再生エラーが発生しない場合でも欠陥セクタと認定して図６（Ａ）に示すようなＰＤＭに登録する。図６（Ａ）では、６個のデータ・セクタについてＡＢＡが登録されている。中央制御回路１０１は、物理的な配置の順番に並んだデータ・セクタに対して、ＰＤＭにアドレスが登録されたデータ・セクタをスキップしながら、順番に論理ブロック・アドレス（ＬＢＡ）を割り当てる。その結果、出荷前の段階ではＬＢＡが磁気ディスクの回転の順番およびシーク動作の順番に並ぶため、ホスト装置が連続する番号のＬＢＡを指定してデータの記録または再生をするときに、磁気ディスク装置１００には必要以上の回転待ち時間やシーク時間が発生することがないようになっている。
【００５７】
本実施の形態では、再生ヘッド１３と微少突起部が接触しない場合でも微少突起部１９を検出することができるので、記録データの信頼性を一層向上することができる。また、微少陥没部２０もその大きさに応じて同様に欠陥セクタとして認定されてＰＤＭに登録される。微小陥没部２０はＴＡ発生の原因になることはないが、微小陥没部２０の位置では、記録ヘッド１５および再生ヘッド１３のフライング・ハイトが高くなるので、磁性層に対する磁気的結合度が弱まるため、所定値以上の大きさの微小陥没部２０を含むデータ・セクタは欠陥セクタとして認定しておいた方が信頼性向上の上で望ましい。
【００５８】
ＰＤＭは、磁気ディスク１０のシステム領域３８に記憶され、磁気ディスクの電源が投入されたときに中央制御回路１０１に読み出される。また、欠陥登録するデータ・セクタのアドレスには、実際に周波数の偏差値の測定結果に基づいて欠陥が認定されたデータ・セクタだけでなくその周辺に配置されたデータ・セクタも含むようにしてもよい。また、実際にＴＡが発生したときも再生信号の周波数は基準信号の周波数に対して偏差値が大きくなるので、磁気ヘッドと磁気ディスクが接触したときも本実施の形態にかかる方法で欠陥セクタの登録をすることができる。なお、ＰＤＭには、磁性層の欠陥などのような周波数の偏差値以外の事象に起因して欠陥登録されたセクタのアドレスも登録される。
【００５９】
［欠陥セクタの登録（出荷後）］
つぎに、工場から出荷されてユーザに使用されている磁気ディスク装置１００において、周波数の偏差値を計測して磁気ディスク表面の微少起伏部を検出し欠陥セクタを登録する方法を説明する。磁気ディスク装置１００は、一般に磁気ディスク１０に記録されたユーザ・データを正常に再生できないときは、ＥＣＣとＥＲＰを実行してエラーを回復しているが、エラーが回復できなかったり、エラーの程度が重大であったりした場合は当該データ・セクタを欠陥セクタと認定し、そのＬＢＡを再配置欠陥マップ（ＲＤＭ）に登録する。
【００６０】
これまでの磁気ディスク装置では、微少突起部１９が存在してもＴＡが発生しない限り当該データ・セクタが欠陥登録されることはなかった。したがって、ユーザ・データが記録されたデータ・セクタに存在する微少突起部が成長してＴＡが発生し、当該データの再生が不可能になることがある。本実施の形態では、リード・チャネルが再生動作をしている間に起伏検出回路１３７の周波数偏差計測部１５３が、再生信号に設定したパルス・グループの平均周波数と基準周波数との偏差値を計測して欠陥セクタ判定部１５５に送る。欠陥セクタ判定部１５５は、周波数の偏差値が所定の値を超えたときは、当該データ・セクタを欠陥セクタと認定して、中央制御回路１０１にそのデータ・セクタのＬＢＡを通知する。
【００６１】
中央制御回路１０１は、ＥＲＰを実行することによりデータを再生できるデータ・セクタであっても、欠陥セクタ判定部１５５からＬＢＡが通知されたデータ・セクタを欠陥セクタと認定して図６（Ｂ）に示すようなＲＤＭに登録する。ＲＤＭは、欠陥セクタと代替セクタを関連づけるマッピング・テーブルであり、図６（Ｂ）では６個の欠陥セクタに対して代替セクタが割り当てられている。ＲＤＭに登録されたデータ・セクタに対してホスト装置からライト・コマンドが送られると、中央制御回路１０１はＲＤＭを参照して代替セクタにユーザ・データを記録する。また、ＲＤＭに登録されたデータ・セクタに対してリード・コマンドが送られると、代替セクタから読み出す。
【００６２】
本実施の形態では、ＴＡが発生する前にＴＡを発生させる可能性の高い微少突起部を登録して使用しないようにするため、記録データの信頼性を一層向上することができる。ＲＤＭは、磁気ディスク１０のシステム領域３８に記憶され、磁気ディスク装置１００の電源が投入されたときに中央制御回路１０１に読み出されてライト・コマンドまたはリード・コマンドを実行するときにプロセッサにより参照される。なお、ＲＤＭにはＰＤＭと同様に、磁性層の欠陥などのような周波数の偏差値以外の事象に起因して欠陥登録されたセクタのアドレスも登録される。
【００６３】
［フライング・ハイトの制御］
つぎに、再生信号の周波数の偏差値を計測してフライング・ハイトを制御する方法を説明する。ペルチェ素子制御回路１１２はペルチェ素子１２に印加するＤＣ電圧の極性および大きさを制御して冷却作用または加熱作用を発揮させることができる。ユーザ・データの再生時に、周波数偏差計測部１５３が計測したパルス・グループの平均周波数の基準周波数に対する偏差値に基づいて、フライング・ハイト制御部１５７は制御信号を生成する。制御信号は、微小突起部に対してはペルチェ素子１２が冷却作用を発揮するものとし、微小陥没部に対しては発熱作用を発揮するものとする。
【００６４】
また、偏差値はその絶対値で微少突起部の高さや微少陥没部の深さを代表することができるので、制御信号は偏差値の絶対値に応じて冷却作用または発熱作用の強度を調整することができるものとする。この結果、再生ヘッド１３が微少突起部の上を通過するときは冷却されてフライング・ハイトが高くなる方向に移動し、再生ヘッド１３が微少陥没部の上を通過するときは加熱されてフライング・ハイトが低くなる方向に移動するように制御される。フライング・ハイトは、ペルチェ素子１２の冷却または加熱の程度を調整することで、微少突起部または微少陥没部の表面においても、平坦部の表面と同様の値に近づくように制御される。この結果、微少陥没部に対しては、磁気的結合度を維持して安定して磁化することができ、微少突起部に対しては不意にＴＡが発生するような事態を回避することができるようになる。
【００６５】
フライング・ハイトの制御は、上述のように再生動作の間に周波数の偏差値を監視しながら行ってもよいが、図６（Ｃ）に示すような制御テーブルに周波数の偏差値が所定の値を超えたデータ・セクタのＬＢＡとフライング・ハイトの操作量を登録して、中央制御回路１０１が制御テーブルを参照して行うようにしてもよい。フライング・ハイトを制御するデータ・セクタのＬＢＡが既知である場合には、フライング・ハイト制御機構の応答速度の条件が緩和されるため有利になる。図６（Ｃ）には、周波数の偏差値が所定値を超えた６個のデータ・セクタのＬＢＡとそれに対する操作量が登録されている。操作量の符号は、プラスが微少突起部を示し、マイナスが微少陥没部を示している。また、操作量の絶対値は、フライング・ハイトの調整量を示している。
【００６６】
フライング・ハイトの制御は、ペルチェ素子やヒータを使用する方法だけでなく、ヘッド／スライダの姿勢やサスペンションの姿勢をピエゾ素子で機械的に変化させるような方法であってもよい。なお、制御テーブルはＲＤＭと兼用することもできる。その場合、周波数の偏差値に基づいて検出された欠陥セクタを、他の原因で登録された欠陥セクタから識別できるようなフラグをＲＤＭに設定して操作量とともに登録する。
【００６７】
［記録電流の制御］
周波数の偏差値に基づく微小起伏部の検出を利用した他の形態として記録電流の制御がある。ヘッド・アンプ１１１には、記録ヘッド１５に流す記録電流の大きさを制御するための記録電流制御回路１１４が設けられている。周波数偏差計測部１５３から受け取った周波数の偏差値に基づいて、フライング・ハイト制御部１５７が微少陥没部の存在を認識したときペルチェ素子制御回路１１２にフライング・ハイトを変更するための制御信号を送ることに代えて、あるいはそれと同時に、記録電流制御回路１１４に対して記録電流を増大するための制御信号を送る。その結果、記録ヘッド１３の温度が上昇してフライング・ハイトが下がるとともに、記録電流が大きくなるため微少陥没部の磁区も確実に磁化することができる。
【００６８】
［記録動作の制御］
周波数の偏差値を計測した他の利用形態として再生動作の制御がある。再生動作中に基準周波数に対する再生信号の周波数の偏差値が大きくなって、タイミング調整回路１２９の同期保持範囲を超える場合がある。タイミング調整回路１２９が、再生信号に同期したリード・クロックを生成することができなくなって同期がはずれると、同期が回復するまでに再生したデータ・セクタの再生信号に連続的にエラーが発生する。
【００６９】
データ・セクタに連続的なエラーが発生すると、磁気ディスク装置はエラーの回復ができなかったり、エラーの回復に長い時間を費やしたりするので、これを防止する必要がある。タイミング調整回路１２９のＰＬＬが同期状態から同期はずれの状態に移行する過程では、再生信号の周波数がＶＣＯの自走周波数から徐々に離れてゆく。本実施の形態では、再生中に周波数偏差計測部１５３が周波数の偏差値を検出して同期監視部１５９に送る。同期監視部１５９は連続的に周波数の偏差値を監視して、偏差値が大きくなって同期がはずれる状態に近くなったときに中央制御回路１０１に再生動作を中止させる信号を送る。信号を受け取った中央制御回路１０１は、リード・チャネルの再生動作を停止させる。
【００７０】
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】
【００７１】
【図１】本発明における微少突起部および微少陥没部を検出する原理を説明する図である。
【図２】微少突起部と微少陥没部における磁化反転位置のシミュレーション結果を説明する図である。
【図３】磁気ディスクのフォーマット構造を説明する図である。
【図４】磁気ディスク装置の概略ブロック図である。
【図５】起伏検出回路の概略ブロック図である。
【図６】ＰＤＭ、ＲＤＭ、制御テーブルの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０ａ、１０ｂ、１９ａ、１９ｂ、２０ａ、２０ｂ…記録面
１１…ヘッド／スライダ
１２…ペルチェ素子
１３…再生ヘッド
１５…記録ヘッド
１７、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ…磁束
１９…微小突起部
２０…微小陥没部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスクの記録面に存在する微少突起部や微少陥没部などの微少起伏部を検出する技術に関し、さらに詳細には再生信号の周波数または位相の偏差値に基づいて微小起伏部を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置では、磁気ヘッドが磁気ディスクの磁性層との間に極わずかの間隔を空けて浮上してデータの記録または再生を行う。磁気ヘッドと磁性層との間隔をフライング・ハイトという。記録密度を向上するには、フライング・ハイトをできるだけ低くして一定に保つ必要がある。そのためには、磁気ディスクの表面が平坦であることが望ましい。しかし、製造工程には時間的およびコスト的な制約があるため磁気ディスクの表面を完全に平坦な面に仕上げることは困難であり、実際には微小な突起部や陥没部が残ることは避けられない。
【０００３】
近年、フライング・ハイトは１０ｎｍ程度にまで小さくなってきており、微小起伏部が記録または再生動作に与える影響が大きくなってきている。再生ヘッドがＧＭＲ（巨大磁気抵抗効果）素子またはＭＲ（磁気抵抗効果）素子を使用しているＧＭＲヘッドまたはＭＲヘッドである場合には、再生ヘッドと微小突起部の衝突によりＧＭＲ素子またはＭＲ素子の温度が上昇するいわゆるサーマル・アスペリティ（以後、ＴＡという。）という現象でデータの再生ができなくなってしまう。微小陥没部においては、フライング・ハイトが実質的に高くなるため磁気ヘッドと磁性層との磁気的な結合度が弱まり十分な磁化ができなくなってしまう。
【０００４】
また、磁気ヘッドの素子表面には、腐食を防止するため保護膜が形成されている。磁気ヘッドが磁気ディスク表面の微小突起部に衝突して保護膜が摩耗すると磁気ヘッドの素子が腐食しやすくなる。また、磁気ヘッドが微小突起部に衝突することにより磁気ディスク表面の潤滑保護膜が剥がれかかることにより微小突起部の高さが高くなったり、剥離した潤滑保護膜の断片が磁気ディスクの他の部位に付着して新たな微小突起部を形成したりすることがある。
【０００５】
特許文献１には、ＭＲヘッドが磁気ディスクの表面に衝突したとき再生信号に信号振幅（出力レベル）が急激に変動した信号波形が発生することが記載されている。特許文献２は、磁気ディスク装置の出荷前にＭＲヘッドを微小突起に衝突させてＴＡの発生を検知して、突起部の位置に関連するセクタを欠陥登録する技術を開示する。特許文献３は、ディスクの欠陥に伴う異常な再生信号が入力された場合でも、同期パルス信号の発振周波数が所定の値から大きく外れることを防止するＰＬＬ回路を開示する。ＰＬＬ回路は、データ再生動作時に再生信号と同期パルス信号との位相誤差を検出してこの位相誤差を解消するように同期パルス信号の位相同期動作を実行する位相同期ループ回路と、同期パルス信号との周波数誤差を解消するための周波数引込み動作を実行する周波数引込みループ回路とを有する。
【０００６】
特許文献４は、磁気ヘッドからの信号をカップリング・コンデンサを介すること無しに直結した増幅器で増幅することにより、磁気ディスクと磁気ヘッドとの間隔の変動をＤＣ電位の変動として間隔検出回路で直接検出する技術を開示する。そして、同文献には検出した間隔に相当するＤＣ電位を一定値に保つように、間隔制御回路で磁気ヘッドの高さ、すなわち磁気ディスクと磁気ヘッドとの間隔を制御することにより、一定の磁気的スペーシングを保つことができることが記載されている。
【特許文献１】特開平９−２５１７２７号公報
【特許文献２】特開平１１−６６７０９号公報
【特許文献３】特開平９−４５００９号公報
【特許文献４】特開平１０−２３３０７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来は、ＭＲヘッドを実際に微小突起部に接触させてＴＡを発生させることにより、磁気ディスク表面の微小突起部を出荷前に検出していた。この方法では、ＭＲヘッドに接触する高さの微小突起部を検出することは可能である。しかし、磁気ディスク装置の使用が開始されたあとでは、出荷前にはＴＡを発生させないほどの高さの低い微小突起部が核になり、ヘッド／スライダと磁気ディスク表面との接触により発生した粉塵や内部に残留していた粉塵などが徐々にこれに付着して成長しやがてＴＡをもたらす大きさになることがある。
【０００８】
ユーザ・データが記録されたあとにＭＲヘッドと微少突起部が衝突してＴＡが発生すると、当該データ・セクタからはユーザ・データの再生ができなくなってしまう。また、衝突により磁気ディスクの表面から剥離した断片が磁気ディスクの他の部分に付着して新たな微少突起部の核になる可能性がある。さらに、磁気ヘッドが損傷する可能性もあるので衝突を回避するためには、出荷前にＴＡを発生しないような微小突起部であってもこれを検出して除去しておくことが望ましい。また、出荷後においては、微少突起部と磁気ヘッドとの衝突をできるだけ回避することが望ましい。
【０００９】
さらに、データ・セクタが微少陥没部を含んでいても、出荷前のライト／リード試験で合格すればこれまでは、当該データ・セクタはそのまま使用されていた。微少陥没部ではフライング・ハイトが実質的に高くなるため、安定した記録、再生動作を行うためには、所定値以上の深さの場合には事前に当該データ・セクタを使用禁止にしておくことが望ましい。
【００１０】
しかし、これまでの磁気ディスク装置では微少陥没部やＴＡを発生させないような高さの低い微少突起部を検出することは困難であった。また、磁気ディスク装置が出荷されてユーザ・データが記録されたあとに微少突起部が成長してＴＡを発生させるような事態を回避する有効な方法がなかった。
【００１１】
そこで本発明の目的は、磁気ディスク表面に形成された微小起伏部を検出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、微小起伏部を検出して安定した記録再生動作を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、磁気ディスク装置において周波数または位相の偏差値を計測して微小起伏部を検出して欠陥セクタの登録をしたり、フライング・ハイトの制御をしたりする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、磁気ディスクの表面に存在する微小突起部や微小陥没部に記録されたデータを再生した再生信号の基準信号に対する周波数または位相のずれに相当する偏差値を利用して検出する点にある。本発明の第１の態様では、再生信号の基準信号に対する偏差値を計測して、欠陥セクタを登録する技術を提供する。偏差値は再生信号の周波数および位相またはそのいずれか一方について計測する。記録ヘッドが一定のフライング・ハイトになるようにヘッド／スライダが浮上しているときは、微小突起部ではフライング・ハイトが実質的に低くなるため記録された信号の周波数は平坦部より高くなり、微小陥没部ではフライング・ハイトが実質的に高くなるため記録された信号の周波数は平坦部より低くなる。いいかえると微小突起部では平坦部に比べて記録信号の位相が進み、微小陥没部では平坦部に比べて記録信号の位相が遅れる。
【００１３】
微小突起部はその時点でＴＡを発生させていないとしても、将来的にＴＡの原因となる可能性があり、微小陥没部は安定した記録再生動作の障害になる可能性があるので、本発明においてはこれらを含むデータ・セクタをアドレス・テーブルに登録して管理する。アドレス・テーブルは、出荷前は論理ブロック・アドレスをスキップするための一次欠陥マップ（ＰＤＭ）とし、出荷後は代替セクタに論理ブロック・アドレスを割り当てるための再配置欠陥マップ（ＲＤＭ）とすることができる。本発明によれば、微少突起部をＰＤＭに登録することにより、データを記録したあとに微小突起部が成長してＴＡが発生し、データが喪失してしまうような事態を防ぐことができる。また、微少突起部をＲＤＭに登録することにより、ＴＡが発生する可能性のあるデータ・セクタを使用しないようにして、記録データの喪失を防ぐことができる。
【００１４】
また、本発明においては周波数や位相の偏差値は磁気ヘッドと磁気ディスクとが非接触状態でも計測することができるので、微小突起部との接触に伴う磁気ヘッドの損傷や磁気ディスク表面の剥離を防ぐことができる。ただし、本発明の範囲においては、偏差値を測定する間に磁気ヘッドと磁気ディスクとが接触する場合があってもよい。
ＰＤＭやＲＤＭには、偏差に起因して登録されたデータ・セクタ以外のデータ・セクタも登録されている。本発明では、アドレス・テーブルを偏差値に起因して登録したデータ・セクタだけを登録する専用の制御テーブルとすることができる。制御テーブルを利用することで、微少起伏部を含むデータ・セクタに対してフライング・ハイトの制御や記録電流の制御を容易に行うことができるようになる。
【００１５】
偏差値の計測は、リード・クロックが再生信号に対して同期はずれを起こすときに行っても、また、同期している間に行ってもよい。偏差値を計測するために、再生信号の複数のクロックを発生の順番にグループ化してグループに含まれる各クロックの周波数や位相に関する平均値や中央値などの代表値と基準信号を比較するようにすると、一層正確な判断をすることができる。
【００１６】
本発明の他の態様では、計測した偏差値に基づいてフライング・ハイトや記録電流を制御して安定した記録再生動作をすることができる磁気ディスク装置を提供する。偏差値の計測は、リード・クロックが再生信号に同期して正常な再生動作をしている間に行う。また、再生ヘッドと磁気ディスクとが非接触状態のときにも偏差値に基づいて、微小起伏部を検出することができる。周波数の偏差値は、再生信号の周波数が基準周波数より高いときに微小突起部の存在を示し、再生信号の周波数が基準周波数より低いときに微小陥没部の存在を示す。また、偏差値の絶対値は、微小突起部の高さまたは微小陥没部の深さを示す。
【００１７】
よって、磁気ディスク装置に設けられたフライング・ハイト制御機構は、偏差値を利用して微小突起部や微小陥没部においてもフライング・ハイトが平坦部と同じような値になるように制御することができる。フライング・ハイト制御機構は、ヘッド／スライダに形成されたペルチェ素子やヒータを含んで構成することができる。また、フライング・ハイト制御機構は、サスペンション・アセンブリやヘッド／スライダの姿勢を変化させる圧電素子を含んで構成してもよい。偏差値が所定値を超えたデータ・セクタのアドレスをアドレス・テーブルに登録すると、アドレスが既知のデータ・セクタに対してフライング・ハイトを制御することができるので制御が容易になる。
【００１８】
基準信号は、ライト・クロックの周波数とすることができる。また基準信号としては、複数のデータ・セクタの再生信号に関する平均値や中央値などの代表値を選択することができる。本発明による微少突起部や微少陥没部を検出する方法は、垂直磁気記録方式の磁気ディスク装置に対しても適用することができる。また、本発明にかかる磁気ディスク装置は、非接触で微小突起部や微小陥没部を検出することができる。とくにＴＡ発生前の微小突起部を検出してＴＡを未然に防止することができるので、再生ヘッドがＭＲヘッドやＧＭＲヘッドの場合にはとくに有効である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明により、磁気ディスクの表面に形成された微小起伏部を検出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、微小起伏部を検出して安定した記録再生動作を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、磁気ディスク装置において周波数や位相の偏差値を計測して微小起伏部を検出し、欠陥セクタの登録をしたりフライング・ハイトの制御をしたりする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】
［微小起伏部を検出する原理］
図１（Ａ）は、矢印Ａ方向に回転する磁気ディスク１０の記録面１０ａ上をヘッド／スライダ１１が浮上している様子を示す側面図である。磁気ディスク１０は内部に磁性層が形成された面内磁気記録媒体であるが、本発明は垂直磁気記録媒体に適用することも可能である。ヘッド／スライダ１１は、空気軸受面１１ａが、回転する磁気ディスク１０の表面に発生した気流から浮力を受けて記録面１０ａに対してわずかの間隔を空けて浮上している。ヘッド／スライダ１１の内部には、トレイリング・エッジ側面１１ｂ寄りに記録用の薄膜磁性層で形成された記録ヘッド１５とＧＭＲ素子で形成された再生ヘッド１３が埋め込まれている。
【００２１】
ヘッド／スライダ１１には、記録ヘッド１５と再生ヘッド１３のフライング・ハイトを調整するためのペルチェ素子１２が設けられている。ペルチェ素子を用いたフライング・ハイトの制御方法は特開２００３−２９７０２９号公報に記載されているように周知である。記録ヘッド１５には、磁性層を磁化するための磁界を発生するライト・ギャップが形成され、再生ヘッド１３には、磁性層が放出する磁束を検出するリード・ギャップが形成されている。ライト・ギャップとリード・ギャップは、ヘッド／スライダ１の空気軸受面１１ａから露出している。記録ヘッド１５は、コイル１５ａと磁極１５ｂで構成されている。コイル１５ａに記録電流を流すと磁極１５ｂの端部に相当するライト・ギャップに信号磁界が発生して磁束１７が放出され、磁性層を通過する磁束１７が磁性層を所定の長さだけ磁化して磁区（ドメイン）を形成する。磁気ディスク装置は、磁区の磁化方向をコイル１５ａに流す電流の方向を変えることで変化させて、磁気ディスク１０に情報を記録する。
【００２２】
再生ヘッド１３は、絶縁層、シールド層、ＧＭＲ膜、および磁区制御膜などで構成されている。ＧＭＲ膜の両端にはヘッド／スライダ１１のパッドを通じて外部からバイアス電流またはセンス電流が供給される。ＧＭＲ膜の抵抗値は、磁性層から放出された信号磁界の影響を受けて変化するので、再生ヘッド１３はその抵抗値の変化をバイアス電流に対する電圧の変化として検出することにより、磁気ディスク１０に記録されている情報を読み出すことができる。
【００２３】
磁気ディスク１０はガラス基板の表面に磁性層が積層され、さらに磁性層の表面に保護潤滑膜が塗布されている。ガラス基板の表面はラッピング加工で厚さが整えられ、さらに鏡面研磨工程で平坦にされるが、製造コストや製造時間の観点から完全に平坦にすることが困難なため微小突起部や微小陥没部がわずかに残る。したがって、基板の上に積層される磁性層や保護潤滑膜にも基板の形状が転写されて微小突起部や微小陥没部が形成される。図１（Ａ）において、磁気ディスクの記録面１０ａには微小突起部１９および微小陥没部２０が形成されている。なお、図１（Ａ）では、説明を容易にするために縮尺を正確に記載していない。
【００２４】
磁気ディスク１０が矢印Ａ方向に回転を続けると微小突起部１９が再生ヘッド１３に衝突し、その摩擦熱でＧＭＲ膜の抵抗値が変化して再生信号のレベルが変化しＴＡが発生する。また、微小突起部１９の表面が剥がれて磁気ディスク表面の他の部位に付着し、新たな微少突起部に成長する恐れもある。記録ヘッド１５が微小陥没部２０にデータを記録しようとするときは、フライング・ハイトが高いために磁性層を十分に磁化できず、再生ヘッド１３は十分な大きさの信号磁界を生成することができない場合がある。
【００２５】
図１（Ｂ）は、記録ヘッド１５で微小突起部１９および微小陥没部２０にデータを記録したときに磁区が形成される様子を説明する図である。図１（Ｂ）において、磁気ディスク１０は一定の回転速度で回転して、記録ヘッド１５が一定のフライング・ハイトを維持するようにヘッド／スライダ１１が浮上しており、記録ヘッド１５には一定周波数のライト・クロックから生成された記録電流が流れているものとする。そして、ライト・ギャップからは記録電流に対応した磁束１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄが放出されている。磁束１７ａ〜１７ｄは、ライト・クロックの連続する１ビットごとの信号に対応する磁束である。
【００２６】
図１（Ｂ）においては、磁束１７ａ〜１７ｄが磁気ディスクに記録する情報の位置を示すために、磁気ディスクの回転を停止させ、記録ヘッド１５が磁気ディスク１０の回転速度で矢印Ａと反対方向に進んでいるように示してある。磁束１７ａ〜１７ｄは磁気ディスクの記録面１０ａの内部に積層された磁性層に入り込んでこれを磁化して磁区を形成する。記録面１９ａは、微小突起部１９の登り勾配の位置を示し、記録面２０ａは微小陥没部２０の下り勾配の位置を示す。
【００２７】
突起部１９の位置ではガラス基板の形状に応じて磁性層および保護潤滑膜が隆起しており、陥没部２０の位置ではガラス基板の形状に応じて磁性層および保護潤滑膜が陥没している。ライト・クロックの周波数が一定で、磁気ディスク１０の回転速度が一定であるため、磁束１７ａ〜１７ｄは等間隔で並んでいる。磁束１７ａは磁性層に矢印で示す方向の磁区２３ａを形成する。磁束１７ｂは磁区２３ａとは反対方向に磁化された磁区２３ｂを形成する。先に形成された磁区２３ａの後端部は、後から書き込まれる磁束１７ｂの先端部で上書きされて、両者の磁界の方向が異なるために相互の境界には磁化反転位置が形成される。
【００２８】
ライト・ギャップから放出される磁束１７ａ〜１７ｄは、側面からみたときに閉曲線を描いており、先端が狭くなっている。平坦な記録面１０ａに対して磁性層と記録ヘッド１５との間隔であるフライング・ハイトが一定であれば、磁区２３ａ〜磁区２３ｄの長さは等間隔になる。この例ではライト・クロックのパターンを”１０１０”と交互に反転するように選択しているので、磁区２３ａ〜磁区２３ｄの境界には磁化反転位置が形成されている。磁気ディスク装置では、各磁区の磁化反転位置により再生信号のクロック（再生クロック）の周波数が画定される。したがって、一定の回転速度で回転する磁気ディスク１０の磁区２３ａ〜磁区２３ｄの情報を再生ヘッド１３が再生するときは、再生信号の周波数は一定になる。
【００２９】
微小突起部１９および微小陥没部２０の大きさがヘッド／スライダ１１の大きさに比べて十分に小さい場合は、微小突起部１９または微小陥没部２０が空気軸受面１１ａの下に到達しても、それにより記録ヘッド１５の高さ方向の位置が変化することはない。したがって、記録ヘッド１５が微小突起部１９の登り勾配の位置にある記録面１９ａに記録するときのフライング・ハイトは、記録面１０ａのときのフライング・ハイトより低くなるので、磁束１７ａ〜１７ｄが磁性層を通過する位置は記録面１０ａの磁性層に対する位置より深くなるため、磁区２３ａ〜磁区２３ｄより短い磁区２５ａ〜磁区２５ｄが形成される。磁区２５ａ〜磁区２５ｄは、記録面１９ａが記録面１０ａに対して位置が高くなるほど（図では矢印Ａと反対方向に進むほど）短くなる。
【００３０】
逆に、記録ヘッド１５が陥没部２０の下り勾配の位置にある記録面２０ａに記録するときのフライング・ハイトは、記録面１０ａのときのフライング・ハイトより高くなるので、磁束１７ａ〜１７ｄが磁性層を通過する位置は記録面１０ａの磁性層に対する位置より浅くなり、磁区２３ａ〜磁区２３ｄより長い磁区２７ａ〜磁区２７ｄを形成する。磁区２７ａ〜磁区２７ｄは、記録面２０ａが記録面１０ａに対して位置が低くなるほど（図では矢印Ａと反対方向に進むほど）長くなる。
【００３１】
一定の回転速度で回転する磁気ディスク１０の磁区２５ａ〜磁区２５ｄの情報を再生ヘッド１３が再生するときの再生信号の位相は、磁区２３ａ〜磁区２３ｄの再生信号よりも進み、かつ、記録面１９ａの記録面１０ａに対する位置が高くなるほど位相の進みが大きくなる。位相は周波数に関する完全時間積分の関係にあり、周波数は位相に関して時間微分の関係にあるので、微小突起部では平坦部に比べてその高さが高いほど再生信号の周波数が高くなる。
【００３２】
一定の回転速度で回転する磁気ディスク１０の磁区２７ａ〜磁区２７ｄの情報を再生ヘッド１３が再生するときの再生信号の位相は、磁区２３ａ〜磁区２３ｄの再生信号の位相よりも遅れ、かつ、記録面２０ａの記録面１０ａに対する位置が低くなるほど位相の遅れが大きくなる。いいかたを変えると、記録面２０ａの記録面１０ａに対する位置が低くなるほど再生クロックの周波数が低くなる。本発明ではこの特徴を利用して、再生信号の位相または周波数を連続的に計測して基準信号と比較し、位相の偏差値または周波数の偏差値の大きさで微小突起部１９の高さまたは微小陥没部２０の深さを検出する。また一方向への偏差が継続している時間で微小突起部１９または微小陥没部２０の円周方向の長さを検出する。
【００３３】
図２は、微少突起部および微少陥没部の磁区の磁化反転位置をシミュレーションで求めた結果を示す図である。図２には、平坦な記録面１０ｂ、微小突起部１９の記録面１９ｂ、および微小陥没部２０の記録面２０ｂにおける磁化反転位置が△印で示されている。記録面１０ｂ、１９ｂ、２０ｂに対するデータの書き込み条件または磁化反転位置の形成条件としては、磁気ディスクの回転速度を一定にし、ヘッド／スライダのフライング・ハイトとライト・クロックの周波数を同一に設定している。図２において、記録面１０ｂの磁化反転位置と記録面１９ｂ、２０ｂの磁化反転位置との関係は、微少突起部１９および微少陥没部２０に対して円周方向に隣接する位置が平坦な記録面になっており、微小突起部１９または微小陥没部２０の位置まで平坦な記録面がつづいたと仮定したときに記録面１０ｂのような磁化反転位置になることを意味している。
【００３４】
平坦な記録面１０ｂにおける磁化反転位置はすべて等間隔になっている。微小突起部の記録面１９ｂにおける磁化反転位置は、平坦な記録面１０ｂのそれに比べて全体的に位相が進んでいる。矢印Ｂで示す登り勾配においては、高さが高くなるにしたがって位相の進み方が大きくなり、矢印Ｃで示す下り勾配においては、高さが低くなるにしたがって、位相の進み方が小さくなっている。微小陥没部の記録面２０ａにおける磁化反転位置は、平坦な記録面１０ａのそれに比べて全体的に位相が遅れている。矢印Ｄで示す下り勾配においては、高さが低くなるにしたがって位相の遅れ方が大きくなり、矢印Ｅで示す登り勾配においては、高さが高くなるにしたがって、位相の遅れ方が小さくなっている。
【００３５】
図２では、再生クロックを発生の順番に連続する３個のクロックからなるグループＧ１〜Ｇ４とＧ５〜Ｇ８に分けてクロック・グループを構成し、各クロック・グループに含まれる再生クロックの周波数の平均値を計算している。平均値に代えて中央値やその他の代表値を使用することもできる。クロック・グループを構成するクロックの数は、適宜選択することができる。また、平坦な記録面１０ｂから再生した再生クロックの平均周波数を基準周波数として設定する。磁気ディスクの記録面は、大部分が平坦な面になっていると考えることができるので、複数のデータ・セクタを再生した再生信号の周波数の平均値を基準周波数に設定することができる。基準周波数はライト・クロックの周波数に設定することもできる。この場合、磁気ディスク装置がゾーン・ビット・レコーディング方式を採用する場合は、半径方向に設定されたゾーンごとにライト・クロックが設定されるので、ゾーンごとに基準周波数が設定されることになる。
【００３６】
そして、各クロック・グループの平均周波数と基準周波数を比較して周波数の偏差値を計算することにより、微小突起部１９または微小陥没部２０の存在と大きさを検出する。データ・セクタには、５１２バイトのユーザ・データにＣＲＣやＥＣＣなどの付加情報を加えると、１個あたり７００バイト（５６００ビット）程度の情報が記録される。クロック・グループを１０個の再生クロックで構成すると、１つのデータ・セクタの長さに対して１／５６０の分解能で微小突起部１９または微小陥没部２０の存在を特定することができるようになる。
【００３７】
［磁気ディスク装置］
図３は、磁気ディスク１０のフォーマット構造を示す図である。磁気ディスク１０は、データ面サーボ方式を採用する磁気ディスク装置に適用されるフォーマット構造になっている。図３（Ａ）に示すように磁気ディスク１０には、放射状に半径方向に延びた複数のサーボ・セクタ３１が書き込まれている。図３（Ｂ）に示すようにサーボ・セクタ３１ａ、３１ｂの間にはデータ領域３３が配置されて中に複数のデータ・セクタが定義されている。他のサーボ・セクタとデータ領域もほぼ同様の配置関係になっている。
【００３８】
磁気ヘッドを通過するデータ・トラックの速度は外周側ほど速い。単位長さ当たりの記録ビット数を外周側と内周側とでできるだけ均一にして記憶容量を増大させるために磁気ディスク１０は半径方向において４つのゾーン３４、３５、３６、３７に分割されている。各ゾーン内ではデータ領域３３に同一周波数のライト・クロックでデータ・セクタの情報が書き込まれるが、外周側のゾーンほどライト・クロックの周波数を高くしてデータ・セクタの数が多くなるようにしている。これをゾーン・ビット・レコーディング方式という。磁気ディスク１０の最外周トラック近辺には、ユーザには開放しないでシステムだけが使用するシステム領域３８が定義されている。
【００３９】
図４を参照して本発明の実施の形態にかかる磁気ディスク装置１００の概略構成を説明する。図４では、磁気ディスク装置の周知の要素は簡略化または省略して記載している。中央制御回路１０１は、プロセッサやメモリで構成されホスト装置とのデータ通信や磁気ディスク１０に対するデータの記録および再生のために磁気ディスク装置１００の全体を制御する。中央制御回路１０１は、サーボ・ゲート・パルス（ＳＧパルス）、リード・ゲート・パルス（ＲＧパルス）、およびライト・ゲート・パルス（ＷＧパルス）を生成してリード／ライト・チャネルやサーボ制御回路１３５などに送る。ＳＧパルス、ＲＧパルス、およびＷＧパルスはそれぞれ、再生にかかるサーボ・セクタ、再生にかかるデータ・セクタ、および記録にかかるデータ・セクタに対する再生または記録動作のタイミングを決定する信号である。
【００４０】
変調回路１０３は、中央制御回路１０１から送られたユーザ・データを記録媒体に記録するのに適したＲＬＬ（Run Length Limited）コードに変換する。パラレル／シリアル変換器１０５は、変調回路１０３から送られたＲＬＬコードを直並列変換する。ＮＲＺ−ＮＲＺＩ変換回路１０７は、ユーザ・データの形式であるＮＲＺ方式の信号を磁気ディスクに対する記録に適したＮＲＺＩ（Non-Return to Zero Inverse）方式の信号に変換する。記録補償回路１０９は、磁化反転位置のずれ時間に相当するＮＬＴＳ（Non Linear Transition Shift）を補償するために、記録電流を流すタイミングをずらす回路である。記録補償回路１０９は、周波数シンセサイザ１３１から受け取ったライト・クロックのタイミングでユーザ・データを記録するための記録電流をヘッド・アンプ１１１のライト・ドライバに送る。
【００４１】
ヘッド／スライダ１１には、加熱・冷却のためのペルチェ素子１２が形成されている。ペルチェ素子は、記録ヘッド１５および再生ヘッド１３の温度を変化させて、それらの熱膨張を利用することによりフライング・ハイトを調整する周知の素子である。また、フライング・ハイトを調整する加熱素子としては、特開２００３−１６８２７４号公報に記載されているような電気式のヒータを採用することもできる。
【００４２】
ヘッド・アンプ１１１は、記録ヘッド１５（図１）に記録電流を流してデータ・セクタの記録を行う。ヘッド・アンプ１１１はさらにリード・アンプを備えており再生ヘッド１３（図１）が再生した信号を増幅する。ヘッド・アンプ１１１には、ヘッド／スライダ１１に形成されたペルチェ素子１２に加える直流電圧の極性を変化させて冷却または加熱作用を起こさせるためのペルチェ素子制御回路１１２が組み込まれている。ヘッド・アンプ１１１には、フライング・ハイトに応じて記録電流の大きさを制御する記録電流制御回路１１４が組み込まれている。変調回路１０３、パラレル／シリアル変換器１０５、ＮＲＺ−ＮＲＺＩ変換回路１０７、記録補償回路１０９、およびヘッド・アンプ１１１をライト・チャネルということにする。記録ヘッド１５は、データ・セクタにユーザ・データおよびこれに付加されるエラー訂正コード（ＥＣＣ）、エラー検出コード（ＣＲＣ）およびプリアンブルなどを記録する磁界を形成する。
【００４３】
再生ヘッド１３は、サーボ・セクタおよびデータ・セクタの再生を行う。可変利得増幅器１１５と自動利得制御部１１６は、ヘッド・アンプ１１１から受け取ったユーザ・データやサーボ・データの再生信号の振幅を一定にする。波形等価回路１１７は、高域ゲインをプログラマブルに変更できるローパス・フィルタを備え、再生信号に混入しているノイズを除去して波形を等価する。等価とは、再生信号の波形を想定したＰＲ（Partial Response）のクラスに合わせる信号処理をいう。Ａ／Ｄ変換器１１９は、微分回路、フィルタ、および比較回路などを備え、アナログの再生信号からディジタルの再生信号を生成する。Ａ／Ｄ変換器１１９はディジタル再生信号を生成するタイミングを、タイミング調整回路１２９から供給されるリード・クロックにより獲得する。
【００４４】
ＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタ１２１は直列接続された複数の遅延演算子を備えたディジタル・フィルタで、タップの値を設定して復号しやすい信号を生成する。ビタビ復号器１２３は、ＦＩＲフィルタ１２１で処理された信号をＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood）回路を使って処理しＲＬＬコードとして出力する。復調回路１２５は、ＲＬＬコードをユーザ・データ形式のＮＲＺ符号列のデータに変換する。シリアル／パラレル変換器１２７は、ＮＲＺ符号列を並列データに変換して中央制御回路１０１に送る。
【００４５】
ヘッド・アンプ１１１、可変利得増幅器１１５と自動利得制御部１１６、波形等価回路１１７、Ａ／Ｄ変換器１１９、ＦＩＲフィルタ１２１、ビタビ復号器１２３、復調回路１２５、およびシリアル／パラレル変換器１２７をリード・チャネルということにする。また、ライト・チャネルとリード・チャネルを合わせてリード／ライト・チャネルということにする。リード／ライト・チャネルは中央制御回路１０１が生成するＲＧパルスとＷＧパルスに応じて動作する。
【００４６】
タイミング調整回路１２９は、位相・周波数同期発振器（ＰＬＬ：Phase Locked Loop）回路を内部に備え、ビタビ復号器１２３の出力信号に対して周波数シンセサイザ１３１から供給されたデータ・クロックを同期させたリード・クロックを生成する。タイミング調整回路１２９は、リード・クロックをＡ／Ｄ変換器１１９およびリード／チャネルのその他のディジタル回路に供給し、データ領域３３に記録されたユーザ・データを再生したアナログ信号をＡ／Ｄ変換器１１９がディジタル化するタイミングを制御する。
【００４７】
サーボ制御回路１３５は、中央制御回路１０１から供給されるＳＧパルスに応じて動作する。サーボ制御回路１３５は、Ａ／Ｄ変換器１１９から受け取ったサーボ・データのバースト・パターンを再生して中央制御回路１０１に送る。サーボ制御回路１３５はまたＦＩＲフィルタ１１７から受け取ったサーボ・データのアドレス・マークを再生して、ＳＧパルス、ＲＧパルス、ＷＧパルスを生成するためのタイミング信号を中央制御回路１０１に供給する。ドライバ回路１３９は、スピンドル・モータやボイス・コイルに供給する電流を生成するドライバで構成され、中央制御回路１０１からのディジタル制御信号に応じた電流をスピンドル・モータやボイス・コイルに供給する。
【００４８】
周波数シンセサイザ１３１は、位相比較器、ローパス・フィルタ、電圧制御発振器（ＶＣＯ）、および分周器で構成され、中央制御回路１０１からの制御信号に応じてゾーン３４〜３７に対応した周波数のデータ・クロックをタイミング調整回路１２９および記録補償回路１０９に出力する。固定周波数発振器１３３は水晶発振器で構成され、周波数シンセサイザ１３１に単一の周波数を供給する。
【００４９】
起伏検出回路１３７は、図５に示すように、基準周波数記憶部１５１、周波数偏差計測部１５３、欠陥セクタ判定部１５５、フライング・ハイト制御部１５７、および同期監視部１５９で構成されている。基準周波数記憶部１５１は、周波数の偏差を計測するための基準周波数を記憶するメモリで、ゾーンごとに選択した複数のデータ・セクタから再生した再生クロックの平均周波数を記憶する。基準周波数記憶部１５１は、磁気ディスク１０のゾーン３４〜３７ごとに設定されたライト・クロックの周波数を記憶するようにしてもよい。基準周波数は中央制御回路１０１が生成して基準周波数記憶部１５１に送る。
【００５０】
周波数偏差計測部１５３は、ビタビ復号器１２３から送られた再生信号の周波数を計測して、１０個程度のパルス・グループごとに平均周波数を計算する。そして平均周波数と基準周波数とを比較して周波数の偏差値を計算する。欠陥セクタ判定部１５５は、磁気ディスク装置１００が再生モードで動作している間、周波数偏差計測部１５３から周波数の偏差値を受け取り、周波数の偏差値が所定の閾値を超えたときに、当該パルス・グループが検出されたデータ・セクタには、突起部または陥没部があるために欠陥セクタであると判定して、中央制御回路１０１に通知する。
【００５１】
フライング・ハイト制御部１５７は、周波数偏差計測部１５３から周波数の偏差値を受け取って、偏差値に応じてフライング・ハイトを変更するための制御信号をペルチェ素子制御回路１１２に送る。具体的にはフライング・ハイト制御部１５７はパルス・グループの周波数が高くなって偏差値がプラス方向にシフトする場合には、ペルチェ素子１２に冷却作用を発揮させる制御信号をペルチェ素子制御回路１１２に送る。この場合、偏差値が大きいほど冷却作用が増大する制御信号を送る。フライング・ハイト制御部１５７はパルス・グループの周波数が低くなって偏差値がマイナス方向にシフトする場合には、ペルチェ素子１２に発熱作用を発揮させる制御信号をペルチェ素子制御回路１１２に送る。この場合、パルス・グループの偏差値が大きいほど発熱作用が増大する制御信号を送る。フライング・ハイト制御部１５７は、微小起伏部の存在に応じて記録電流の制御ができるように制御信号を記録電流制御回路１１４にも送る。
【００５２】
同期監視部１５９は、磁気ディスク装置１００が再生動作をしている間、周波数偏差計測部１５３から周波数の偏差値を受け取って、タイミング調整回路１２９の同期状態を監視する。再生信号の基準周波数に対する周波数の偏差が大きくなると、タイミング調整回路１２９は再生信号に同期したリード・クロックを生成することができなくなって同期はずれを起こすので、偏差値が所定値を超えたときは再生動作を停止させるための信号を中央制御回路１０１に送る。
【００５３】
［欠陥セクタの登録（出荷前）］
上述の磁気ディスク装置１００において、出荷前に再生信号の周波数の偏差値を計測して磁気ディスク表面の微少起伏部を検出し欠陥セクタを登録する方法を説明する。微少突起部は、出荷後に成長してＴＡの原因になる可能性がある。ユーザ・データを記録したデータ・セクタにＴＡが発生すると当該データを再生することができなくなるので、微少突起部の大きさがある程度を越えたときはＴＡが発生する前であっても欠陥セクタと認定して欠陥登録しておくことが望ましい。ここで、微少突起部の大きさは、高さと円周方向の長さを考慮して決定することができる。
【００５４】
出荷前のデータ・セクタの欠陥登録は、欠陥セクタの判定方法を除いて周知のライト／リード試験で行うことができる。欠陥登録を行うためのプログラムは、磁気ディスク１０のシステム領域３８に記憶され、中央制御回路１０１で実行される。ライト／リード試験では最初に、すべてのデータ・セクタに試験データが記録され、つづいて、順番に試験データが再生される。このとき、ＥＣＣのシンボル数を小さくしたり、エラー・リカバリ・プロシジャ（ＥＲＰ）の機能を停止したりして、再生エラーが発生しやすい条件を設定する。中央制御回路１０１は、同一のデータ・セクタから試験データを複数回再生して、所定回数を超えた再生エラーが発生したデータ・セクタを不良セクタと認定して一次欠陥マップ（ＰＤＭ）に登録する。
【００５５】
これまでのライト／リード試験では、磁気ディスクの表面に微少突起部１９や微少陥没部２０が存在していても、試験データの再生ができる場合は欠陥セクタとして認定しない。本実施の形態では、リード・チャネルが再生動作をしている間（リード・クロックが再生クロックに同期している間）に起伏検出回路１３７の周波数偏差計測部１５３が再生信号に設定したパルス・グループの平均周波数と基準周波数との偏差値を計測して、欠陥セクタ判定部１５５に送る。欠陥セクタ判定部１５５は、偏差値が所定の値を超えたときは、当該データ・セクタを欠陥セクタと認定して、中央制御回路１０１に当該データ・セクタの絶対ブロック・アドレス（ＡＢＡ）を通知する。
【００５６】
中央制御回路１０１は、ＡＢＡが通知されたデータ・セクタを再生エラーが発生しない場合でも欠陥セクタと認定して図６（Ａ）に示すようなＰＤＭに登録する。図６（Ａ）では、６個のデータ・セクタについてＡＢＡが登録されている。中央制御回路１０１は、物理的な配置の順番に並んだデータ・セクタに対して、ＰＤＭにアドレスが登録されたデータ・セクタをスキップしながら、順番に論理ブロック・アドレス（ＬＢＡ）を割り当てる。その結果、出荷前の段階ではＬＢＡが磁気ディスクの回転の順番およびシーク動作の順番に並ぶため、ホスト装置が連続する番号のＬＢＡを指定してデータの記録または再生をするときに、磁気ディスク装置１００には必要以上の回転待ち時間やシーク時間が発生することがないようになっている。
【００５７】
本実施の形態では、再生ヘッド１３と微少突起部が接触しない場合でも微少突起部１９を検出することができるので、記録データの信頼性を一層向上することができる。また、微少陥没部２０もその大きさに応じて同様に欠陥セクタとして認定されてＰＤＭに登録される。微小陥没部２０はＴＡ発生の原因になることはないが、微小陥没部２０の位置では、記録ヘッド１５および再生ヘッド１３のフライング・ハイトが高くなるので、磁性層に対する磁気的結合度が弱まるため、所定値以上の大きさの微小陥没部２０を含むデータ・セクタは欠陥セクタとして認定しておいた方が信頼性向上の上で望ましい。
【００５８】
ＰＤＭは、磁気ディスク１０のシステム領域３８に記憶され、磁気ディスクの電源が投入されたときに中央制御回路１０１に読み出される。また、欠陥登録するデータ・セクタのアドレスには、実際に周波数の偏差値の測定結果に基づいて欠陥が認定されたデータ・セクタだけでなくその周辺に配置されたデータ・セクタも含むようにしてもよい。また、実際にＴＡが発生したときも再生信号の周波数は基準信号の周波数に対して偏差値が大きくなるので、磁気ヘッドと磁気ディスクが接触したときも本実施の形態にかかる方法で欠陥セクタの登録をすることができる。なお、ＰＤＭには、磁性層の欠陥などのような周波数の偏差値以外の事象に起因して欠陥登録されたセクタのアドレスも登録される。
【００５９】
［欠陥セクタの登録（出荷後）］
つぎに、工場から出荷されてユーザに使用されている磁気ディスク装置１００において、周波数の偏差値を計測して磁気ディスク表面の微少起伏部を検出し欠陥セクタを登録する方法を説明する。磁気ディスク装置１００は、一般に磁気ディスク１０に記録されたユーザ・データを正常に再生できないときは、ＥＣＣとＥＲＰを実行してエラーを回復しているが、エラーが回復できなかったり、エラーの程度が重大であったりした場合は当該データ・セクタを欠陥セクタと認定し、そのＬＢＡを再配置欠陥マップ（ＲＤＭ）に登録する。
【００６０】
これまでの磁気ディスク装置では、微少突起部１９が存在してもＴＡが発生しない限り当該データ・セクタが欠陥登録されることはなかった。したがって、ユーザ・データが記録されたデータ・セクタに存在する微少突起部が成長してＴＡが発生し、当該データの再生が不可能になることがある。本実施の形態では、リード・チャネルが再生動作をしている間に起伏検出回路１３７の周波数偏差計測部１５３が、再生信号に設定したパルス・グループの平均周波数と基準周波数との偏差値を計測して欠陥セクタ判定部１５５に送る。欠陥セクタ判定部１５５は、周波数の偏差値が所定の値を超えたときは、当該データ・セクタを欠陥セクタと認定して、中央制御回路１０１にそのデータ・セクタのＬＢＡを通知する。
【００６１】
中央制御回路１０１は、ＥＲＰを実行することによりデータを再生できるデータ・セクタであっても、欠陥セクタ判定部１５５からＬＢＡが通知されたデータ・セクタを欠陥セクタと認定して図６（Ｂ）に示すようなＲＤＭに登録する。ＲＤＭは、欠陥セクタと代替セクタを関連づけるマッピング・テーブルであり、図６（Ｂ）では６個の欠陥セクタに対して代替セクタが割り当てられている。ＲＤＭに登録されたデータ・セクタに対してホスト装置からライト・コマンドが送られると、中央制御回路１０１はＲＤＭを参照して代替セクタにユーザ・データを記録する。また、ＲＤＭに登録されたデータ・セクタに対してリード・コマンドが送られると、代替セクタから読み出す。
【００６２】
本実施の形態では、ＴＡが発生する前にＴＡを発生させる可能性の高い微少突起部を登録して使用しないようにするため、記録データの信頼性を一層向上することができる。ＲＤＭは、磁気ディスク１０のシステム領域３８に記憶され、磁気ディスク装置１００の電源が投入されたときに中央制御回路１０１に読み出されてライト・コマンドまたはリード・コマンドを実行するときにプロセッサにより参照される。なお、ＲＤＭにはＰＤＭと同様に、磁性層の欠陥などのような周波数の偏差値以外の事象に起因して欠陥登録されたセクタのアドレスも登録される。
【００６３】
［フライング・ハイトの制御］
つぎに、再生信号の周波数の偏差値を計測してフライング・ハイトを制御する方法を説明する。ペルチェ素子制御回路１１２はペルチェ素子１２に印加するＤＣ電圧の極性および大きさを制御して冷却作用または加熱作用を発揮させることができる。ユーザ・データの再生時に、周波数偏差計測部１５３が計測したパルス・グループの平均周波数の基準周波数に対する偏差値に基づいて、フライング・ハイト制御部１５７は制御信号を生成する。制御信号は、微小突起部に対してはペルチェ素子１２が冷却作用を発揮するものとし、微小陥没部に対しては発熱作用を発揮するものとする。
【００６４】
また、偏差値はその絶対値で微少突起部の高さや微少陥没部の深さを代表することができるので、制御信号は偏差値の絶対値に応じて冷却作用または発熱作用の強度を調整することができるものとする。この結果、再生ヘッド１３が微少突起部の上を通過するときは冷却されてフライング・ハイトが高くなる方向に移動し、再生ヘッド１３が微少陥没部の上を通過するときは加熱されてフライング・ハイトが低くなる方向に移動するように制御される。フライング・ハイトは、ペルチェ素子１２の冷却または加熱の程度を調整することで、微少突起部または微少陥没部の表面においても、平坦部の表面と同様の値に近づくように制御される。この結果、微少陥没部に対しては、磁気的結合度を維持して安定して磁化することができ、微少突起部に対しては不意にＴＡが発生するような事態を回避することができるようになる。
【００６５】
フライング・ハイトの制御は、上述のように再生動作の間に周波数の偏差値を監視しながら行ってもよいが、図６（Ｃ）に示すような制御テーブルに周波数の偏差値が所定の値を超えたデータ・セクタのＬＢＡとフライング・ハイトの操作量を登録して、中央制御回路１０１が制御テーブルを参照して行うようにしてもよい。フライング・ハイトを制御するデータ・セクタのＬＢＡが既知である場合には、フライング・ハイト制御機構の応答速度の条件が緩和されるため有利になる。図６（Ｃ）には、周波数の偏差値が所定値を超えた６個のデータ・セクタのＬＢＡとそれに対する操作量が登録されている。操作量の符号は、プラスが微少突起部を示し、マイナスが微少陥没部を示している。また、操作量の絶対値は、フライング・ハイトの調整量を示している。
【００６６】
フライング・ハイトの制御は、ペルチェ素子やヒータを使用する方法だけでなく、ヘッド／スライダの姿勢やサスペンションの姿勢をピエゾ素子で機械的に変化させるような方法であってもよい。なお、制御テーブルはＲＤＭと兼用することもできる。その場合、周波数の偏差値に基づいて検出された欠陥セクタを、他の原因で登録された欠陥セクタから識別できるようなフラグをＲＤＭに設定して操作量とともに登録する。
【００６７】
［記録電流の制御］
周波数の偏差値に基づく微小起伏部の検出を利用した他の形態として記録電流の制御がある。ヘッド・アンプ１１１には、記録ヘッド１５に流す記録電流の大きさを制御するための記録電流制御回路１１４が設けられている。周波数偏差計測部１５３から受け取った周波数の偏差値に基づいて、フライング・ハイト制御部１５７が微少陥没部の存在を認識したときペルチェ素子制御回路１１２にフライング・ハイトを変更するための制御信号を送ることに代えて、あるいはそれと同時に、記録電流制御回路１１４に対して記録電流を増大するための制御信号を送る。その結果、記録ヘッド１３の温度が上昇してフライング・ハイトが下がるとともに、記録電流が大きくなるため微少陥没部の磁区も確実に磁化することができる。
【００６８】
［記録動作の制御］
周波数の偏差値を計測した他の利用形態として再生動作の制御がある。再生動作中に基準周波数に対する再生信号の周波数の偏差値が大きくなって、タイミング調整回路１２９の同期保持範囲を超える場合がある。タイミング調整回路１２９が、再生信号に同期したリード・クロックを生成することができなくなって同期がはずれると、同期が回復するまでに再生したデータ・セクタの再生信号に連続的にエラーが発生する。
【００６９】
データ・セクタに連続的なエラーが発生すると、磁気ディスク装置はエラーの回復ができなかったり、エラーの回復に長い時間を費やしたりするので、これを防止する必要がある。タイミング調整回路１２９のＰＬＬが同期状態から同期はずれの状態に移行する過程では、再生信号の周波数がＶＣＯの自走周波数から徐々に離れてゆく。本実施の形態では、再生中に周波数偏差計測部１５３が周波数の偏差値を検出して同期監視部１５９に送る。同期監視部１５９は連続的に周波数の偏差値を監視して、偏差値が大きくなって同期がはずれる状態に近くなったときに中央制御回路１０１に再生動作を中止させる信号を送る。信号を受け取った中央制御回路１０１は、リード・チャネルの再生動作を停止させる。
【００７０】
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】
【００７１】
【図１】本発明における微少突起部および微少陥没部を検出する原理を説明する図である。
【図２】微少突起部と微少陥没部における磁化反転位置のシミュレーション結果を説明する図である。
【図３】磁気ディスクのフォーマット構造を説明する図である。
【図４】磁気ディスク装置の概略ブロック図である。
【図５】起伏検出回路の概略ブロック図である。
【図６】ＰＤＭ、ＲＤＭ、制御テーブルの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０ａ、１０ｂ、１９ａ、１９ｂ、２０ａ、２０ｂ…記録面
１１…ヘッド／スライダ
１２…ペルチェ素子
１３…再生ヘッド
１５…記録ヘッド
１７、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ…磁束
１９…微小突起部
２０…微小陥没部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ディスク装置において磁気ディスクの欠陥セクタを登録する方法であって、
基準信号を提供するステップと、
前記磁気ディスクにデータ・セクタを記録するステップと、
前記データ・セクタを再生して再生信号を生成するステップと、
前記再生信号と前記基準信号とを比較し周波数および位相またはそのいずれか一方の偏差値を計測するステップと、
所定値以上の前記偏差値が計測されたデータ・セクタのアドレスをアドレス・テーブルに登録するステップと
を有する欠陥セクタの登録方法。
【請求項２】
前記アドレスが絶対ブロック・アドレスで、前記アドレス・テーブルが一次欠陥マップ（ＰＤＭ）である請求項１記載の欠陥セクタの登録方法。
【請求項３】
前記アドレスが論理ブロック・アドレスで、前記アドレス・テーブルが再配置欠陥マップ（ＲＤＭ）である請求項１記載の欠陥セクタの登録方法。
【請求項４】
前記アドレス・テーブルが、登録されたアドレスのデータ・セクタに対するフライング・ハイト制御をするための制御テーブルである請求項１記載の欠陥セクタの登録方法。
【請求項５】
前記偏差値を計測している間、前記再生信号を生成するためのリード・クロックが前記再生信号に同期している請求項１記載の欠陥セクタの登録方法。
【請求項６】
前記偏差値を計測するステップが、前記再生信号の複数のクロックを発生の順番にグループ化して該グループを代表する再生信号と前記基準信号とを比較するステップを含む請求項１記載の欠陥セクタの登録方法。
【請求項７】
データ・セクタが記録された磁気ディスクと、
前記磁気ディスクに記録された磁気信号を検出する再生ヘッドと、
前記再生ヘッドが検出した磁気信号から再生信号を生成するリード・チャネルと、
前記リード・チャネルに前記再生信号に同期したリード・クロックを供給するタイミング調整回路と、
前記リード・クロックが前記再生信号に同期している間に前記再生信号と基準信号とを比較して周波数および位相またはそのいずれか一方の偏差値を計測する起伏検出回路と
を有する磁気ディスク装置。
【請求項８】
前記起伏検出回路から偏差値を受け取って動作するフライング・ハイト制御機構を有する請求項７記載の磁気ディスク装置。
【請求項９】
前記フライング・ハイト制御機構は、前記再生信号の周波数が前記基準信号の周波数より高いときフライング・ハイトを高くする方向に動作する請求項８記載の磁気ディスク装置。
【請求項１０】
前記フライング・ハイト制御機構は、前記再生信号の周波数が前記基準信号の周波数より低いときフライング・ハイトを低くする方向に動作する請求項８記載の磁気ディスク装置。
【請求項１１】
前記リード・チャネルは、前記偏差値が所定値を超えたとき再生動作を停止する請求項７記載の磁気ディスク装置。
【請求項１２】
前記偏差値に応じて記録電流の大きさを制御する記録電流制御機構を有する請求項７記載の磁気ディスク装置。
【請求項１３】
前記偏差値が所定値を超えたデータ・セクタのアドレスを登録するアドレス・テーブルを有する請求項７記載の磁気ディスク装置。
【請求項１４】
前記アドレス・テーブルに登録されたデータ・セクタに対するフライング・ハイトを制御するフライング・ハイト制御機構を有する請求項１３記載の磁気ディスク装置。
【請求項１５】
前記再生信号が、前記再生ヘッドと前記磁気ディスクが非接触の状態のときに生成されている請求項７記載の磁気ディスク装置。
【請求項１６】
前記基準信号が複数のデータ・セクタから再生した再生信号の代表値である請求項７記載の磁気ディスク装置。
【請求項１７】
前記磁気ディスク装置が垂直磁気記録方式を採用する請求項７記載の磁気ディスク装置。
【請求項１８】
前記再生ヘッドがＭＲ素子またはＧＭＲ素子を含む請求項７記載の磁気ディスク装置。
【請求項１９】
磁気ディスク装置においてフライング・ハイトを制御する方法であって、
前記磁気ディスクにデータ・セクタを記録するステップと、
前記データ・セクタを再生して再生信号を生成するステップと、
前記再生信号と基準信号とを比較し周波数および位相またはそのいずれか一方の偏差値を計測するステップと、
所定値以上の偏差値が検出されたデータ・セクタに対するフライング・ハイトを制御するステップと
を有するフライング・ハイトの制御方法。
【請求項２０】
所定値以上の偏差値が検出されたデータ・セクタをアドレス・テーブルに登録するステップを含み、前記フライング・ハイトを制御するステップが前記アドレス・テーブルに登録されたアドレスに基づいてフライング・ハイトを制御するステップを含む請求項１９記載のフライング・ハイトの制御方法。
【請求項１】
磁気ディスク装置において磁気ディスクの欠陥セクタを登録する方法であって、
基準信号を提供するステップと、
前記磁気ディスクにデータ・セクタを記録するステップと、
前記データ・セクタを再生して再生信号を生成するステップと、
前記再生信号と前記基準信号とを比較し周波数および位相またはそのいずれか一方の偏差値を計測するステップと、
所定値以上の前記偏差値が計測されたデータ・セクタのアドレスをアドレス・テーブルに登録するステップと
を有する欠陥セクタの登録方法。
【請求項２】
前記アドレスが絶対ブロック・アドレスで、前記アドレス・テーブルが一次欠陥マップ（ＰＤＭ）である請求項１記載の欠陥セクタの登録方法。
【請求項３】
前記アドレスが論理ブロック・アドレスで、前記アドレス・テーブルが再配置欠陥マップ（ＲＤＭ）である請求項１記載の欠陥セクタの登録方法。
【請求項４】
前記アドレス・テーブルが、登録されたアドレスのデータ・セクタに対するフライング・ハイト制御をするための制御テーブルである請求項１記載の欠陥セクタの登録方法。
【請求項５】
前記偏差値を計測している間、前記再生信号を生成するためのリード・クロックが前記再生信号に同期している請求項１記載の欠陥セクタの登録方法。
【請求項６】
前記偏差値を計測するステップが、前記再生信号の複数のクロックを発生の順番にグループ化して該グループを代表する再生信号と前記基準信号とを比較するステップを含む請求項１記載の欠陥セクタの登録方法。
【請求項７】
データ・セクタが記録された磁気ディスクと、
前記磁気ディスクに記録された磁気信号を検出する再生ヘッドと、
前記再生ヘッドが検出した磁気信号から再生信号を生成するリード・チャネルと、
前記リード・チャネルに前記再生信号に同期したリード・クロックを供給するタイミング調整回路と、
前記リード・クロックが前記再生信号に同期している間に前記再生信号と基準信号とを比較して周波数および位相またはそのいずれか一方の偏差値を計測する起伏検出回路と
を有する磁気ディスク装置。
【請求項８】
前記起伏検出回路から偏差値を受け取って動作するフライング・ハイト制御機構を有する請求項７記載の磁気ディスク装置。
【請求項９】
前記フライング・ハイト制御機構は、前記再生信号の周波数が前記基準信号の周波数より高いときフライング・ハイトを高くする方向に動作する請求項８記載の磁気ディスク装置。
【請求項１０】
前記フライング・ハイト制御機構は、前記再生信号の周波数が前記基準信号の周波数より低いときフライング・ハイトを低くする方向に動作する請求項８記載の磁気ディスク装置。
【請求項１１】
前記リード・チャネルは、前記偏差値が所定値を超えたとき再生動作を停止する請求項７記載の磁気ディスク装置。
【請求項１２】
前記偏差値に応じて記録電流の大きさを制御する記録電流制御機構を有する請求項７記載の磁気ディスク装置。
【請求項１３】
前記偏差値が所定値を超えたデータ・セクタのアドレスを登録するアドレス・テーブルを有する請求項７記載の磁気ディスク装置。
【請求項１４】
前記アドレス・テーブルに登録されたデータ・セクタに対するフライング・ハイトを制御するフライング・ハイト制御機構を有する請求項１３記載の磁気ディスク装置。
【請求項１５】
前記再生信号が、前記再生ヘッドと前記磁気ディスクが非接触の状態のときに生成されている請求項７記載の磁気ディスク装置。
【請求項１６】
前記基準信号が複数のデータ・セクタから再生した再生信号の代表値である請求項７記載の磁気ディスク装置。
【請求項１７】
前記磁気ディスク装置が垂直磁気記録方式を採用する請求項７記載の磁気ディスク装置。
【請求項１８】
前記再生ヘッドがＭＲ素子またはＧＭＲ素子を含む請求項７記載の磁気ディスク装置。
【請求項１９】
磁気ディスク装置においてフライング・ハイトを制御する方法であって、
前記磁気ディスクにデータ・セクタを記録するステップと、
前記データ・セクタを再生して再生信号を生成するステップと、
前記再生信号と基準信号とを比較し周波数および位相またはそのいずれか一方の偏差値を計測するステップと、
所定値以上の偏差値が検出されたデータ・セクタに対するフライング・ハイトを制御するステップと
を有するフライング・ハイトの制御方法。
【請求項２０】
所定値以上の偏差値が検出されたデータ・セクタをアドレス・テーブルに登録するステップを含み、前記フライング・ハイトを制御するステップが前記アドレス・テーブルに登録されたアドレスに基づいてフライング・ハイトを制御するステップを含む請求項１９記載のフライング・ハイトの制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−１５７１９８（Ｐ２００７−１５７１９８Ａ）
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３４７５５８（Ｐ２００５−３４７５５８）
【出願日】平成１７年１２月１日（２００５．１２．１）
【出願人】（５０３１１６２８０）ヒタチグローバルストレージテクノロジーズネザーランドビーブイ (1,121)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月１日（２００５．１２．１）
【出願人】（５０３１１６２８０）ヒタチグローバルストレージテクノロジーズネザーランドビーブイ (1,121)
【Ｆターム（参考）】
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