JP3740359B2

JP3740359B2 - 読取り／書込みヘッド・アセンブリ及びディスク記憶装置

Info

Publication number: JP3740359B2
Application number: JP2000312337A
Authority: JP
Inventors: クレイグ・エヌ・フクシマ
Original assignee: 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
Priority date: 1999-10-15
Filing date: 2000-10-12
Publication date: 2006-02-01
Anticipated expiration: 2020-10-12
Also published as: SG87176A1; EP1093118A3; EP1093118A2; US6359749B1; KR20010067305A; TW579504B; MY123509A; JP2001134905A; KR100369281B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスク記憶装置において使用するための読取り／書込みヘッド・アセンブリに係る。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスク又は光磁気ディスクのような回転式記憶媒体を有する一般的なコンピュータ用のディスク記憶装置では、ディスク表面上にある一連の同心円状又は螺旋状のトラックにデータが記憶される。例えば、磁気ディスクは、磁性材料が付着された表面を有するディスク基板より成る。ディスク上に記憶されたディジタル・データは、磁性材料における一連の磁化方向の変化として表される磁気情報より成る。一般に、磁束の反転より成る磁化方向の変化が１及び０の２進ディジットを表す。ディスクがヘッドに関して回転する時、読取り／書込みヘッド・アセンブリが磁性材料の磁化方向の変化を生じさせ又は磁化方向の変化を検出し、それによって、ディスク表面にデータを書き込み又はディスク表面からデータを読み取る。ディスク記憶装置における各ディスクの表面領域は複数のセクタに区分され、それらのセクタは短いサーボ領域に続いてユーザ・データ領域を有する。各セクタは、ディスクの中心からディスクの外径まで延びる想像上の放射状の線によって定義可能である。
【０００３】
サーボ領域内にあるサーボ・トラックからのサーボ情報は、ディスク表面を横切って変換ヘッドを位置決めするために使用されるリードバック（readback）信号を発生する。各セクタのユーザ・データ領域は、ディスク記憶装置のユーザによってデータが記録されるデータ・トラックを有する。各セクタのサーボ情報は、一般に、セクタ・マーカ、トラック識別情報、及びバーストとも呼ばれるサーボ・パターン情報を含み、それらはディスクの製造時に記録される。サーボ情報を読み取るために使用される変換ヘッドは、一般に、データを読み取るために使用されるヘッドと同じであるが、ユーザ・データを書き込むためには別の磁気ヘッドが使用されるのが一般的である。そのような２素子型の読取り／書込みヘッド・アセンブリは、読取り及び書込み機能のために変換器特性の最適な利用を可能にする。トラック密度が増加すると、ディスクの物理的なサイズを増加させることなく、ディスク記憶装置内に更に多くのユーザ・データを記憶することができる。そのような高いトラック密度は、磁気抵抗（ＭＲ）ヘッドのような最新の変換器によって達成されていた。
【０００４】
ＭＲヘッド・アセンブリは、ユーザ・データ及びサーボ・パターン情報を読み取るためのＭＲ素子と、ユーザ・データをディスクに書き込むための異なる素子（一般には、誘導性素子）とを含む、２素子型のヘッド・アセンブリである。以下、このようなＭＲヘッド・アセンブリが２素子型の読取り／書込みヘッド・アセンブリを代表するものとして、これを「ＭＲヘッド」と略称する。ＭＲヘッドのＭＲ素子は、変化する磁界が存在する時に抵抗の変化を示す。ＭＲ素子の抵抗の変化は、そのＭＲ素子に一定のバイアス電流を通すことによって電圧信号に変換される。ＭＲヘッドは、ディスクの磁性材料上に記録された磁気情報の上を通される時、リードバック信号を発生する。ディジタル復調を使用するディスク記憶装置では、そのリードバック信号がディジタル化され、サンプルされたリードバック信号のディジタル・データ値が処理されて、その記録されたデータを回復させる。
【０００５】
一般に、ディスク記憶装置は、データ・チャネル及びサーボ・チャネルより成る、リードバック信号のための２つの信号経路を含む。ＭＲヘッドがデータ領域上にある時、データの書き込み及びデータの読み取りを行うことができるように、リードバック信号がデータ・チャネルによって処理される。一方、ＭＲヘッドがサーボ領域上にある時、製造時にディスク上に事前記録されたサーボ・パターン情報を読み取るように、リードバック信号がサーボ・チャネルによって処理される。
【０００６】
ＭＲヘッドは、サーボ・コントローラによってディスクを横切って移動させられるアクチュエータ・アーム（アクセス・アーム）上に装着される。ディスク記憶装置のサーボ・コントローラは、データ・トラック間でＭＲヘッドを移動させるように、及び一旦或る選択されたトラック上に来るとその選択されたトラック上の中心に位置したパスにそのＭＲヘッドを維持するように、ディスクの表面を横切るアクチュエータ・アームの移動を制御する。ＭＲヘッドを選択されたトラック上に中心合わせして維持すると、ユーザ・データの正確な読取り及び記録が容易になる。現在のディスク記憶装置では、トラック密度が非常に高いので、最小のヘッド位置決め誤差でさえユーザ・データの喪失を生じさせることがある。
【０００７】
各セクタのサーボ領域では、そのセクタ・マーカは、サーボ・パターン情報がそのサーボ・トラックにおいて後続するということをＭＲヘッドに対して指示する。トラック識別情報は、そのサーボ・パターン情報と関連するサーボ・トラック（又はデータ・トラック）を識別するための２進表示を含む。サーボ・パターン情報は、アナログ電圧信号を発生するバースト・データを含み、そのアナログ電圧信号の振幅は、単一のトラックに関するＭＲヘッドの位置を決定することができるようなものである。即ち、或るトラックにおける１つのエッジからそのトラックにおける他のエッジまでＭＲヘッドの位置が変化する時、リードバック信号の振幅が変化する。従って、この特性を使用して、ユーザ・データの最適な読取り及び書込みのためにＭＲヘッドをそのトラックに中心合わせして維持することができる。
【０００８】
回転式のアクチュエータ・アーム上に装着されたＭＲヘッドは、データをディスクから読み取り且つディスクに書き込む場合に誤差を生じさせる、トラック位置ずれ（track misregistration - ＴＭＲ）誤差と呼ばれる位置決め誤差を示すであろう。この総合ＴＭＲ誤差は、一般に、次の２つのタイプの誤差成分より成る。
（１）データが予め書き込まれているデータ・トラックからデータを読み取る場合の誤差より成る、書き込み−読み取り（ＷＲ−ＴＭＲ）誤差成分、及び
（２）以前に書き込まれたデータに隣接したデータ・トラックに新しいデータを書き込む場合の誤差より成る、書き込み−書き込み（ＷＷ−ＴＭＲ）誤差成分。
この総合ＴＭＲ誤差に影響し得る種々のタイプの特性が存在する。
【０００９】
例えば、或るタイプの誤差は、ＷＲ−ＴＭＲ及びＷＷ−ＴＭＲ誤差成分の両方に影響する。これらは、ディスク回転に対する偏心状態を生じるスピンドル・モータのランアウト（振れ）、空気流によって誘発されるＭＲヘッドの振動、ＭＲヘッドのシーク整定時間、電気的及び磁気的ノイズ、及びディスク記憶装置に対する衝撃のような外乱を含む。総合ＴＭＲ誤差のうちのこれらの成分は、一般に、ディスクの外径に向かう場合に比較的大きく、ディスクの内径に向かう場合に比較的小さい。ディスク記憶装置のコントローラは、一般に、そのような誤差を最小にするように又は補償するように設計された信号処理系を含んでいる。そのような信号処理系の一部は、例えば、ＭＲヘッドの書込み素子と読取り素子との間のオフセットを補償することができる。これらの信号処理系は、それ自体で、総合ＴＭＲ誤差に対する読取り／書込み素子補償誤差成分に影響することがあり得る。しかし、一般に、そのような信号処理系は書込み動作の後の読取り動作に関与するだけであり、従って、そのような誤差はＷＲ−ＴＭＲ誤差成分に影響するだけである。
【００１０】
或るディスク記憶装置の設計は、総合ＴＭＲのそのような成分を最小化することに向けられている。例えば、図１は、読取り素子１０４及び書込み素子１０２が整列している通常のＭＲヘッド１００を示す。かかるＭＲヘッド１００を持ったディスク記憶装置のサーボ・コントローラは、前述のようなＷＲ−ＴＭＲ誤差成分を補償するであろう。一般に、図１のＭＲヘッド１００は、ディスク１０８の内径においてトラッキング誤差を生じないであろう。ＭＲヘッド１００がディスク１０８の外径に向かって移動する時、サーボ・コントローラは、ディスク１０８の中央において書込み素子１０２及び読取り素子１０４のトラッキングの間のスキュー又はオフセットを補償する。図１は、ＭＲヘッド１００を見下ろした図であり、ここでは、ＭＲヘッド１００は、ディスク１０８のデータ・トラック１０６上の位置において、書込み素子１０２が読取り素子１０４から間隔「ｄ」だけ離されているものとして示される。書込み素子１０２及び読取り素子１０４は、データ・トラック１０６の中心線でもある、ＭＲヘッド１００の長手方向の中心線１１０に沿って整列されていることが分かる。
【００１１】
別のヘッド構成では、ＭＲヘッドの書込み素子及び読取り素子は、それらの素子が同じサーボ・トラックに沿って追従せずに、ディスクを横切るアクチュエータ・アームの移動における或る点においてのみ同じサーボ・トラック内で整列されるように、半径方向にオフセットして製造される。そのような設計は、一般に、ＷＲ−ＴＭＲ誤差成分の読取り／書込み素子補償誤差成分を最小にすることが望ましい場合に使用される。例えば、半径方向にオフセットした書込み素子及び読取り素子を持った２素子型のヘッド・アセンブリが、米国特許第５６８２２７４号に開示されている。
【００１２】
図２は、従来技術のディスク記憶装置において使用するためのＭＲヘッド２００の概略的な平面図を示す。このＭＲヘッド２００は、ディスク２０８のデータ・トラック２０６上に位置決めされた書込み素子２０２及び読取り素子２０４を有する。図示のように、書込み素子２０２及び読取り素子２０４は、ＭＲヘッド２００の長手方向の中心線２１０に関して相互に半径方向にオフセットされている。前掲の記米国特許５６８２２７４号に開示されているように、書込み素子２０２及び読取り素子２０４の半径方向オフセットは、ＭＲヘッド２００がディスク２０８を横切る途中にある時、任意のトラック上の書込み動作に続いて読取り動作を行う際に、当該任意のトラックに向けてＭＲヘッド２００を再移動させるに必要な距離を最小にするように選択可能である。図２では、書込み素子２０２及び読取り素子２０４の間の間隔「ｄ」は、中心線２１０に関してスキュー角度「ｃ」をなす、書込み素子２０２及び読取り素子２０４の中心を結んだ線分の余弦成分として示されている。この技法では、ＭＲヘッド２００がディスク２０８を横切る途中にある時、書込み素子２０２及び読取り素子２０４のオフセットを補償するために必要な信号処理が最小にされ、ディスク２０８の内径から外径までほぼ等しい量を変動する。これは、アクチュエータ・アームの移動範囲の全体にわたって補償のための信号処理をより簡単なものにすると言える。
【００１３】
前記されなかった総合ＴＭＲ誤差の他の成分は、一般に、サーボ・トラック・ライタ（ＳＴＷ−ＴＭＲ）誤差成分と呼ばれる。これは、ヘッド位置決め誤差であり、種々のサーボ・トラックを使用してデータ・トラックからデータを読み取ること及びデータ・トラックにデータを書き込むことに由来する。古いディスク構成では、幾つもの異なるデータ・トラック上にＭＲヘッドを位置決めするために、単一セットのサーボ・トラックが使用可能である。最近では、データ・トラック間のトラック・ピッチが定常的に縮小しているので、読取り動作と書込み動作との間にＭＲヘッドを位置決めするために、互いに異なるサーボ・トラックが使用されなければならない。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、データ・トラックの密度が増加しているため、ディスク記憶装置はＳＴＷ−ＴＭＲ誤差成分を示すことがあり得る。即ち、ディスク上の同じデータ・ブロックにおいてデータの読取り及び書込みを行うためにさえ、ＭＲヘッドは、読取り素子を位置決めするために１つのサーボ・トラックを使用し、そして書込み素子を位置決めするために異なるサーボ・トラックを使用するであろう。その場合、各サーボ・トラックは、関連するサーボ・パターン情報のピッチ及びランアウト、又は「ルーラ」スケールを有し、そして位置決めのために２つの異なるサーボ・トラックを使用すると、ＳＴＷ−ＴＭＲ誤差成分が生成されるであろう。そのＳＴＭ−ＴＭＲ誤差成分は、他のすべてのＴＭＲ誤差成分に加えられ、ＷＲ−ＴＭＲ及びＷＷ−ＴＭＲ誤差成分の両方に影響する。ＳＴＷ−ＴＭＲ誤差成分は、以前に書き込まれたデータのリードバック・プロセスの間、読取り／書込みトラックの位置ずれを増加させることがある。製造上の要件のために、殆どのＭＲヘッドはＳＴＷ−ＴＭＲ誤差成分を排除するように構成され得ず、しかもそのような誤差成分は、トラック密度の増加により、大きく増加する可能性がある。以上の説明から、総合ＴＭＲ誤差のＳＴＷ−ＴＭＲ誤差成分をより効果的に補償し、トラック密度が増加したディスクに関してアクチュエータ・アームの位置決め精度を高める、ディスク記憶装置に対する要請があることは明らかであろう。本発明は、この要請を解決するものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ディスク記憶装置用のＭＲヘッドを提供する。そのＭＲヘッドの書込み素子及び読取り素子は、ディスクの内径又は中間点よりもディスクの外径における読取り動作及び書込み動作のために同じサーボ・トラックが使用されるように、相互に関連して位置決めされる。ＭＲヘッドがディスクの外径から内径に向かってディスクを横切って移動する時、或るデータ・トラックに関する書込み素子及び読取り素子の間の不整列の度合いは漸進的に悪くなる。従って、ＭＲヘッドがディスクの内径に向かって移動する時、書込み素子及び読取り素子を位置決めするために互いに異なるサーボ・トラックが使用される。このヘッド構成の結果、外径における総合ＴＭＲ誤差に対するＳＴＷ−ＴＭＲ誤差成分の影響は、リードバック・プロセスに対してゼロまで小さくされる。従って、ディスクの外径における総合ＴＭＲ誤差は、主として、ＷＲ−ＴＭＲ誤差成分の読取り／書込み素子補償誤差成分を含む、通常のＷＷ−ＴＭＲ及びＷＲ−ＴＭＲ誤差成分のみの関数である。
【００１６】
ＭＲヘッドがディスクの内径に向かって移動する時、書込み素子及び読取り素子の間の不整列の度合いが大きくなるため、ディスクの内径における総合ＴＭＲ誤差は、ＳＴＷ−ＴＭＲ誤差成分及び残りのＴＭＲ誤差成分の両方の関数となる。しかし、ディスクの内径では、総合ＴＭＲ誤差の読取り／書込み素子補償誤差成分は、ディスクの外径における場合よりも小さく、既知のサーボ・リードバック信号処理方法を使用して更に扱い易くなる。従って、書込み素子及び読取り素子の間の半径方向オフセットがディスクの外径において最小となるように最適化すると、その結果として、サーボ・コントローラによって使用される代表的な信号処理の実行が一層容易になる。即ち、ＭＲヘッドを位置決めするための一般的な信号処理技法を使用することが可能である。
【００１７】
本発明の１つの側面では、書込み素子及び読取り素子の間のオフセット距離ｘは、ディスクの中心から外径データ・トラックにおけるＭＲヘッドの接点までのディスク半径方向の距離Ｒx と、ディスクの中心からアクチュエータ・アームの旋回点までの距離Ｐと、アクチュエータ・アームの旋回点から前記接点までの距離Ｌとによって決定されるスキュー角度αによって与えられる。従って、ディスクのサイズ及びアクチュエータ・アームの位置決めは、書込み素子及び読取り素子の間のオフセット距離を決定し、通常のサーボ・コントローラによるアクチュエータ・アームの移動の制御を可能にする。
【００１８】
本発明の他の特徴及び利点は、本発明の原理を示す以下の実施例の説明から明らかになるであろう。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図３は、概略的に表されたディスク記憶装置３００を示す。ディスク記憶装置３００は、ディスク３０６の表面を横切ってＭＲヘッド３０４を移動させるためのアクチュエータ・アーム３０２を有する。図３では、図を簡単にするために及び関連する幾何学的関係を示すために、ＭＲヘッド３０４は単一の点によって表されているが、ＭＲヘッド３０４が、図４に更に詳細に示されている書込み素子及び読取り素子より成ることは当業者には明らかであろう。図３の幾何学的構造は、ディスク３０６の中心３０８から外径データ・トラック３１０においてＭＲヘッド３０４の位置と一致した接点までのディスク半径方向の距離Ｒx を示す。図３では、その接点を通って接線Ａが引かれる。又、図３には、ディスク３０６の中心３０８からアクチュエータ・アームの旋回点３１２までの距離Ｐ及びアクチュエータ・アームの旋回点３１２から前記接点までの距離Ｌが示される。これらのパラメータＲx 、Ｐ、及びＬは、ディスク３０６のサイズ、トラック・ピッチ、及びアクチュエータ・アームの旋回点３１２の位置によって決定される。
【００２０】
本発明によれば、ＭＲヘッド３０４の書込み素子及び読取り素子の間のオフセット距離ｘは、ディスクの外径における読取り動作及び書込み動作に対して同じサーボ・トラックが使用され、ＭＲヘッドがディスクの内径に向かって移動する時には書込み素子及び読取り素子に対して互いに異なるサーボ・トラックが使用されるように、パラメータＲx 、Ｐ、及びＬ、並びに書込み素子及び読取り素子の間の長手方向の間隔ｇによって一意的に決定される。このヘッド構成の結果、ディスクの外径におけるＳＴＷ−ＴＭＲ誤差成分の影響はゼロに等しい。従って、ディスクの外径における総合ＴＭＲ誤差は、主として、読取り／書込み素子補償誤差成分を含む通常のＴＭＲ誤差成分の関数である。ＳＴＷ−ＴＭＲ誤差成分は、ＭＲヘッドがディスクの外径から内径に向かって移動する時に大きくなるので、ディスクの内径における総合ＴＭＲ誤差は、通常のＴＭＲ誤差成分（読取り／書込み素子補償誤差成分を含む）及びＳＴＷ−ＴＭＲ誤差成分の両方の関数である。しかし、ディスクの内径では、読取り／書込み素子誤差成分はディスクの外径における場合よりも小さく、他の通常のＴＭＲ誤差成分の多くも同様に小さい。その結果、ＴＭＲ誤差の計算は、ディスクの内径では当業者には知られているサーボ・リードバック信号処理方法を使用して更に容易に扱うことが可能になる。
【００２１】
これは、ＴＭＲ誤差成分の大きさがディスクの外径及び内径の間により均等に分散しているという事実に由来する。従って、ディスクの外径におけるＳＴＭ−ＴＭＲ誤差成分はゼロであり、ディスクの外径における他の一般的なＴＭＲ誤差成分（読取り／書込み素子補償誤差成分を含む）は大きい。一方、ディスクの内径におけるＳＴＭ−ＴＭＲ誤差成分は大きいが、ディスクの内径における他の一般的なＴＭＲ誤差成分は小さい。従って、本発明によってその構成を指定されたＭＲヘッドを位置決めするためには、一般的な信号処理技法が使用可能である。このようにして、本発明は、ＳＴＷ−ＴＭＲ誤差成分を含む総合ＴＭＲ誤差を更に効率的に補償し、トラック密度が増加したディスクに関してアクチュエータ・アームの位置決めの精度を高めるディスク記憶装置を提供する。
【００２２】
図４は、図３に示されたＭＲヘッド３０４の書込み素子４０２が、読取り素子４０４からディスク半径方向に距離ｘだけオフセットされていることを示す。このＭＲヘッド３０４は、ディスクの或るデータ・トラック上で浮動している時のものである。ディスクの内径及び外径は、記号「ＩＤ」及び「ＯＤ」で示され、ＭＲヘッド３０４の長手方向の中心線は、参照番号４０６で示されている。図４において、オフセット距離ｘは、書込み素子４０２の中心及び読取り素子４０４の中心の間のディスク半径方向の距離として示される。書込み素子４０２及び読取り素子４０４の間の長手方向の間隔ｇは、一般に、ヘッド製造公差の限界内で指定される。スキュー角度αは、書込み素子４０２及び読取り素子４０４が外径データ・トラック３１０において同じサーボ・トラックを使用するようなディスク構成（ディスク・サイズ及びトラック間隔）から決定される。従って、オフセット距離ｘは、ディスク・サイズ並びに間隔ｇによって決定される。図４は、更に、図示されたスキュー角度αの場合の接線Ａを再現している。
【００２３】
オフセット距離ｘは、ディスクの外径における同じサーボ・トラックにおいてデータを読み取り及び書き込むための、書込み素子４０２及び読取り素子４０４の間のディスク半径方向の最適な距離を表す。前述のように、アクチュエータ・アームがディスクの外径から内径まで移動する時、通常のサーボ制御信号処理技法がアクチュエータ・アームの位置決めを助けるであろう。本発明によれば、オフセット距離ｘは、次のようにして容易に決定される。図３に示された幾何学的構造を有するディスク構成に対して、Ｐ＞Ｌである場合、及びＲx がディスクの中心から外径データ・トラック３１０におけるＭＲヘッド３０４の接点までのディスク半径方向の距離（即ち、ディスクの半径）である場合、スキュー角度αは、下記の式（１）によって与えられる。
【数４】

【００２４】
但し、θは図３に示され、前記の条件に対して下記の式（２）によって導くことができる。
【数５】
cosθ＝(Ｒx^２＋Ｌ^２−Ｐ^２)/２ＲxＬ（２）
【００２５】
式（２）は、スキュー角度αを下記の式（３）によって与える。
【数６】

【００２６】
次に、オフセット距離ｘは、下記の式（４）によって与えられる。
【数７】
ｘ＝ｇ tan(α) （４）
【００２７】
従って、書込み素子４０２及び読取り素子４０４の間のオフセット距離ｘは、書込み素子４０２及び読取り素子４０４の間の長手方向の間隔ｇと、前記スキュー角度αとの関数となる。但し、間隔ｇは、ヘッド設計及び製造公差の特性である。オフセット距離ｘは、一般に、ミクロン単位で指定される。
【００２８】
本発明に従ってＭＲヘッドを設計する場合、間隔ｇを決定すること及び意図されたディスク・アプリケーションに対するディスク・サイズのパラメータを得ることが必要である。これらのパラメータが決定される時、オフセット距離ｘによるヘッド構成が、前述のように、本発明に従って容易に指定される。間隔ｇは、一般に、ヘッド設計及び製造公差の関数である。従って、本発明は、ヘッド設計者が工夫しなければならない間隔ｇが与えられると、オフセット距離ｘを最適化する。本発明の顕著な利点は、通常のサーボ制御信号処理技法が使用可能であることである。他の利点は、トラッキング誤差に対する必要な補償の大きさがディスクの表面を横切る方向において更に等しくなって、これらの処理技法を更に容易にすることである。更に説明しなくても、そのようなＭＲヘッド構成に対する必要なサーボ制御技法を実現する方法は、当業者には明らかであろう。
【００２９】
図５は、図３に示されたディスク記憶装置３００を、その構成要素を示すために更に詳細に示す。図５において、図３の参照番号と同一の参照番号が同じ構成要素を指すことは勿論である。ディスク記憶装置３００は複数のディスク３０６を含むが、１つのディスクの最上面しか示されていない。各ディスク３０６の表面は、符号化された情報を磁気的に記憶するための磁気記録媒体で被覆されている。
【００３０】
ＭＲヘッド３０４がアクチュエータ・アーム３０２上に装着され、ディスク３０６の表面を横切って移動する。ディスク３０６が回転する時、ＭＲヘッド３０４からリードバック信号が発生される。ＭＲヘッド３０４がディスク３０６の複数のサーボ領域及びデータ領域の表面上を反復的に通過し、サーボ・リードバック信号又はデータ・リードバック信号を発生するということは、当業者には明らかであろう。代替的に、ディスク表面にデータを記録するために、書込み信号がＭＲヘッド３０４に与えられるようにしてもよい。
【００３１】
アクチュエータ・アーム３０２は、外径データ・トラック３１０からディスク表面を横切ってディスクの内径、即ち、ディスク３０６の中心３０８に向けて移動するように、サーボ・コントローラ５０２の制御の下に移動させられる。図５では、外径データ・トラック３１０は、更なるサーボ及びデータ・トラック５０１があるものとして示される。サーボ・コントローラ５０２は、ディスク記憶装置３００及びホスト・コンピュータ５０４の間のインタフェースとして働く。
【００３２】
図５の実施例では、サーボ・コントローラ５０２は、リードバック信号の前置増幅器（プリアンプ）５０６を含み、その前置増幅器５０６はディスク表面上に記録されたデータの、ＭＲヘッド３０４によって感知された電気的表示を受け取る。前置増幅器５０６は、関連するＭＲヘッド３０４が記憶済みのユーザ・データ上に位置決めされるか又はサーボ・パターン・データ上に位置決めされるかに従って、それぞれ、データ信号又はサーボ信号を増幅するという二重目的のものである。従って、前置増幅器５０６からの増幅された信号は、２つの処理チャネル、即ち、サーボ・チャネル５０８及びデータ・チャネル５１０に向けられる。ディスク３０６上に記録するために、データ・チャネル５１０からのユーザ・データ信号をＭＲヘッド３０４に供給する書込み回路５１２が設けられる。
【００３３】
データ・チャネル５１０は、一般に、ユーザ・データを読み取るために又は書き込むために、ホスト・コンピュータ５０４からの要求に応答してディスク３０６からデータを読み取り又はディスク３０６にデータを書き込む。書込み回路５１２は、データ・チャネル５１０にしか接続されない。前置増幅器５０６は、ＭＲヘッド３０４からのリードバック信号を増幅し、そのリードバック信号をデータ・チャネル５１０内の自動利得制御及びフィルタ（ＡＧＣ）回路５２０に供給する。ＡＧＣ回路５２０からの出力は、アナログ形式のリードバック信号に対応するディジタル・パルスを形成するためのパルス検出器５２２に供給される。次に、読取りプロセッサ５２４が、それらのディジタル・パルスをフォーマット化データ・ストリングに変換する。それらのデータ・ストリングはホスト・コンピュータ５０４と互換性のあるものである。書込み動作に関しては、ホスト・コンピュータ５０４からのデータが受け取られ、書込みプロセッサ５３０に供給される。書込みプロセッサ５３０は、そのデータをフォーマット化し、それをディスク表面上に記録するための書込み回路５１２に供給する。
【００３４】
サーボ・チャネル５０８は、一般に、ディスク３０６からのサーボ・データを読み取ってＭＲヘッド３０４を適切に位置決めする場合の援助をする。前置増幅器５０６は、サーボ・チャネル５０８と関連して動作する時、ＭＲヘッド３０４がサーボ・パターンを変換する時に発生されたサーボ信号を増幅する。サーボ・チャネル５０８内の自動利得制御及びフィルタ（ＡＧＣ）回路５３２は、リードバック信号の利得を自動的に調節するための及びそれをフィルタするための種々の既知の回路における任意の１つより成るものでよい。ＡＧＣ回路５３２の出力は、処理済みのアナログ形式のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄサーボ信号より成る。ＡＧＣ回路５３２の自動利得制御機能は、一般に、可変利得増幅器及び利得制御回路によって遂行される。そのような利得制御は、リードバック信号における比較的遅い振幅変動を自動的に調節することを意図するものである。これらの変動は、通常、ＭＲヘッド３０４とディスク３０６との間隔の変化、ＭＲヘッド３０４のバイアス電流のドリフト、前置増幅器５０６からの利得のドリフト等によって生じる。
【００３５】
次に、その処理されたリードバック信号を復調器５３４が受け取り、ディジタル化されたＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄバースト値を取り出し、そしてＰ及びＱ直交データを発生する。又、復調器５３４は、ディスク３０６のトラック中心に関するＭＲヘッド３０４の位置を表す位置誤差感知（ＰＥＳ）信号を発生する。更なる説明がなくても、そのディジタル化されたリードバック信号サンプルからＰ及びＱ直交データを取り出す方法及びＰＥＳ信号を発生する方法は、当業者には分かるであろう。次に、ＰＥＳ信号がサーボ・コントローラ５３６に供給され、サーボ・コントローラ５３６はそのＰＥＳデータを使用して制御信号を発生する。その制御信号はアクチュエータ３１２のモータに供給され、それによって、ＭＲヘッド３０４の位置を制御する。
【図面の簡単な説明】
【図１】長手方向に整列された書込み素子及び読取り素子を有する、従来技術に従ったＭＲヘッドの概略的な平面図である。
【図２】半径方向にオフセットした書込み素子及び読取り素子を有する、従来技術に従ったＭＲヘッドの概略的な平面図である。
【図３】本発明に従って構成されたアクチュエータ・アーム及びＭＲヘッドを有するディスク記憶装置の概略的平面図である。
【図４】図３に示されたＭＲヘッドの概略的な平面図である。
【図５】図３に示されたディスク記憶装置の構成要素を表すブロック図である。
【符号の説明】
３００ディスク記憶装置
３０２アクチュエータ・アーム
３０４ＭＲヘッド
３０６ディスク
３０８ディスクの中心
３１０外径データ・トラック
３１２アクチュエータ・アームの旋回点

Claims

ディスク記憶装置において使用するための読取り／書込みヘッド・アセンブリにして、
書込みプロセスにおいて、書込み信号を受け取り、記録用のディスクの表面にデータを記録させる書込み素子と、
リードバック・プロセスにおいて、前記ディスクの表面に記録されたデータを該ディスクのサーボ・トラック及びデータ・トラックから変換し、リードバック信号を発生する読取り素子とを含み、
前記書込み素子及び前記読取り素子は、前記ディスクの外径データ・トラックにおける読取り動作及び書込み動作に対して同じサーボ・トラックが使用され且つ前記ディスクの内径データ・トラックにおける読取り動作及び書込み動作に対して互いに異なるサーボ・トラックが使用されるように相互に半径方向にオフセットされ、
前記オフセットの距離ｘは、前記書込み素子の中心及び前記読取り素子の中心の間のディスク半径方向の距離であって、ｘ＝ｇtan(α) という関係によって指定される（但し、ｇは前記書込み素子及び前記読取り素子の間の長手方向の間隔であり、αはＰ＞ＬでありＲx 、Ｐ、及びＬの関数であるような前記書込み素子及び前記読取り素子の間のスキュー角度であり、Ｒx は前記ディスクの中心から前記外径データ・トラックにおける前記読取り／書込みヘッド・アセンブリの接点までのディスク半径方向の距離に等しく、Ｐは前記ディスクの中心から前記読取り／書込みヘッド・アセンブリが装着されるアクチュエータ・アームの旋回点までの距離であり、Ｌは前記旋回点から前記接点までの距離であり、前記スキュー角度αは、

によって定義される）ことを特徴とする、読取り／書込みヘッド・アセンブリ。
前記読取り素子は磁気抵抗（ＭＲ）素子である、請求項１に記載の読取り／書込みヘッド・アセンブリ。
請求項１又は請求項２に記載の読取り／書込みヘッド・アセンブリを有するディスク記憶装置。