KR100274522B1 - 멀티자기헤드및이것을구비한자기디스크장치 - Google Patents

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히로아키 요다
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고이치 다테야마
다다히코 고바야시
시게루 다케카도
요이치로 다나카
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니시무로 타이죠
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Abstract

본 발명에 따른 멀티 자기 헤드는 소정의 애지머스(azimuth)각으로 경사하는 자기 갭을 통해 동일 평면 상에서 1쌍의 자기 요크가 대향하도록 구성된 특정 자기 헤드와, 상기 애지머스각으로 경사하는 자기 갭을 통해 상기 평면과는 다른 평면에서 1쌍의 자기 요크가 대향하도록 구성된 상기 특정 자기 헤드에 인접하는 자기 헤드를 구비하고, 상기 특정 자기 헤드와 상기 인접하는 자기 헤드와는 대응하는 자기 디스크의 트랙이 연장하는 방향으로 위치를 어긋나게 하면서 서로 다르게 복수층으로 적층되어 있다. 또한, 자기 디스크 장치는 둘레 방향으로 복수개의 정보 기록용 트랙이 형성되고, 또한 회전되는 자기 디스크와, 이 자기 디스크의 복수의 상기 트랙을 소정의 그룹마다 동시에 자기 정보를 판독/기록하는 복수의 트랜스듀서를 탑재한 자기 헤드를 구비하며, 상기 소정 그룹의 트랙에 대하여 상기 복수의 트랜스듀서를 일체로 하여 위치 결정하도록 구성되어 있다.

Description

멀티 자기 헤드 및 이것을 구비한 자기 디스크 장치{MULTI MAGNETIC HEAD AND MAGNETIC DISK DEVICE HAVING THIS}
본 발명은 하드디스크 등의 디스크형 기록 매체(이하, 자기 디스크라 함)를 이용한 자기 디스크 장치에 관한 것이며, 특히 상기 자기 디스크의 전체 둘레에 걸쳐 위치 결정 신호를 기록해 놓음으로써 자기 헤드와 정보 기록 트랙과의 위치 결정의 정밀도 및 속도를 비약적으로 향상시킨 자기 디스크 장치에 관한 것이다. 본 발명은 특히 서보면과 데이타면이 동일한 소형의 자기 디스크 장치를 적용 대상으로 하고 또한, 자기 디스크의 고밀도화에 대응하여 복수의 자기 헤드에 의해 정보의 판독을 행할 수 있는 멀티 헤드를 구비한 자기 디스크 장치에 적용되는 것이다.
근래의 컴퓨터를 비롯한 정보기기의 성능의 향상에 따라, 전술한 바와 같은 자기 디스크 장치에 있어서는 자기 디스크의 기록 밀도의 고밀도화와 자기 헤드에 의한 판독에 관한 전송 레이트의 고속화가 요구되고 있다. 이러한 요구에 응하기 위해, 기록 매체의 개량과 기록 독출 헤드의 고성능화가 적극적으로 도모되고, 그 결과 디스크 1매당의 기록 용량은 비약적으로 증대하고 있다.
자기 디스크 장치는 종래, 자기 기록 매체의 정보 기록면에 1개의 기록 독출 헤드가 대향 배치되고, 이 기록 독출 헤드를 선단에 부착한 지지 아암을 회동시킴으로써 헤드를 자기 디스크의 정보 기록면의 원하는 트랙 부근에 액세스시키고, 트랙 1개당 여러곳에 기록되어 있는 서보 신호를 상기 헤드에 의해 재생시키는 것으로 세밀한 위치 맞춤을 행하면서 정보 신호를 재생하고 있다.
이러한 구성 및 동작은 자기 디스크 장치에 탑재되어 있는 자기 디스크의 기록 용량이 비약적으로 대용량화되고 있는 현단계에서도 기본적으로는 조금도 개량되지 않고, 종전과 동일한 방식에 의해 자기 헤드부와 자기 디스크의 트랙과의 위치 결정이 행해지고 있었다.
고밀도화된 자기 디스크를 탑재하는 자기 디스크 장치에 있어서는 정보 기록면에 형성된 트랙의 밀도가 높아짐에 따라 트랙의 수도 증가하여 정보 기록 트랙의 폭이 좁아진다. 정보 기록 트랙의 폭이 좁아지는 것은, 자기 헤드부와 트랙간의 위치 결정을 보다 고정밀도로 행하지 않으면 안된다는 필요성을 낳는 동시에, 트랙의 수의 증가에 따라 자기 헤드의 액세스 속도는 지연된다는 문제가 있었다.
또한, 종래의 자기 디스크 장치는 자기 디스크를 회전시켜서 자기 디스크상의 임의의 반경 위치에 위치 결정되는 자기 헤드에 의해 동심원 상으로 복수개 설치된 트랙에 정보를 기록하고, 또한 트랙으로부터 정보를 독출한다. 상기 자기 헤드를 위치 결정하기 위해, 3.5인치나 2.5인치 등의 하드디스크 드라이브(HDD-Hard Disc Drive-)용의 소형 디스크에 있어서는 트랙의 기록원상의 일부에 이산적(離散的)으로 서보 정보가 기록되고 있는 섹터 서보 방식이 이용되고 있다. 이 서보 정보는 각종 정보로 이루어져 있지만, 이 중에서 헤드의 위치 오차를 구하여 이 위치 오차가 0이 되도록 자기 헤드를 제어하는 이산적인 위치 결정 서보계가 섹터 서보 방식에 있어서는 설치되어 있다.
도 1에는 디스크상에 기록되어 있는 서보 정보의 위치 정보의 일례가 도시되어 있다. 도 1에 있어서, 1트랙은 복수의 서보 섹터로 구성되어 있고, 각 서보 섹터의 선두에는 서보 정보가 기록되며, 이 서보 정보에 기초하여 헤드의 위치 오차 신호를 얻을 수 있다. 이 서보 정보의 다음에 데이타 정보가 트랙마다 기록되어 있다. 자기 헤드에는 트랙폭보다 약간 좁은 폭을 갖는 1개의 트랜스듀서가 탑재되어 있고, 이 트랜스듀서의 위치 결정은 각 트랙마다 위치 오차 정보를 위치 결정 서보계에 피드백함으로써 행해지고 있다. 서보 정보로서는 A, B, C, D의 4개의 버스트 서보 패턴이 기록되어 있고, 트랙으로서는 (n-2), (n-1), n, (n+1), (n+2), (n+3)의 6개의 트랙이 도시되고, 자기 헤드에 탑재되어 있는 트랜스듀서는 n 트랙에 위치 결정되어 있다.
상기 A, B, C, D의 4개의 패턴은 A, B(또는 C, D) 서보 패턴은 1트랙만큼 위치가 어긋나 있고, A, C(또는 B, D) 서보 패턴은 반트랙만큼 위치가 어긋나 있다. A, B 서보 패턴으로부터 얻은 위치 신호의 차를 취함으로써 -1/2 내지 +1/2 범위의 선형성(linearity)이 좋은 위치 신호가 얻어지게 된다. C, D 서보 패턴은 시크(seek)시에 -1 내지 -1/2트랙과 +1/2 내지 +1트랙의 위치 정보를 얻기 위해 이용하고 있다.
종래의 자기 디스크 장치에 있어서는 각 트랙에 1개의 자기 헤드가 위치 결정되고, 직렬 데이타가 이 자기 헤드를 통해 판독/기록되고 있다. 이 때문에, 데이타의 전송 속도를 빠르게 하기 어렵다는 문제점이 있었다. 또한, 서보 정보는 트랜스듀서에 의해 독출된 것을 이용하고 있으므로, 트랙 밀도가 높아짐으로써 트랙폭이 작게 되어 서보 정보의 재생 신호가 작아질수록, 신호에 대한 노이즈의 비율이 커지며, 위치 결정 정밀도가 악화한다는 문제점도 있었다.
상기 종래의 자기 디스크 장치는 자기 디스크의 트랙 밀도의 고밀도화와 정보 기록량의 대용량화에 따라, 트랙 액세스를 충분한 정밀도 및 속도로 행하는 것이 곤란해지는 동시에, 기록 및 재생 속도의 한계에 의해 이 자기 디스크 장치를 사용하는 정보 처리 기기등의 내부에 있어서의 데이타의 전송 레이트의 고속화에 충분히 대응할 수 없다고 하는 문제점을 갖고 있다.
상기 종래의 자기 디스크 장치의 일례로서의 하드디스크 장치는 비자성 기판상에 자성층을 설치하여 이루어진 복수개의 자기 디스크가 1개의 회전축에 겹쳐져서 부착되고, 기록 독출용의 헤드는 아암에 부착되어 각 디스크면에 배치되며, 아암은 액츄에이터에 의해 작동되어 헤드의 위치 결정을 행하도록 구성된 것이 공지되어 있다. 이러한 구성을 갖는 하드디스크 장치에 의해서 정보의 기록 및 재생을 행할 때에, 헤드는 고속으로 회전하는 디스크면에 직접 접촉시키지 않고 약간 부상한 상태에서 디스크면의 원하는 위치에 액세스하도록 배치되어 있다. 그리고, 디스크면의 동심원형의 트랙에 대해 헤드에 의해 신호가 기록되고 또는 재생된다.
상기 하드디스크 장치에 있어서, 기억 용량의 대용량화의 요구에 응하기 위해서는 예컨대, 디스크의 선기록 밀도, 즉 트랙의 길이방향의 밀도를 높임으로써 기록 밀도를 향상시키거나, 또는 트랙폭을 좁게 하여 트랙 밀도를 높임으로써 기록 밀도를 향상시키고자 하는 시도가 행해지고 있다. 근래, 재생 감도의 높은 자기 저항 효과를 이용한 MR 헤드 등의 능동형 헤드의 개발도 활발히 행해지며, 좁은 트랙으로부터도 큰 재생 신호를 얻을 수 있도록 되고 있다. MR 헤드는 퍼몰로이(permalloy) 등의 연자성체의 전기 저항이 외부 자계에 따라 변화하는 성질을 이용하여, 기록 매체로부터의 자속을 전기 신호로 변환하는 헤드이다. 이 헤드의 재생 감도는 저항 변화를 전압 변화로 변환하도록 연자성체에 흐르는 센스 전류의 크기에 비례하기 때문에, 헤드와 매체간의 상대 속도가 작은 경우에도, 큰 출력을 얻을 수 있다.
한편, 고감도의 MR 헤드에 있어서도 트랙폭 방향의 재생 감도 분포는 직사각형상이 아니라, 양단부가 둔한(가공하지 않음) 삼각형상 또는 사다리꼴 형상이며, 그 감도의 완만하게 경사진 부분에 의해 인접 기록 트랙으로부터의 신호를 재생해 버리는 크로스토크 현상이 여전히 생긴다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 자기 디스크의 정보 기록면에 형성된 트랙으로의 자기 헤드의 액세스를 고정밀도로 행할 수 있는 자기 헤드를 제공하는 동시에, 정보 처리 기기의 내부에서의 데이타 전송 속도의 고속화에 충분히 대응하여 정보의 기록 및 재생을 고속으로 행할 수 있는 자기 디스크 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
또한, 본 발명은 멀티 자기 헤드를 채용하여도 전송 속도를 높일 수 있는 동시에, 이것에 대응하여 트랙 밀도가 높아도 위치 결정 정밀도가 악화하지 않는 자기 디스크 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
또한, 본 발명은 멀티 자기 헤드를 채용하여도 인접 기록 트랙으로부터의 신호를 재생해 버리는 크로스토크 현상을 감소시키는 동시에, 실효적인 재생 헤드폭을 유지하여 신호 품질의 저하를 방지할 수 있는 자기 디스크 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
도 1은 종래의 서보 신호의 위치 정보의 일례를 나타내는 설명도.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 자기 디스크 장치의 자기 헤드부의 상세한 구성을 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 자기 디스크 장치의 전체 구성을 나타내는 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 자기 디스크 장치에 있어서의 자기 헤드 장치의 슬라이더 및 자기 헤드부를 나타내는 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 자기 디스크 장치의 슬라이더 및 자기 헤드부를 저면측에서 본 상태를 나타내는 사시도.
도 6a, 도 6b 및 도 6c는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 자기 디스크 장치의 자기 요크와 자기 갭과의 상세를 나타내는 평면도, 저면도 및 사시도.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 자기 디스크 장치의 헤드측의 트랙폭과 자기 디스크측의 서보 신호 기록 상태를 나타내는 설명도.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 자기 디스크 장치의 헤드측의 트랙폭과 자기 디스크측의 서보 신호 기록 상태를 나타내는 설명도.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 자기 디스크 장치의 헤드측의 트랙폭과 자기 디스크측의 서보 신호 기록 상태를 나타내는 설명도.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 제4 실시형태에 따른 자기 디스크 장치의 헤드측의 트랙폭과 자기 디스크측의 서보 신호 기록 상태를 나타내는 설명도.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 제5 실시형태에 따른 자기 디스크 장치의 헤드측의 트랙폭과 자기 디스크측의 트랙폭을 나타내는 설명도.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 제6 실시형태에 따른 자기 디스크 장치의 헤드측의 트랙폭과 자기 디스크측의 트랙폭을 나타내는 설명도.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 제7 실시형태에 따른 자기 디스크 장치의 헤드측의 트랙폭과 자기 디스크측의 트랙폭을 나타내는 설명도.
도 14a 및 도 14b는 본 발명의 제8 실시형태에 따른 자기 디스크 장치의 헤드측의 트랙폭과 자기 디스크측의 트랙폭을 나타내는 설명도.
도 15a 및 도 15b는 본 발명의 제9 실시형태에 따른 자기 디스크 장치의 헤드측의 트랙폭과 자기 디스크측의 트랙폭을 나타내는 설명도.
도 16은 본 발명의 제10 실시형태에 따른 자기 디스크 장치의 헤드측의 트랙폭을 나타내는 설명도.
도 17a 및 도 17b는 본 발명의 제11 실시형태에 따른 자기 디스크 장치의 헤드측의 트랙폭과 자기 디스크측의 트랙폭을 나타내는 설명도.
도 18는 본 발명의 제12 실시형태에 따른 자기 디스크 장치의 서보 정보 패턴을 나타내는 설명도.
도 19는 제12 실시형태에 따른 자기 디스크 장치의 헤드의 트랜스듀서 배치의 다른예를 나타내는 설명도.
도 20은 본 발명의 제12 실시형태에 있어서의 자기 헤드가 트랙군을 가로지를 때에 얻어지는 위치 정보를 나타내는 특성도.
도 21은 제12 실시형태의 진폭에 의해 표현한 재생 신호를 위상에 따라 표현한 설명도.
도 22a 및 도 22b는 본 발명의 제13 실시형태에 따른 자기 디스크 장치의 헤드의 배치와 트랙의 대응 관계를 나타내는 설명도.
도 23은 제13 실시형태에 따른 자기 디스크 장치의 구성을 나타내는 블록도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 자기 디스크 장치
2: 케이스
3: 박막 자기 디스크
5: 헤드 장치
7: 슬라이더
10: 자기 헤드부
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제1 측면에 따른 멀티 자기 헤드는 애지머스각으로 경사하는 자기 갭을 통해 동일 평면 상에서 한쌍의 자기 요크가 대향하도록 구성된 특정 자기 헤드와, 상기 애지머스각으로 경사하는 자기 갭을 통해 상기 평면과는 다른 평면에서 한쌍의 자기 요크가 대향하도록 구성된 상기 특정 자기 헤드에 인접하는 자기 헤드를 구비하는 동시에, 상기 특정 자기 헤드와 상기 인접하는 자기 헤드와는 대응하는 자기 디스크의 트랙이 연장하는 방향으로 위치를 어긋나게 하면서 서로 다르게 복수층으로 적층되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제2 측면에 따른 자기 디스크 장치는 원반형의 적어도 일면에 동심원형으로 형성된 복수의 트랙을 소정수씩의 그룹에 있어서의 각 그룹의 트랙중 임의의 위치의 2개로 위치 결정 신호를 기록한 위치 결정 신호 기록용 트랙과, 각 그룹의 나머지 트랙으로 구성되어 정보 신호를 기록하는 정보 기록용 트랙을 갖는 자기 디스크와, 상기 그룹의 정보 신호 기록용 트랙의 수 및 위치에 대응하는 복수의 정보 신호 기록 독출 헤드와, 상기 2개의 위치 결정 신호 기록용 트랙에 대응하는 위치에 배치되는 위치 결정 신호 독출용 헤드를 포함하며, 또한 상기 복수의 헤드중 트랙폭 방향에 인접하는 2개의 헤드는 자기 갭 및 자기 요크가 겹치지 않도록 상기 트랙의 연장 방향에 위치 어긋나게 하는 동시에 인접하는 2개의 헤드의 애지머스각이 서로 상이한 각도로 형성된 멀티 자기 헤드를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 제3 측면에 따른 자기 디스크 장치는 둘레 방향으로 복수개의 정보 기록용 트랙이 형성되고, 또한 회전되는 자기 디스크와, 이 자기 디스크의 복수의 상기 트랙을 소정의 그룹마다 동시에 자기 정보를 판독/기록하는 복수의 트랜스듀서를 탑재한 자기 헤드를 구비하며, 상기 소정 그룹의 트랙에 대하여 상기 복수의 트랜스듀서를 일체로 하여 위치 결정하도록 구성한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제4 측면에 따른 자기 디스크층은 둘레 방향으로 형성된 트랙에 자기적으로 신호가 기록된 자기 디스크와, 이 자기 디스크에 신호를 기록하는 기록 헤드 및 자기 디스크로부터의 자기적인 신호를 재생하는 재생 헤드로 이루어진 자기 헤드를 구비하는 것으로, 상기 재생 헤드가 서로 인접하는 적어도 3개의 기록 트랙의 신호를 동시에 재생하는 3개 이상의 재생 소자군으로 이루어지며, 기록 정보의 재생 복호를 행하는 데이타 재생 소자와 이것에 인접하는 1쌍의 크로스토크 보상 재생 소자를 상기 재생 소자군으로부터 선택하는 헤드 선택 수단과, 상기 데이타 재생 소자와 상기 크로스토크 재생 소자와의 시간의 격차를 보정하기 위해 재생 신호의 지연을 행하는 지연 소자와, 선택된 데이타 재생 소자에 의해 재생된 신호로부터 인접하는 크로스토크 보상 재생 소자에 의해 재생된 크로스토크 신호를 미리 정해진 비율로 공제하는 크로스토크 보상 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이상의 구성에 의해, 본 발명에 따른 자기 디스크 장치는 복수의 헤드가 상이한 애지머스각을 가지고 인접하고 있기 때문에, 트래킹에 오차가 발생하였다고 해도 인접하는 트랙으로부터의 신호는 애지머스각의 차이에 따라 감쇠하기 때문에 크로스토크가 작아지며 그 결과, 각 트랙간의 가이드 밴드를 작게 설정할 수 있다. 또, 위치 결정용 서보 신호는 기록 매체상의 트랙의 전체 둘레에 걸쳐 기록되어 있으므로, 이 위치 결정용 서보 신호를 전용의 헤드에 의해 재생함으로써 항상 위치 어긋남의 보정을 행할 수 있다.
이것에 의해, 고정밀도의 트래킹을 행할 수 있는 동시에, 트랙 액세스에 대해서도 고속이며 또한 고정밀도로 행할 수 있고, 자기 디스크의 고밀도화에 대해서도 막대한 공헌이 가능해진다.
또한, 헤드의 애지머스각에 대해서, 가장 외측에 위치하는 헤드의 애지머스각은 그 트레일링(trailing)측의 자기 요크와 갭면이 이루는 각도가 둔각 즉, 외측의 각도가 예각이 되도록 형성함으로써 기록 프린지(fringe)를 작게 할 수 있다.
또, 본 발명에 있어서는 1회의 트래킹 동작에 의해 복수의 트랙으로부터 신호를 독출하는 것이 가능해지고, 종래에는 트랙 하나를 비켜 놓는 것에 조차 기계적인 트래킹 동작이 필요했던 것에 비하여, 액세스 속도도 대폭으로 개선하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명에 따른 자기 디스크 장치에 따르면, 멀티 자기 헤드의 채용에 의해 데이타 전송 속도를 높이고, 또한 이것에 대응하는 고밀도 트랙을 채용하여도 트랙에 대한 위치 결정 정밀도가 악화하지 않는 자기 디스크 장치를 제공할 수 있다.
또, 본 발명에 따르면 트랙폭 방향의 감도 분포에 완만한 가장자리를 가지며 또한, 인접한 트랙으로부터의 크로스토크가 큰 재생 헤드를 사용한 경우에도, 높은 트랙 밀도를 채용하는 것이 가능해지며, 크로스토크 등에 의한 데이타 품질 열화가 적고 데이타 신뢰성이 높은 자기 디스크 장치를 제공할 수 있다.
이하 본 발명에 따른 자기 디스크 장치의 적합한 실시형태에 대해서, 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.
먼저 도 2 내지 도 7a를 참조하면, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 자기 디스크 장치를 설명한다. 도 3은 자기 디스크 장치(1)의 전체의 구성을 나타내고 있다. 동일 도면에 있어서, 자기 디스크 장치(1)는 장치의 모든 구성 요소를 그 내부에 수납하는 케이스(2)와, 이 케이스(2)의 내부에 복수매가 적층되는 동시에 회전가능하게 수납된 박막 자기 디스크(3)와, 이 자기 디스크(3)를 회전구동하는 스테핑 모터(4)와, 상기 자기 디스크(3)의 정보 기록면에 대향 배치되어 디스크(3)에 정보를 기록하거나 디스크(3)로부터 정보를 독출하는 헤드 장치(5)와, 이 헤드 장치(5)를 선단부에서 지지하여 기단부가 상기 케이스(2)의 저면에 회동 자유롭게 축으로 장착된 지지 아암(6)을 대략 구비하고 있다.
다음에, 도 4를 참조하여 자기 디스크(3)와 헤드 장치(5)의 상세한 구성을 설명한다. 헤드 장치(5)는 상기 지지 아암(6)에 의해 스윙 지지되는 슬라이더(7)와, 이 슬라이더(7)의 일측면에 부착되어 기록 신호를 공급하는 기록 헤드 패드(8a)와, 독출 신호를 공급하는 독출 헤드 패드(8b)와, 와이어(9)를 통해 상기 기록용 헤드 패드(8a) 및 독출용 헤드 패드(8b)로부터 각각의 신호의 공급을 받아 자계를 발생시켜 디스크(3)의 정보 기록면으로 정보를 기록하거나 정보 기록면으로부터 정보를 독출하는 자기 헤드부(10)를 구비하고 있다.
상기 슬라이더(7)는 디스크(3)의 정보 기록면에 대향하는 저면측에 디스크(3)의 회전에 의해 발생하는 풍압을 조정하여 슬라이더(7)의 부양량(浮揚量)을 조절하는 부양량 조정용의 홈(7a)이 형성되어 있고 또한, 자기 헤드부(10)도 디스크(3)의 정보 기록면에 대향하는 저면측에 복수의 독출용 헤드 및 기록용 헤드 및 위치 결정 신호 독출용 헤드 등을 구비하고 있다.
도 5는 전술한 슬라이더(7) 및 자기 헤드부(10)를 저면측에서 본 상태를 나타내고 있고, 슬라이더(7)의 일측면(7b)에는 상기 패드(8a, 8b)와, 자기 헤드부(10)가 부착되어 있다. 이 제1 실시의 형태에 있어서는 자기 헤드부(10)는 디스크(3)의 정보 기록용 트랙(상세는 후술한다)이 형성되는 방향을 따라서 복수의 헤드가 적층 형성되어 있다.
도 5에 있어서의 자기 헤드부는 예컨대 알루미나(Al2O3)나 티타늄카본(TiC)등으로 구성되는 기판(11)과, 기판(11)상에 형성된 절연막(12)과, 이 절연막(12) 근처 상부에 형성된 위치 결정 신호 독출용 헤드(15)와, 헤드(15)의 상면에 형성된 정보 신호용의 기록 독출 헤드(13, 14)와, 자기 헤드부(10)의 가장 외측에 형성된 위치 결정 신호 독출용 헤드(25)를 구비하고 있다.
상기 자기 헤드부(10)의 더욱 상세한 구성에 대해서, 도 2를 참조하면서 설명한다. 도 2에 있어서, 자기 헤드부(10)는 Al2O3나 TiC 등에 의해 형성된 기판(11)과, 기판(11)의 상면에 형성된 Al2O3등에 의해 형성된 절연층(12)과, 절연층(12)의 상면에 순차적으로 적층 형성된 위치 결정 신호 독출 헤드 및 정보 신호 기록 독출 헤드(13, 14, 15, 25)를 구비하고 있다. 개개의 헤드의 구성에 대해서, 최외부측의 정보 신호 기록 독출용 헤드(14)와 위치 결정 신호 독출용 헤드(25)를 예로 들어 설명한다.
도 2에 있어서, 개개의 헤드는 대략 형상이 거의 O자형으로 상기 기판(11)에 거의 평행하게 배치된, 예컨대 니켈(Ni)이나 철(Fe)을 함유하는 합금이나 코발트(Co)·지르코늄(Zr)·니오브(Nb)를 함유하는 비결정(amorphous) 합금등의 연자성 재료로 이루어진 자성체(16)와, 인접하는 헤드마다 상이한 경사 각도의 애지머스각으로 이 자성체(16)의 한쪽을 슬릿형으로 절결함으로써 한쌍으로 구성한 자기 요크(17, 17)와, 상기 슬릿형의 노치에 각각 충전된 알루미나(Al2O3) 등으로 이루어진 자기 갭(18, 19)을 구비하고 있다. 상기 자기 요크(17)의 안을 통과하는 자속, 즉 자기 요크(17)의 자기 회로와 거의 평행한 면위에는 NiFe 등의 이방성 자기 저항 효과를 나타내는 막이나, CoFe/Cu/CoFe 적층막등의 스핀 밸브막, 또는 거대 자기 저항 효과를 나타내는 인공 격자막과 같이 자계의 영향에 의해 저항률을 변화시키는 자기 저항 효과를 갖는 자기 저항 효과막(이하, MR-Magneto-Resistance effect-막이라 함)(20)이 자기 디스크(3)의 대향면보다도 후퇴한 위치에 배치되어 있다.
즉, MR막(20)은 1쌍의 자기 요크(17)를 구성하는 자성체(16)의 적층막 면상에 상당하는 면상에, 자기 갭(18)을 걸쳐 자기 요크(17)의 쌍방과 자기적으로 결합할 수 있도록 배치되어 있으며, 그 길이방향은 자기 요크(17)의 자기 회로에 의해 유도되는 신호 자계의 방향과 거의 평행하고 있다.
상기 MR막(20)의 상부에는 그 양단에 접속된 구리(Cu)등으로 이루어진 1쌍의 리드(21)가 형성되어 있고, 이 MR막(20)과 리드(21)에 의해 자기 저항 소자가 구성되어 있다. 이 1쌍의 리드(21)는 자기 요크(17)에 의한 자기 회로와 거의 평행한 MR막(20)의 길이방향으로 센스 전류가 흐르도록 배치되어 있다.
또, 1쌍의 자기 요크(17)와 MR막(20)과의 사이에는 도시되지 않은 절연막이 배치되어 있고, MR막(20)과 자기 요크와는 절연되어 있다. 또, 자기 요크(17)는 한쪽의 테두리의 상부측에서 다른쪽의 테두리의 하부측으로 연장되도록 형성된 기록용 리드(22)를 구비하고 있다.
자기 요크(17)로 이루어진 헤드(14)가 형성된 후, 그 주위에는 자기 요크(17)의 상면과 동일한 높이가 되도록 Al2O3등의 절연재료로 이루어진 절연재가 매립되어 동일층으로 평탄화되고, 그 상부층으로서의 헤드(25)가 전술한 형성 단계와 동일한 단계에 의해 형성된다. 또, 이 헤드(25)에 있어서는 자기 갭(19)의 애지머스각의 경사 각도가 전술한 바와 같이 자기 갭(18)과는 다른 방향으로 경사져 있다.
이와 같이, 인접하는 2개의 헤드에 있어서는 거의 동일한 구성을 구비하면서 서로 애지머스각의 경사 각도가 상이한 자기 갭을 구비하는 헤드가 순차적으로 형성되어 있으므로, 트랙폭 및 트랙 피치가 같은 헤드를 구성할 수 있다. 또한, 자기 요크의 주위를 평탄화하는 Al2O3등의 절연물의 두께를 조절함으로써 트랙 피치를 정밀하고 또한 자유롭게 제어할 수 있다.
또, 도 6a, 도 6b 및 도 6c를 참조하면, 상기 자기 갭(19)이 장전되는 자성체(16)의 슬릿(19a)에 대해서 설명한다. 이 슬릿(19a)은 최외측에 위치하는 위치 결정 신호 독출용 헤드(25)에 형성되는 것이며, 리딩 엣지측의 자기 요크(17a)에 비하여, 트레이딩 엣지측의 자기 요크(17b)의 애지머스각의 경사각(23)은 예각이 되도록 형성되는 동시에, 자기 요크(17b)의 평면도(도 6a 참조)에 있어서의 경사각(24)도 예각이 되도록 형성되어 있다. 도 6b는 자기 요크(17)를 정보 기록 매체(3)측에서 바라 본 저면도이고, 동일 도면에서는 애지머스각(23)이 예각이 되도록 형성되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, 도 6c는 평면도와 저면도로부터 작성한 사시도이다.
최후에, 이 제1 실시형태에 따른 자기 디스크 장치의 특징인 각 헤드의 피치와 자기 디스크에 있어서의 트랙 피치와의 관계에 대해서, 도 7a 및 도 7b를 이용하여 설명한다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 자기 헤드부(10)와 자기 디스크(3)의 각각 대향하는 면에, 각 헤드(13, 14, 15, 25)와, 트랙(33, 34, 35, 36)이 각각 대응하여 형성되어 있다.
이들 4개의 자기 헤드를 이용하여 4개의 트랙에 대하여 신호의 기록 및 독출을 행하는 경우, 자기 헤드의 서보를 행하기 위한 신호는 4개의 헤드중 1개의 헤드만이 독출할 수 있으면 좋다. 따라서, 트랙(35)에만 서보 신호를 기록하도록 해 놓으면, 트래킹 동작은 문제없이 행할 수 있고, 다른 3개의 트랙(38, 34, 36)에 서보 정보가 기록되어 있지 않은 만큼, 이들의 트랙에 기록할 수 있는 정보량은 많아지게 된다.
서보 신호의 트랙으로의 기록에 관해서는 전술한 제1 실시형태에 한정되지 않고, 도 8a 내지 도 10b에 나타낸 제2 내지 제4 실시형태에 따른 자기 디스크 장치와 같이, 각종 서보 정보 기록 패턴을 생각할 수 있다.
도 8a 및 도 8b에 나타낸 제2 실시형태에 따른 자기 디스크 장치는 헤드가 동시에 액세스하는 복수의 트랙에 서보 정보가 소정 간격으로 기록되어 있다. 도 8a 및 도 8b에 있어서, 서보 신호는 트랙(33, 34, 35)의 3개의 트랙에 소정량씩 비켜서 형성되어 있고, 대응하는 헤드가 서보 신호를 검출했을 때에, 서보 동작을 행하도록 구성되어 있다.
상기 제1 및 제2 실시형태에 있어서는 서보 신호는 소정의 시간 간격의 서보 신호를 독출하도록 하고 있지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며, 도 9a 및 도 9b에 도시된 제3 실시형태에 따른 자기 디스크 장치와 같이, 1개의 트랙(35)의 전체 둘레 영역에 서보 신호를 기록하도록 하여도 좋다. 이와 같이 구성함으로써 서보 신호가 항상 계속해서 독출되게 된다. 도 9a는 기록 독출 헤드를 4개로 하고, 이것에 대응하는 자기 디스크의 4개의 트랙을 도 9b에 나타내고 있다. 이 제3 실시형태에 있어서의 정보 기록 트랙에 있어서는 4개의 트랙(33, 34, 35, 36)중 임의의 1개의 트랙(35)에는 서보 신호만이 연속하여 기록되어 있고, 이것에 대응하는 기록 독출 헤드(15)로부터는 항상 서보 신호가 재생된다.
전술한 실시형태에 있어서는 헤드의 적층수에 대응하는 수의 트랙을 1개의 그룹으로 하고, 그 중의 1개에 트랙에 서보 신호를 기록하도록 하고 있었지만, 본 발명은 이것에도 한정되지 않으며, 서보 동작을 행하기 위한 신호가 복수의 헤드로부터 동시에 검출되지 않도록, 복수의 트랙에 서보 신호를 기록하도록 하여도 좋다.
도 10a 및 도 10b는 헤드가 동시에 액세스하는 복수의 트랙에 서보 신호가 기록되어 있는 예로서의 제4 실시형태에 따른 자기 헤드 장치를 도시하고 있다. 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 제4 실시형태에 따른 자기 디스크 장치는 3개의 헤드(13, 14, 15)에 각각 대응하는 3개의 트랙(33, 34, 35)에 어떤 일정량씩 비켜서 서보 신호가 기록되어 있다.
다음에, 복수의 자기 헤드와 이것에 대응하는 복수의 트랙에 기록된 서보 신호와의 관계에 대한 다른 실시 형태에 대해서 도 11a 내지 도 17b를 참조하면서 설명한다. 우선 도 11a 및 도 11b에 나타낸 제5 실시형태에 따른 자기 디스크 장치에 대해서 설명한다. 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이, 자기 헤드부(10)와 자기 디스크(3)와의 대향하는 면에는 각 헤드(13, 14, 15, 25)와 트랙(33, 34, 35, 35)이 형성되어 있다. 즉, 도 11b에 사선으로 도시된 위치 결정 신호 기록용 트랙(35, 35)에는 디스크의 전체 둘레에 걸쳐 위치 결정 신호가 미리 기록되어 있고 또한, 정보 기록용 트랙(33, 34)은 기록해야 할 정보의 기록 및 독출이 가능한 상태로 형성되어 있다.
도 11b에 도시된 정보 기록용 트랙(33, 34)의 트랙 피치 TP1은 도 11a에 도시된 헤드(13, 14)의 피치 TPl과 동일하도록 형성되어 있다. 또한, 도 11b에 도시된 위치 결정 신호 기록용 트랙(35, 35)의 트랙 피치 TP2는 도 11a에 도시된 헤드(15, 25)의 피치 TP3 및 헤드의 폭 TW2에 대하여 「TP2=TP3+1/2×TW2」라는 관계가 성립하도록 형성되어 있다.
이와 같이 구성하면, 위치 결정 신호 독출용 헤드(15, 25)가 2개의 트랙(35, 35)에 각각 기록되어 있는 위치 결정 신호를 판독할 때에, 신호 피크보다도 약간 어긋난 강도의 위치 결정 신호를 검출하게 되고, 검출된 이 신호 강도의 강약에 따라 자기 헤드부와 트랙이, 어느정도 어긋나 있는지를 검출하여 위치 어긋남의 보정을 도모하는 것이 가능해진다.
또, 전술한 제1 실시의 형태에 있어서는 정보 기록에 이용하는 헤드와 위치 결정 신호의 판독에 이용하는 헤드를 각각 2개씩 형성하고, 대응하는 정보 기록면에도 정보 기록용 트랙 2개와 위치 결정 신호 기록용 트랙 2개의 합 4개로 1개의 트랙 그룹을 구성하고, 각 그룹마다 헤드와 트랙을 위치 결정하면서 정보의 기록 및 독출을 행하는 것으로서 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 헤드와 트랙을 대응시켜 양쪽의 수가 일치하도록 구성해 버리면, 그 수에 대해서는 여러가지 조합이 자유롭다. 예컨대, 헤드수를 6개, 8개 및 7개등으로 하여도 상기 제1 내지 제5 실시형태에 따른 자기 디스크 장치와 동일한 효과를 기대할 수 있다.
도 12a 및 도 12b는 정보 기록 및 독출용 헤드를 4개로 하여, 위치 결정 신호 독출용 헤드를 2개 설치한 제6 실시형태에 따른 자기 디스크 장치에 있어서의 자기 헤드부(50)와 이것에 대응하는 자기 디스크(30)의 트랙을 나타내고 있다. 도 12a에 있어서, 자기 헤드부(50)는 적층된 복수의 헤드의 양측에 형성된 위치 결정 신호 독출용 헤드(15, 25)와, 이들 헤드(15, 25)간에 애지머스각의 경사 각도가 서로 상이하게 되도록 형성된 정보 신호의 기록 및 독출용 헤드(51, 52, 53, 54)를 구비하고 있다.
상기 정보 신호 기록 및 독출용 2개의 헤드(52, 53)가 형성되어 있는 피치는 TPl이고, 위치 결정 신호 독출용 헤드(15, 25)가 형성되어 있는 피치는 TP3이다. 또한, 도 12b에 있어서 자기 디스크(30)는 정보 신호 기록용 트랙(55, 56, 57, 58)과, 위치 결정 신호용 트랙(35, 35)을 구비하고 있다. 상기 헤드(52, 53)에 대응하는 정보 신호 기록용 트랙(56, 57)의 피치는 TPl이고, 위치 결정 신호 기록용 트랙(35, 35)의 피치는 TP2이다. 도 12a 및 도 12b에 있어서, 대응하는 각각의 피치는 동일한 길이로 설정되어 있다.
이 제6 실시형태에 따른 자기 디스크 장치는 정보 기록용 트랙을 4개 형성하는 것으로서 설명하였지만, 정보 기록용 트랙과 이것에 대응하는 기록·독출 헤드를 4개가 초과하는 수만큼 형성하도록 하여도 좋다. 단, 그룹을 구성하는 트랙의 수는 비교적 다수가 될 때까지 대응할 수 있지만 적층시키는 헤드의 수에는 어느 정도의 한계가 있다.
도 13a 및 도 13b는 정보 기록용 트랙을 6개로 하고, 위치 결정 신호 독출용 트랙 2개와 합해서 8개의 트랙을 1개의 그룹으로 한 제7 실시형태에 따른 자기 디스크 장치의 자기 헤드부(60) 및 자기 디스크(30A)를 도시하고 있다. 도 13a에 있어서, 자기 헤드부(60)는 적층된 복수의 헤드의 양측에 형성된 위치 결정 신호 독출용 헤드(15, 25)와, 이들 헤드(15, 25)간에 애지머스각의 경사 각도가 서로 상이하게 되도록 형성된 정보 신호의 기록 및 독출용 헤드(61, 62, 63, 64, 65, 66)를 구비하고 있다. 상기 정보 신호 기록·독출용 2개의 헤드(63, 64)가 형성되어 있는 피치는 TP1이고, 위치 결정 신호 독출용 헤드(15, 25)가 형성되어 있는 피치는 TP3이다.
또한, 도 13b에 있어서, 자기 디스크(30A)는 정보 신호 기록용 트랙(71, 72, 73, 74, 75, 76)과, 위치 결정 신호 기록용 트랙(35, 35)을 구비하고 있다. 상기 헤드(63, 64)에 대응하는 정보 신호 기록용 트랙(73, 74)의 피치는 TPl이고, 위치 결정 신호 기록용 트랙(35, 35)의 피치는 TP2이다. 이 제3 실시형태를 나타내는 도 13a 및 도 13b에 있어서도, 대응하는 각각의 피치는 동일한 길이로 설정되어 있다.
또, 전술한 제5 내지 제7 실시형태에 따른 자기 디스크 장치는 위치 결정 신호 독출용 헤드(15, 25)가 기판(11)측에 가장 가까운 위치와 가장 먼 위치에 설치되고, 이 헤드(15, 25) 사이에 정보 신호 기록 및 독출용 복수의 헤드를 끼워 넣도록 설치하는 것으로서 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며, 위치 결정 신호 독출용 헤드는 소정의 간격으로 2개 설치되어 있기만 하면, 자기 헤드부의 양측일 필요는 없다.
도 14a 및 도 14b는 위치 결정 신호 독출용의 헤드(15, 25)가 트랙 그룹의 중앙측에 설치되어 있는 예를 나타내는 제8 실시형태에 따른 자기 디스크 장치를 나타내는 도면이다. 도 14a에 있어서, 자기 헤드부(60A)의 정보 신호 기록 및 독출용 헤드는 2개씩 쌍을 이루어 설치되어 있고, 헤드(61, 62), 헤드(63, 64), 및 헤드(65,66)의 2개씩 나란히 설치되어 있다. 위치 결정 신호 독출 헤드(35, 35)는 2개씩 나란히 설치된 각 쌍에 끼워지도록 설치되어 있다.
도 14b는 자기 헤드부(60A)에 대응하는 자기 디스크(30B)의 트랙 배치를 도시하는 도면이고, 동일 도면에 있어서 정보 신호 기록 및 독출용 헤드(61∼66)에 대응하는 정보 기록용의 트랙(71∼76)은 도시와 같이 배치되어 있으며, 위치 결정 신호 기록용 트랙(35, 35)은 정보 기록용 트랙(72, 73)의 사이와 트랙(74, 75)와의 사이에 각각 설치되어 있다.
이와 같이 위치 결정 신호 독출용 헤드와 이것에 대응하는 트랙은 그룹을 이루는 헤드 및 트랙의 임의의 개소에 2개씩 배치하는 것도 가능하다.
또, 전술한 제5 내지 제8 실시형태는 적층 형성되는 헤드와 이것에 대응하는 트랙의 수가 모두 짝수인 것으로서 설명하였지만, 본 발명은 이것에도 한정되지 않으며, 위치 결정 신호 독출용 헤드는 2개 필요하지만, 정보 신호 기록 및 독출용의 헤드는 홀수이어도 좋다.
도 15a 및 도 15b는 정보 기록용 헤드 및 트랙을 홀수로 하는 동시에, 위치 결정 신호 독출용 헤드와 이것에 대응하는 위치 결정 신호 기록용 트랙을 그룹의 중앙측에 배치한 제9 실시형태에 따른 자기 디스크 장치를 도시하고 있다. 도 15a에 도시된 바와 같이, 피치 TPl로 정보 신호 기록 및 독출용 헤드(81, 82와 84, 85)를 자기 헤드부(80)의 양측에 형성하고, 피치 TP3로 위치 결정 신호 독출용 헤드(15A, 25)는 나머지 정보 신호용 헤드(83)를 통해 배치되어 있다.
또한, 도 15b에 도시된 바와 같이, 피치 TP1을 가지고 트랙(91, 92와 94, 95)이 형성되고, 피치 TP2를 가지고 위치 결정 신호 기록용 트랙(35, 35)이 정보 신호 기록용 트랙(93)을 통해 트랙 그룹의 중앙측에 형성되어 있다.
또, 이 제9 실시형태에 있어서는 가장 외측에 위치하는 정보 신호용 헤드의 애지머스각은 트레일링 엣지측에서 또한 기판으로부터 먼쪽이 예각이 되도록 배치되고 또한, 위치 결정 신호 독출용 헤드의 한쪽은 종전의 실시의 형태와는 다른 경사 방향을 갖는 헤드(15A)로 되어 있다.
또한, 전술한 제5 내지 제9 실시형태에 있어서는 인접하는 헤드는 모두 애지머스각이 서로 상이하게 되도록 배치되는 동시에, 인접하는 자기 요크가 완전히 위치 어긋나도록 구성되어 있지만, 본 발명은 이것에 한정되는 일은 없다.
예컨대, 도 16에 도시된 제10 실시형태에 따른 자기 헤드부(100)와 같이, 인접하는 2개의 헤드(15, 101)에 있어서, 자기 요크(17b)와 자기 갭(19)이 겹치지 않고, 또한 자기 요크(17a)와 자기 갭(18)이 겹치지 않도록 구성하면, 인접하는 자기 요크(17a, 17b)는 겹치는 위치 관계이어도 상관없다.
이 제 l0 실시형태에 따른 자기 디스크 장치의 헤드부(100)에 있어서도 위치 결정 신호 독출용 헤드(15, 25)는 피치 TP3의 간격으로 헤드부(100)의 양측에 배치되며, 이 헤드(15, 25)의 사이에 정보 신호 기록 및 독출용 헤드(101, 102, 103, 104, 105, 106)가 피치 TPl의 간격으로 설치되어 있다.
또, 도시 설명은 생략하지만, 이 자기 헤드부(100)에 대응하는 자기 디스크의 트랙도 종전의 실시형태와 동일하게, 각 헤드의 배치에 대응하여 그룹화되어 있다.
또, 전술한 제5 내지 제10 실시형태에 있어서는 어떤 2개의 위치 결정 신호 기록용 트랙(35, 35)에 대하여, 2개의 위치 결정 신호 독출용 헤드(15, 25)를 설치하는 것으로서 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 1개의 위치 결정 신호 독출용 헤드에 의해 위치 결정 신호를 독출하도록 하여도 좋다.
도 17a는 위치 결정 신호 독출용 헤드를 1개로 한 일례로서의 제11 실시형태에 따른 자기 디스크 장치를 도시하는 도면이다. 자기 헤드부를 슬라이더 저면측에서 본 도 17a에 있어서, 자기 헤드부(110)는 기판(11) 상에 형성된 위치 결정 신호 독출용 헤드(15)와, 이 헤드(15)상에 형성된 절연막(12)을 통해 피치 TPl로 순차적으로 적층하여 형성된 3개의 정보 신호용 기록 독출 헤드(111, 112, 113)를 구비하고 있다.
이것에 대하여, 신호 기록용 자기 디스크(30D)에는 도 17b에 도시된 바와 같이, 상기 위치 결정 신호 독출용 헤드(15)에 대응하는 위치에 2개의 위치 결정 신호 기록용 트랙(35, 35)이 형성되고, 정보 신호용 기록 독출 헤드(111, 112, 113)에 대응하는 위치에 피치 TP1로써 3개의 정보 기록용 트랙(301, 302, 303)이 형성되어 있다.
또, 절연막(12)을 위치 결정 신호 독출용 헤드(15)와 정보 신호 기록 독출용 헤드(111)와의 사이에 설치함으로써 위치 결정 신호 독출 헤드(15)는 2개 설치된 위치 결정 신호 기록용 트랙(35, 35)의 양방에 걸치도록 하여, 양방의 트랙에 기록된 위치 결정 신호의 판독을 행하도록 구성되어 있다.
다음에, 상기 구성의 멀티 자기 헤드를 이용하여 고밀도 자기 디스크로부터기록 정보를 독출하는 독출 방법에 관한 제12 실시형태에 대해서, 도 18 내지 도 20을 참조하면서 상세하게 설명한다.
도 18은 본 발명의 자기 디스크상의 위치 정보를 나타내는 자기 정보를 신호 위상에 따라 도시하고 있고, 여기서는 4개의 트랜스듀서(1, 2, 3, 4)를 갖는 자기 헤드의 경우를 나타내고 있다. 트랜스듀서는 일직선상에 배치된 경우를 도시하고 있지만, 구성상의 배치로서는 도 19에 도시된 바와 같은 지그재그 배치의 경우에도 디스크 회전 속도에 따른 지연을 도입함으로써 도 18의 배치의 경우와 동일하게 취급할 수 있다. 전부와 후부의 트랜스듀서 간격을 L로 하고, 헤드가 존재하고 있는 위치에서의 디스크의 주속을 U로 하면, 「t=L/U」시간만큼, 상기 전부 트랜스듀서군의 출력을 지연시킴으로써 트래스듀서가 일렬로 되어 있을 때와 동일한 기능이 얻어진다.
4개의 트랜스듀서가 통과하는 트랙을 합쳐서 1개의 트랙군으로 하는데, 여기서는 (n-1), n, (n+1)트랙군이 도시되어 있다. 위치 정보로서, A, B, C, D, E 서보 패턴이 기록되어 있다. A, B, C, D 패턴은 트랙군에 따른 패턴으로 2트랙군의 주기로 기록되어 있다. A, B(C, D) 서보 패턴은 1개의 트랙군만큼 어긋나 있고, A, C(B, D) 서보 패턴은 반트랙군만큼 어긋나 기록되어 있다. E 서보 패턴은 2트랙 주기로 기록되어 있다.
시크할 때에는 A, B, C, D 서보 패턴의 모든 트랜스듀서 m개의 출력의 합을 취하여 하나의 헤드 출력으로서 시크 동작을 한다. 각 트랜스듀서는 가이드 밴드 만큼만 불감대가 있고 A, B, C, D 서보 패턴으로부터 얻어지는 헤드 위치와 위치 정보 출력은 비선형인 것이 되지만 대략 선형(리니어)적인 관계가 얻어지게 되고, 여기서는 4트랙씩 시크할 수 있다. 위치 출력과 헤드 위치와의 관계가 도 20에 도시되어 있다. 헤드 위치가 k/4 트랙군의 위치에서 감도가 작은 곳이 발생되고 있다. 헤드 위치가 0부근에서는 정밀도가 좋은 서보 정보가 수득될 수 없게 되기 때문에 E 서보 정보를 이용한다. 짝수번째의 트랜스듀서 출력의 합으로부터 홀수번째의 트랜스듀서 출력의 합을 공제함으로써 -1/2∼1/2트랙의 범위에서 모든 트랜스듀서의 평균적인 위치 오차 정보가 얻어진다. 이 정보는 노이즈가 신호에 대하여 1/ROOT4배로 되어 있고, 1개의 트랜스듀서의 경우보다 S/N가 6dB 개선되어 있다. 이 신호를 사용하여 위치 결정 서보형을 구성함으로써 정밀도가 좋은 헤드 위치 결정이 가능해진다.
E 서보 패턴은 A, B, C, D 서보 패턴에 대하여 반트랙 어긋나 걸려져 있다. 이 경우가 가장 회로가 간단해지지만, 반트랙 어긋나지 않고 기록하여 위치 결정할 때에 전기적으로 오프셋시켜도 좋다. 이 경우 서보 라이트가 빨라서 간단해진다. 따라서, 이 제12 실시형태에 따르면, 데이타 전송 감도를 높이고, 트랙 밀도가 높아져도 위치 결정 정밀도가 악화하지 않는 자기 디스크 장치를 제공할 수 있다.
또, 상기 제12 실시형태에 있어서는 도 18에 있어서, 위치 정보를 신호 위상에 따라 나타내고 있지만, 상기 4개의 헤드에 의해 4개의 트랙으로부터 위치 정보를 독출할 때에, 도 21에 도시된 바와 같이, 신호의 진폭을 이용하도록 해도 좋다.
다음에, 본 발명의 제13 실시형태에 따른 멀티 자기 헤드를 구비하는 자기 디스크 장치에 대해서, 도 22a 내지 도 23을 참조하면서 설명한다. 여기서, 도 22a는 도 22b에 도시된 4개의 자기 헤드를 인접하는 4개의 기록 트랙에 배치할 수 있도록 적층 스택한 헤드 구조를 나타내고 있다. 4개의 자기 헤드(50, 51, 52, 53)는 서로 인접하는 재생 소자와는 애지머스각 θ를 갖도록 형성되어 있다. 이 제13 실시형태에 있어서는 애지머스각 θ는 「θ=45°」로 설정되어 있다. 트랙폭은, 각각 Tw2=1μm, 트랙 피치는 Tp1=1μm이다. 4개의 자기 헤드(50, 51, 52, 53)는 각각 도 2에 도시된 헤드 구조와 동일한 적층 구성이며, 기록 독출 공통의 자기 요크를 갖는다. 자기 헤드(50, 52)와 자기 헤드(51, 53)와는 트랙길이 방향으로 Xd만큼 어긋나 배치되어 있다. 이 제13 실시형태에 있어서는 위치 격차의 수치는 예컨대 「Xd=20」 μm이고, 헤드·디스크 매체간의 상대 속도 v는 예컨대 10m/s이다.
도 23은 도 22a 및 도 22b에 도시되는 자기 헤드군으로부터의 재생 신호를 이용하여, 크로스토크를 보상하면서 복호하기 위한 재생 채널 구성을 나타내는 블록도이다. 자기 헤드군에서 출력된 재생 신호는 우선 재생 앰프를 내장한 헤드 선택 수단(54)으로 입력된다. 여기서 하드디스크 컨트롤러(이하 HDC라고 부른다)(55)로부터의 지시에 의해, 헤드 선택 수단(54)은 헤드군(50, 51, 52, 53) 중에서 데이타 재생 헤드와 그 양측에 인접하는 크로스토크 보상 재생 헤드를 선택한다. 예컨대, 자기 헤드(52)를 데이타 재생 헤드로서 선택하고, 그 양측에 인접하는 자기 헤드(51, 53)를 크로스토크 보상 재생 헤드로서 선택한다. 헤드 선택 수단에 의해 선택된 헤드로부터의 재생 신호는 데이타 재생 신호와 크로스토크 재생 신호의 2종으로 분리되며, 크로스토크 재생 신호는 단파장 성분의 감쇠가 큰 크로스토크 전달 특성을 모방하고, 진폭을 조정하기 위한 필터(56, 57)에 입력된다. 여기서 데이타 재생 신호와 크로스토크 재생 신호는 데이타 재생 헤드로서 선택된 자기 헤드(52)와 크로스토크 재생 헤드로서 선택된 자기 헤드(51, 53)와의 트랙길이 방향의 격차 Xd에 의한 시간차를 가지고 있다.
따라서, 기록 매체 이동 방향을 도면중 좌측에서 우측 방향, 헤드와매체간 상대 속도를 v로 하면, 크로스토크 재생 신호는 데이타 재생 신호에 비하여 Xd/v의 시간만큼 빠르게 재생된다. 즉 시간차는 Xd/v이다. 전술한 예에서는 시간차는 1msec가 된다. 이 시간차를 보충하여 데이타 재생 신호로부터 그 크로스토크만큼 만을 공제하기 위해서, 크로스토크 재생 신호는 지연 소자(58,60)에 입력되고, HDC로부터 지시된 값 Xd/v를 지연시켜 출력한다. 헤드의 선택에 의해, 데이타 재생 신호가 빠르게 재생되는 경우에는 데이타 재생 신호에 지연 소자(59)에 의해 지연이 실시된다. 이와 같이, 시간 격차를 보정하기 위해서, 헤드의 선택에 맞추어 크로스토크 성분을 동위상이 되도록 HDC에 의해 선택된 지연 소자에 의해 적절한 신호 지연이 행해진 재생 신호는 크로스토크 보상 회로에 입력된다. 크로스토크 보상 회로(61)에서는 데이타 재생 신호로부터 크로스토크 재생 신호를 공제하는 처리가 행해지고, 크로스토크 성분을 공제하여 보상한 후에, 파형 등화기(62)에 입력된다. 파형 등화된 신호는 신호 처리 IC(63)에 의해 복호되어, 재생 데이타열로서 호스트·인터페이스로 송출된다.
이러한 크로스토크 보상 처리는 도 13a에 도시된 바와 같은 보다 많은 헤드를 적층화한 멀티 헤드 구조로도 동일하게 적용하는 것이 가능하며, 또한 인접하는 자기 헤드간의 트랙 방향 격차 Xd가 자기 헤드마다 다르더라도, 선택한 헤드에 따른 지연량을 HDC에 의해 지시하여 지연 처리함으로써 제13 실시형태와 동일하게 크로스토크를 보상하는 것이 가능해진다.
본 발명에 따르면, 트랙폭 방향의 감도 분포에 완만한 가장자리를 갖는 재생 헤드이며, 인접한 기록 트랙으로부터의 크로스토크가 큰 재생 헤드를 사용한 경우에도, 높은 트랙 밀도를 달성하는 것이 가능해지고, 크로스토크 등에 의한 데이타 품질 열화가 적은 높은 데이타 신뢰성을 갖는 자기 디스크 장치를 제공할 수 있다.

Claims (17)

  1. 애지머스각으로 경사하는 자기 갭을 통해 동일 평면상에서 한쌍의 자기 요크가 대향하도록 구성된 특정 자기 헤드와, 상기 애지머스각으로 경사하는 자기 갭을 통해 상기 평면과는 다른 평면에서 한쌍의 자기 요크가 대향하도록 구성된 상기 특정 자기 헤드에 인접하는 자기 헤드를 구비하고,
    상기 특정 자기 헤드와 상기 인접하는 자기 헤드와는 대응하는 자기 디스크의 트랙이 연장하는 방향으로 위치를 어긋나게 하면서 서로 다르게 복수층으로 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티 자기 헤드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 특정 자기 헤드의 애지머스각과 상기 인접하는 자기 헤드의 애지머스각은 서로 상이한 각도로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티 자기 헤드.
  3. 제1항에 있어서, 상기 특정 자기 헤드와 상기 인접하는 자기 헤드는 각각 소정의 애지머스각으로 경사하는 자기 갭을 구비하는 동시에, 이들 자기 헤드를 구성하는 자기 요크는 상기 자기 갭으로부터 이 자기 요크의 깊이 방향에서도 소정 각도로 경사하며, 상기 소정 각도는 적어도 트레일링 엣지측에서 예각으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티 자기 헤드.
  4. 제1항에 있어서, 상기 특정 자기 헤드와 상기 인접하는 자기 헤드와의 사이에, 상기 특정 자기 헤드의 자기 갭에 걸쳐서 자기 저항 효과 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 멀티 자기 헤드.
  5. 제4항에 있어서, 상기 자기 저항 효과 소자는 상기 헤드의 자기 요크를 구성하는 자성체와의 사이에 끼워지는 절연막과, 이 절연막에 의해 상기 자기 요크로부터 절연되고 상기 자기 갭에 걸쳐서 적층된 자기 저항 효과막과, 이 자기 저항 효과막 상에 형성되는 동시에 상기 자기 요크에 의한 자기 회로와 거의 평행하고 상기 자기 저항 효과막의 길이 방향으로 센스 전류가 흐르도록 상기 자기 저항 효과막을 전기적으로 접속하는 1쌍의 리드를 구비하는 것을 특징으로 하는 멀티 자기 헤드.
  6. 원반형의 적어도 일면에 동심원형으로 형성된 복수의 트랙을 소정수씩의 그룹에 있어서의 각 그룹의 트랙중 임의의 2개의 위치에 위치 결정 신호를 기록한 위치 결정 신호 기록용 트랙과, 각 그룹의 나머지 트랙으로 구성되어 정보 신호를 기록하는 정보 기록용 트랙을 갖는 자기 디스크와,
    상기 그룹의 정보 신호 기록용 트랙의 수 및 위치에 대응하는 복수의 정보 신호 기록 독출 헤드와, 상기 2개의 위치 결정 신호 기록용 트랙에 대응하는 위치에 배치되는 위치 결정 신호 독출용 헤드를 포함하고, 상기 복수의 헤드중 트랙폭 방향으로 인접하는 2개의 헤드는 자기 갭 및 자기 요크가 겹치지 않도록 상기 트랙의 연장 방향으로 위치 어긋나는 동시에 인접하는 2개의 헤드의 애지머스각이 서로 상이한 각도로 형성된 멀티 자기 헤드를 구비하는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 자기 헤드부의 각 헤드는 자기 갭을 통해 대향하는 1쌍의 자기 요크를 구비하며, 상기 자기 요크는 상기 애지머스각을 갖는 동시에 이 자기 요크의 깊이 방향에서도 소정 각도만큼 경사하며, 상기 소정 각도는 적어도 트레일링 엣지측에서 예각인 것을 특징으로 하는 자기 디스크 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 멀티 자기 헤드는 상기 복수의 헤드를 적층하여 구성되는 동시에 지지 아암에 부착된 슬라이더에 부착되며, 적어도 상기 자기 헤드부의 가장 외측에 설치되어 있는 헤드의 상기 애지머스각은 트레일링 엣지측의 자기 요크의 외측 부분에서 예각인 것을 특징으로 하는 자기 디스크 장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 멀티 자기 헤드중 복수의 기록 및 독출용 헤드는 상기 애지머스각을 갖는 자기 갭을 통해 대향하는 상기 자기 요크와, 인접하는 헤드와의 사이에 상기 자기 갭에 걸쳐서 적층되고 상기 자기 기록 매체에 기록되어 있는 신호를 판독할 때에 이용되는 자기 저항 효과 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 자기 저항 효과 소자는 상기 헤드의 자기 요크를 구성하는 자성체와의 사이에 끼워지는 절연막과, 이 절연막에 의해 상기 자기 요크로부터 절연되고 상기 자기 갭에 걸쳐서 적층된 자기 저항 효과막과, 이 자기 저항 효과막 상에 형성되는 동시에 상기 자기 요크에 의한 자기 회로와 대략 평행하고 상기 자기 저항 효과막의 길이 방향으로 센스 전류가 흐르도록 상기 자기 저항 효과막을 전기적으로 접속하는 1쌍의 리드를 구비하는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 장치.
  11. 둘레 방향으로 복수개의 정보 기록용 트랙이 형성되고 회전되는 자기 디스크와, 이 자기 디스크의 복수의 상기 트랙을 소정의 그룹마다 동시에 자기 정보를 판독/기록하는 복수의 트랜스듀서를 탑재한 자기 헤드를 구비하고,
    상기 소정 그룹의 트랙에 대하여 상기 복수의 트랜스듀서를 일체로 하여 위치 결정하도록 구성되며,
    상기 복수의 트랜스듀서로부터 얻어지는 위치 정보 출력을 합계하여 상기 복수 트랜스듀서의 상기 소정 그룹의 트랙에 대한 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 장치.
  12. 둘레 방향으로 복수개의 정보 기록용 트랙이 형성되고 회전되는 자기 디스크와, 이 자기 디스크의 복수의 상기 트랙을 소정의 그룹마다 동시에 자기 정보를 판독/기록하는 복수의 트랜스듀서를 탑재한 자기 헤드를 구비하고,
    상기 소정 그룹의 트랙에 대하여 상기 복수의 트랜스듀서를 일체로 하여 위치 결정하도록 구성되며,
    상기 자기 디스크의 트랙에는 일체로서 구성되어 있는 복수의 트랜스듀서가 통과하는 트랙군의 위치를 나타내는 서보 정보와, 각 트랜스듀서에 대응하는 각 트랙의 위치를 나타내는 서보 정보의 2개의 위치 정보가 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 각 트랜스듀서에 대응하는 각 트랙의 위치를 나타내는 서보 정보의 자기 정보가 1트랙마다 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 장치.
  14. 둘레 방향으로 형성된 트랙에 자기적으로 신호가 기록된 자기 디스크와, 이 자기 디스크에 신호를 기록하는 기록 헤드 및 자기 디스크로부터의 자기적인 신호를 재생하는 재생 헤드로 이루어진 자기 헤드를 구비하는 자기 디스크 장치에 있어서,
    상기 재생 헤드가 서로 인접하는 적어도 3개의 기록 트랙의 신호를 동시에 재생하는 3개 이상의 재생 소자군으로 이루어지며, 기록 정보의 재생 복호를 행하는 데이타 재생 소자와 이것에 인접하는 1쌍의 크로스토크 보상 재생 소자를 상기 재생 소자군으로부터 선택하는 헤드 선택 수단과,
    상기 데이타 재생 소자와 상기 크로스토크 재생 소자와의 시간의 격차를 보정하기 위해 재생 신호의 지연을 행하는 지연 소자와,
    선택된 데이타 재생 소자에 의해 재생된 신호로부터 인접하는 크로스토크 보상 재생 소자에 의해 재생된 크로스토크 신호를 미리 정해진 비율로 공제하는 크로스토크 보상 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 자기 디스크 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 기록 헤드 및 재생 헤드는 자기 갭을 통해 대향하는 1쌍의 자기 요크를 구비한 것을 특징으로 하는 자기 디스크 장치.
  16. 제14항에 있어서, 상기 자기 갭은 인접하여 배치된 기록 소자 및 재생 소자의 자기 요크의 자기 갭에 대하여 서로 애지머스각 θ(0＜θ＜90)을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 장치.
  17. 제14항에 있어서, 상기 기록 헤드 및 재생 헤드는 자기 갭을 통해 대향하는 1쌍의 자기 요크를 구비하는 동시에,
    상기 자기 갭은 인접하여 배치된 기록 소자 및 재생 소자의 자기 요크의 자기 갭에 대하여 서로 애지머스각 θ(0＜θ＜90)을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 장치.
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