DE69018382T2

DE69018382T2 - Positionierung der Lese- und Aufnahmeköpfe in einem Plattenantrieb.

Info

Publication number: DE69018382T2
Application number: DE69018382T
Authority: DE
Inventors: John Stewart Best; Po-Kang Wang
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1989-11-13
Filing date: 1990-11-07
Publication date: 1995-10-12
Anticipated expiration: 2010-11-08
Also published as: EP0428325B1; EP0428325A2; EP0428325A3; US5073833A; JP2554393B2; JPH03160675A; HK71696A; DE69018382D1

Description

Hintergrund der Erfindung

Bei Verwendung von separaten Köpfen, um Daten in einem Plattenantrieb zu lesen oder aufzunehmen, zum Beispiel Magneto- Widerstandsköpfe (MRH) zum Lesen und induktive Köpfe zur Aufnahme, ist es schwierig, abwechselnd den Lesekopf während des Lesens in der Spur zu positionieren und den Aufnahmekopf während der Aufnahme in der Spur zu positionieren. Dies ist kein ernstes Problem, wenn der Versatz zwischen Lese- und Aufnahmekopf kleiner als die Fehlregistrierung der Gesamtspur und die Spurteilung des Systems ist. Jedoch in Anwendungen mit hoher Spurdichte oder in Systemen mit rotierenden Aktuatoren, wo der Versatz von Lese- zu Aufnahmekopf im Vergleich mit der Spurteilung nicht länger unbedeutend ist, wird man mit zwei Möglichkeiten konfrontiert: (1) den Grad von write-wide und read- narrow zu erhöhen, d.h. (a) die Aufnahmespurbreite zu erhöhen, was in geringerer Spurdichte resultiert, oder (b) die Lesespurbreite zu reduzieren, was in einem niedrigeren Signal/Rauschverhältnis resultiert und was beides zu einer Leistungsverschlechterung führt; oder (2) ein Servoschema zu entwickeln, um den Aufnahmekopf zur Aufnahme in der Spur zu positionieren und den Lesekopf zum Lesen in der Spur zu Positionieren.
Eine bisher vorgeschlagene Anordnung, um Lese- und Aufnahmekopf unabhängig in der Spur zu positionieren, wird in der Ausgabe Oktober 1978 des IBM Technical Disclosure Bulletin auf Seite 2005 beschrieben. Wenn der Kopf zur Aufnahme positioniert wird, wird der Aufnahmekopf benutzt, um die Sektor- Servo-Information zu lesen. Wird der Kopf zum Lesen positioniert, wird der Lesekopf zum Lesen der Sektor-Servo-Information benutzt.
Eine weitere, vorgeschlagene Anordnung zur Lösung des Versatzproblems wird in der Ausgabe Juni 1974 des IBM Technical Disclosure Bulletin auf Seite 217 beschrieben. Diese erfordert, daß ein Kalibriermuster sowohl von dem Lese- als auch dem Aufnahmekopf gelesen wird, und daß das Kalibriermuster benutzt wird, um den Versatz zwischen Lese- und Aufnahmekopf zu messen. Der Versatz wird anschließend gespeichert und von dem Kopfpositionierservosystem verwendet, um die Kopfposition während des Lesens zu versetzen, und die Fehlregistrierung zwischen Lese- und Aufnahmeelementen zu kompensieren. Dieses Verfahren benötigt den Aufnahmekopf, um Servo-Informationen nur während der Kalibrierphase, die im Werk erfolgen kann, zu lesen, benötigt jedoch einen Aufnahmekopf, der zum Lesen des Kalibriermusters und der elektronischen Schaltlogik ausgelegt ist, was das Lesen mit dem Aufnahmekopf ermöglicht.
Bei beiden Verfahren muß der Aufnahmekopf nicht nur Daten aufnehmen sondern auch die Servo-Information lesen. Diese Forderung setzt der Anwendbarkeit des Schemas deutliche Grenzen, insbesondere in Anwendungen mit hoher Spurdichte mit MR-Lese/induktiven Aufnahmeköpfen. Erstens: Induktive Köpfe haben ein niedrigeres Signal/Rauschverhältnis; und obwohl dieses Problem in einem gewissen Grad durch mehr Wicklungen auf der Spule abgestellt werden kann, kommen Prozeßkomplexität und Kosten in der Kopfherstellung hinzu. Zweitens: ein induktiver Kopf, der zur Aufnahme optimiert wurde, hat sehr wahrscheinlich Schwierigkeiten, Daten mit Übertragungsfrequenz zu lesen; und obwohl die Servo-Information mit niedrigerer Übertragungsgeschwindigkeit aufgenommen werden kann, kommt dies zu dem tatsächlichen Stand hinzu, der während der Servo aufgenommen wurde. Drittens: diese Anordnung erfordert für den Aufnahmekopf einen zusätzlichen Lesekanal. Schließlich und ebenfalls sehr wichtig, haben Dünnschicht-Induktivköpfe mit sehr schmalen Polbreiten Domänenprobleme beim Lesen, was diese für Anwendungen mit hoher Spurdichte unbrauchbar macht.
Die US Patentschrift 4,575,775 beschreibt ein Sektor-Servo- Muster für einen aus mehreren Elementen bestehenden Kopf, in dem jedes Element seine eigene Sektor-Servo-Information liest und Daten in seine spezifischen Spuren liest und schreibt.
Es ist erforderlich, den Versatz von separaten Lese- und Aufnahmeköpfen beim Lesen und Aufnehmen von Daten auf eine Magnetplatte zu kompensieren, wobei der Versatz infolge der bogenförmigen Richtung bei Zugriff mit einem rotierenden Aktuator schwankt oder infolge von Schwankungen in den relativen Positionen, in welchen die Köpfe während der Herstellung eines radial-linearen Aktuators montiert sind, grundsätzlich von konstanter Größe ist.

Beschreibung der Erfindung

Demgemäß liefert die vorliegende Erfindung ein Verfahren, um separatel jedoch verbundene Lese- und Aufnahmeköpfe im Verhältnis zu den Datenspuren auf einer Platte zu positionieren, indem wenigstens in bestimmten Spurpositionen Lesekopf gegenüber Aufnahmekopf radial zur Platte versetzt werden, wobei das Verfahren Schritte enthält um: auf jeder Spur auf der Platte zwei Sätze von Servo-Informationen zu erzeugen, indem die beiden Sätze für jede Spur in bezug zueinander um einen gleichen Abstand zu dem jeweiligen Versatz zwischen Lese- und Aufnahmekopf in der jeweiligen Spur radial verschoben werden; und einen dieser Sätze während der Aufnahme von Daten und den anderen während des Lesens von Daten zu benutzen, um den Aufnahmekopf über einer ausgewählten Datenspur während der Aufnahme auszurichten und den Lesekopf über der ausgewählten Datenspur während des Lesens von Daten auszurichten, indem dadurch der Versatz dieser Köpfe kompensiert wird.
Die Erfindung liefert ebenfalls einen Plattenantrieb, der bestimmte, jedoch verbundene Lese- beziehungsweise Aufnahmeköpfe hat, um Daten auf eine Platte zu lesen und zu schreiben, Mittel, um die Köpfe in bezug auf die gleichen Datenspuren auf der Platte zu positionieren, wobei die Köpfe gegenseitig radial zur Platte versetzt werden, wenn die Köpfe wenigstens in bestimmten Spuren positioniert werden; dadurch gekennzeichnet, daß zwei Sätze von Servo-Informationen zur Definition der Datenspurpositionen in die Platte geschrieben werden, indem die beiden Sätze für jede Spur in bezug zueinander um einen gleichen Abstand zu dem jeweiligen Versatz zwischem Lese- und Aufnahmekopf in der jeweiligen Spurposition radial verschoben werden.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1A und Fig. 1B zeigen Prinzipskizzen, die einen Stand des Verfahrens zur Positionierung von separaten Aufnahme- und Leseköpfen darstellen;
Fig. 2A und Fig. 2B zeigen Prinzipskizzen, die schildern, wie zwei Sätze von Servo-Informationen gemäß dem Verfahren der Erfindung hintereinander erzeugt werden;
Fig. 3 zeigt eine Prinzipskizze, in der dargestellt ist, wie ein Lesekopf mit dem ersten Satz von Servo-Informationen aus Fig. 2 ausgerichtet wird, während ein Aufnahmekopf mit dem zweiten Satz von Servo-Informationen während des Schreibens von Daten ausgerichtet wird;
Fig. 4 zeigt eine Prinzipskizze, die schildert, wie der Lesekopf mit dem zweiten Satz von Servo-Informationen während des Lesens von Daten ausgerichtet wird; und
Fig. 5 zeigt eine Prinzipskizze von Teilen eines Plattenantriebs gemäß der Erfindung.

Beschreibung des Stands der Technik

Wie in Fig. 1A dargestellt ist, wird während des Schreibens von Daten in eine ausgewählte Spur einer Magnetplatte (ohne Abbildung) der Aufnahmekopf 10 mit der Spur ausgerichtet und liest auf dieser die Servo-Information 11; und der Lesekopf 12 wird gegenüber dem Aufnahmekopf und der Servo-Information in einem Abstand d versetzt. Wie in Fig. 1B dargestellt ist, wird während des Lesens von Daten der Lesekopf 12 mit der Spur ausgerichtet und liest auf dieser die Servo-Information 11, während der Aufnahmekopf 10 nun gegenüber dem Lesekopf und der Servo-Information um den Abstand d versetzt wird.

Beschreibung des bevorzuaten Ausführungsbeispiels

Wie Fig. 2A zeigt, wird, während sich der überlappende jedoch versetzte Aufnahmekopf 20 und der Lesekopf 21 in Pfeilrichtung 22 bewegen, der Aufnahmekopf verwendet, um einen ersten Satz 23 von Sektor-Service-Informationen in einer ausgewählten Spur zu schreiben und zu erzeugen. Der Lesekopf 21 ist zu diesem Zeitpunkt gegenüber dem Aufnahmekopf und dem Satz 23 um den Abstand d versetzt.
Ein zweiter Satz 24 mit Sektor-Servo-Informationen wird nun, wie Fig. 2B zeigt, für die gleiche ausgewählte Spur erzeugt, indem der Lesekopf 21 mit dem Servo-Informationssatz 23 ausgerichtet wird und anschließend der zweite Servo-Informationsatz 24 mit dem Aufnahmekopf 20 aufgenommen wird.
Die gerade beschriebenen Schritte werden in der Folge für jede entsprechende Spur der Platte wiederholt, um so zwei Sätze von Servo-Informationen zu erzeugen, die für jede Spur einzigartig sind. Merke: Wenn die Köpfe auf einem rotierenden Aktuator montiert sind, wird der Versatzabstand d von Spur zu Spur wegen des nichtradialen (d.h. bogenförmigen) Pfads, der von dem Aktuator und somit von den Köpfen während des Spurzugriffs durchguert wird, schwanken.
Wie Fig. 3 zeigt, werden die Daten in eine ausgewählte Spur geschrieben, indem der Lesekopf 21 mit dem ersten Satz 23 von Servo-Informationen ausgerichtet wird und anschließend die Daten mit dem Aufnahmekopf 20 in diese Spur geschrieben werden. Während die so geschriebenen Daten mit dem zweiten Satz 24 ausgerichtet werden, wird der Versatz d der Köpfe automatisch kompensiert, wenn die Daten auffolgende Art und Weise hintereinander gelesen werden.
Wie in Fig. 4 dargestellt ist, werden die Daten in eine ausgewählte Spur gelesen, indem der Lesekopf 21 mit dem zweiten Satz Servo-Informationen ausgerichtet wird, und die Daten anschließend mit dem Lesekopf gelesen werden. Zu diesem Zeitpunkt wird der Aufnahmekopf 20 von dem Lesekopf 21 und dem zweiten Satz 24 der Servo-Information um Abstand d versetzt.
Fig. 5 beschreibt ein Sektor-Servo-Steuergerät zur Ausführung der Erfindung. Dieses Gerät enthält als Kopfstruktur 30 ein Doppelelement, das aus einem Lesekopf 31 und einem Aufnahmekopf 32 besteht. Wie die Abbildung zeigt, ist die Kopfstruktur 30 auf einen rotierenden Aktuator 33 montiert, der die Kopfstruktur in einem bogenförmigen Pfad in einer ausgewählten Spur auf der Magnet- oder Bildplatte 29 bewegt. Ein externer Positionsreferenzsensor 34 liefert an die elektronischen Servo-Schaltkreise 35 Positionsinformationen, die für den Aktuator 33 bestimmt sind, der die Position der Kopf struktur 30 mit Hilfe eines Schwingspulenmotors 36 steuert. Schreibschaltkreise 37 liefern an den Aufnahmekopf 32 Signale zum Schreiben und somit zur Erzeugung des ersten Satzes von Servo-Informationen auf der Platte. Als nächstes verarbeitet die Schaltlogik des Lesekopfes 38 Signale von dem Lesekopf 31, um an den Aktuator der Servo-Schaltlogik 35 Positionsinformationen zu liefern. Diese werden benutzt, um den Lesekopf 31 über dem ersten Satz 23 der Servo-Informationen zu positionieren, während der zweite Satz 24 von Servo-Informationen geschrieben und somit erzeugt wird. Der vorhergehende Vorgang wird durch die elektronische Synchronisier- und Schaltlogik 39 gesteuert. Verstärker 40, 41 verstärken das Schreibsignal beziehungsweise das Lesesignal.
Wie bereits erwähnt, wird der Abstand d von Spur zu Spur schwanken, wenn die Köpfe auf einem rotierenden Aktuator montiert sind. Die Erfindung ist jedoch auch von Nutzen, wenn die Köpfe auf einem radial-linearen Aktuator montiert werden, insbesondere in Anwendungen mit hoher Spurdichte. In letzterem Fall können, infolge der relativen Positionierung der Köpfe während des Herstellverfahrens, Schwankungen von Abstand d von Aktuator zu Aktuator auftreten; der Versatzabstand d wird bei jedem angenommenen, radial-linearen Aktuator im wesentlichen konstant sein.
Die Erfindung wurde mit einem auf einen rotierenden Aktuator montierten Magneto-Widerstands-Lesekopf und einem induktiven Aufnahmekopf erfolgreich durchgeführt. Die Erfindung kann auch mit jeder Sektor-Servo-Anordnung durchgeführt werden, vorausgesetzt es werden zwei Sätze von Servo-Informationen, eine zum Schreiben und eine zum Lesen, erzeugt.
Obwohl für die hier beschriebene Servo-Anordnung zusätzliche Speicherkapazität erforderlich ist, um zwei Sätze von Servo- Informationen bereitzustellen, erlaubt diese die Ausführung in höheren Spurdichten, indem Konzeptionsangelegenheiten über den Versatz von Lese- und Aufnahmekopf beseitigt werden.

Claims

1. Ein Verfahren, um separate, jedoch verbundene Lese- und Aufnahmeköpfe (31,32) im Verhältnis zu den Datenspuren auf einer Platte (29) zu positionieren, indem wenigstens in bestimmten Spurpositionen Lesekopf gegenüber Aufnahmekopf radial zur Platte versetzt wird, wobei das Verfahren durch die Schritte gekennzeichnet wird:

auf jeder Spur auf der Platte zwei Sätze (23,24) von Servo-Informationen zu erzeugen, indem die beiden Sätze für jede Spur in bezug zueinander um einen gleichen Abstand zu dem jeweiligen Versatz zwischen Lese- und Aufnahmekopf in der jeweiligen Spur radial verschoben werden; und

einen dieser Sätze während der Aufnahme von Daten und den anderen während des Lesens von Daten zu benutzen, um den Aufnahmekopf über einer ausgewählten Datenspur während der Aufnahme auszurichten und den Lesekopf über der ausgewählten Datenspur während des Lesens von Daten auszurichten, indem dadurch der Versatz dieser Köpfe kompensiert wird.

2. Ein Verfahren wie in Anspruch 1 angemeldet, in dem der Schritt zur Erzeugung enthält:

das Schreiben des einen Satzes von Servo-Informationen mit dem Aufnahmekopf; und

das Schreiben des anderen Satzes mit dem Aufnahmekopf, während der Lesekopf mit dem einen Satz ausgerichtet wird.

3. Ein Plattenantrieb mit bestimmtem, jedoch verbundenem Lese- beziehungsweise Aufnahmekopf (31,32), um Daten auf eine Platte (29) zu lesen und zu schreiben, Mittel (33), um die Köpfe in bezug auf die gleichen Datenspuren auf der Platte zu positionieren, wobei die Köpfe gegenseitig radial zur Platte versetzt werden, wenn die Köpfe wenigstens in bestimmten Spuren positioniert werden; dadurch gekennzeichnet, daß:

zwei Sätze (23,24) von Servo-Informationen zur Definition der Datenspurpositionen in die Platte geschrieben werden, indem die beiden Sätze für jede Spur in bezug zueinander um einen gleichen Abstand zu dem jeweiligen Versatz zwischem Lese- und Aufnahmekopf in der jeweiligen Spurposition radial verschoben werden.

4. Ein Plattenantrieb wie in Anspruch 3 angemeldet, in dem die Platte magnetisch, der Lesekopf ein Magneto-Widerstandskopf und der Aufnahmekopf ein induktiver Kopf ist.

5. Ein Plattenantrieb wie entweder in Anspruch 3 oder Anspruch 4 angemeldet, in dem die Positioniermittel einen rotierenden Aktuator enthalten, so daß der Versatz zwischen Lese- und Aufnahmekopf von Spur zu Spur schwankt und dementsprechend die Verschiebung zwischen den beiden Sätzen von Servo-Informationen schwankt.

6. Ein Plattenantrieb wie entweder in Anspruch 3 oder Anspruch 4 angemeldet, in dem die Positioniermittel einen radial-linearen Aktuator enthalten, so daß der Versatz zwischen Lese- und Aufnahmekopf konstant ist und die Verschiebung zwischen den beiden Sätzen von Servo-Informationen ebenfalls konstant ist.

7. Ein Plattenantrieb wie in irgendeinem der Ansprüche 3 bis 6 angemeldet, in dem Lese- und Aufnahmekopf in einer einheitlichen Doppelkopfstruktur montiert sind.

8. Ein Plattenantrieb wie in Anspruch 5 angemeldet, in dem Lese- und Aufnahmekopf längs zu dem Aktuator angeordnet sind.