KR19990022303A - 자기 저항 헤드 차동 마이크로 조그 - Google Patents

자기 저항 헤드 차동 마이크로 조그 Download PDF

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할랜 매튜스
제임스 에이 발렌트
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칼로타 바스미스
맥스터 코포레이션
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Abstract

본 발명은 회전 자기 디스크(20)의 선택된 트랙(22)을 따라 판독/기록 헤드를 정확히 위치설정하기 위한 헤드 위치설정 시스템(26)에 관한 것이다. 하나의 특징에 있어서, 서보 정보(64, 68)는 그 서보 정보(64, 68)의 중심선(72)이 트랙(22)을 따라 저장된 또는 기록된 데이터의 중심선(56)으로부터 방사상 거리(88)만큼 오프셋되어 트랙을 따라 내장된다. 헤드 위치설정 시스템은 판독 동(80)작 및 기록 동작(76)을 위해 서보정보의 중심선으로부터 제1 및 제2 방사상 거리(84, 88)만큼 판독/기록 헤드(24)를 마이크로-조그한다.

Description

자기 저항 헤드 차동 마이크로 조그
자기 디스크 데이터 저장 시스템은 일반적으로 회전 자기 디스크와, 그 자기 디스크 상의 동심(concentric) 트랙을 따라 데이터를 판독하고 기록하는 판독/기록 헤드를 포함하고 있다. 몇몇의 판독/기록 헤드는 데이터를 판독하기 위한 독립된 자기저항(magnetoresistive) 판독 소자와 데이터를 기록하기 위한 박막(thin film) 기록 소자를 사용한다. 판독 소자는 자기 디스크 상에 저장된 데이터를 판독하기 위해 최적화되고, 기록 소자는 자기 디스크 상에 데이터를 저장하기 위해 최적화된다. 이러한 최적화는 종종, 선택된 트랙에 인접한 트랙에 저장된 데이터를 잘못 판독하는 것을 피하고, 고밀도 데이터 저장을 위한 좁은 트랙폭을 허용하기 위해 판독 소자를 기록 소자 보다 현저히 좁게 만드는 것을 포함한다.
판독/기록 헤드는 일반적으로 디스크를 교차하여 선택된 트랙으로 회전되는 액츄에이터 아암(actuator arm)의 단부에 부착된다. 헤드는 회전될 때 트랙에 대해 경사지게(skewed) 된다. 이러한 경사각을 보상하기 위해 판독 소자는 때때로 기록 소자로부터 측방향으로 변위된다.
헤드는 헤드 위치설정 시스템에 의해 위치설정되는데, 이 시스템은 헤드로 하여금 선택된 트랙을 탐색하도록 하고, 헤드를 트랙 내의 데이터 스트라이프 영역 상에 정확하게 중심을 맞춘다. 몇몇 위치설정 시스템은 트랙 내의 헤드의 위치를 결정하기 위해 각 트랙의 일부분에 내장된 서보 정보를 이용하여 서보 신호를 발생한다. 헤드를 데이터에 정렬시키기 위해 헤드는 서보 정보 위에 중심이 맞추어 진다. 판독 소자와 기록 소자 사이의 변위(displacement)를 보상하기 위해, 헤드는, 기록 동작을 위해 데이터 스트라이프 영역 위에 기록 소자의 중심이 맞추어 지고 판독 동작을 위해 데이터 위에 판독 소자의 중심이 맞추어 지도록 하기 위해 서보 정보로부터 오프셋된다.
이들 대부분의 헤드 위치설정 시스템의 제한은, 좁은 판독 소자가 서보 정보로부터 판독 동작 및/또는 기록 동작에 필요한 헤드 위치로 오프셋될 때, 헤드 위치 신호가 비선형으로 된다는 것이다. 비선형 위치 신호는 헤드가 위치설정될 수 있는 정확성을 감소시키고, 따라서 데이터 판독을 위한 에러율에서의 상응하는 증가를 유발한다. 결과적으로, 모든 트랙 내의 모든 예정된 위치에서 헤드를 정확하게 위치설정하는 헤드 위치설정 시스템이 필요하다.
발명의 요약
본 발명은 회전 자기 디스크의 선택된 트랙을 따라 판독/기록 헤드를 정확히 위치설정하기위한 헤드 위치설정 시스템을 제공한다. 특히, 본 발명은 방사상의 위치 신호가 선택된 트랙을 따라 마련된 서보 정보로부터 발생되는 정확성을 개선한다. 판독 동작중 헤드의 개선된 방사상의 위치설정은 판독 데이터의 에러율을 저감한다. 또한, 기록 동작중 헤드의 개선된 방사상의 위치설정은 디스크의 저장 밀도 증가를 가능하게 한다. 다른 장점은 다음의 설명을 고려할 때 명확하게 될 것이다.
본 발명은 선택된 트랙을 따라 데이터를 판독 및 기록하기 위한 판독/기록 헤드를 정확히 위치설정하기 위한 장치 및 방법을 포함한다.
본 발명의 여러 특징은 자기 헤드 위치설정 시스템에서 구현되는 데, 이 시스템은 자기 디스크, 자기 판독/기록 헤드, 디스크의 적어도 하나의 트랙 및 바람직하게는 각 트랙내에 내장된 서보 정보 및 서보 정보에 대하여 디스크를 따라 헤드를 방사상으로 위치설정하기 위한 컨트롤러를 포함한다.
컨트롤러는 회전 액츄에이터를 포함한다. 헤드는 회전 액츄에이터의 단부에 탑재되고, 디스크를 교차하여 회전하여 헤드를 선택된 트랙상에 방사상으로 위치설정한다. 헤드는 판독 소자 및 기록 소자를 포함한다. 판독 소자는 자기저항형 소자를 포함할 수 있고, 기록 소자는 페라이트 유도성(ferrite inductive) 또는 박막 유도형 소자(thin film inductive type element)를 포함할 수 있다. 판독 및 기록 소자는 서로 헤드를 따라 및/또는 교차하여 배치된다.
헤드가 디스크를 교차하여 회전될 때, 판독 소자와 기록 소자 사이의 변위는 디스크에 대하여 서로 방사상 및/또는 원주 변위로 변형된다. 방사상 및/또는 원주 변위는 일반적으로 디스크를 따른 헤드의 방사상 위치의 함수로서 가변한다. 일반적으로 헤드가 디스크 상의 바깥쪽 방사상 위치/트랙에서 안쪽 방사상 위치/트랙으로 방사상으로 이동될 때, 판독 소자는 기록 소자의 한쪽에 방사상으로 배치된 위치에서, 기록 소자에 방사상으로 정합하는 위치를 지나, 기록 소자의 다른쪽에 방사상으로 배치된 위치로 천이한다.
방사상 변위를 보상하기 위해, 기록 동작을 위해 기록 소자가 데이터 중심선 상에 중심이 맞추어지고 판독 동작을 위해 판독 소자가 데이터 중심선 상에 중심이 맞추어 지도록, 헤드가 서보 정보 중심선으로부터 방사상 오프셋으로 마이크로-조그(micro-jog)된다.
판독 소자는 서보 정보에 관하여 헤드의 위치의 위치 신호를 나타낸다. 서보 정보는 중심선 한쪽의 제1 서보 정보 및 중심선 다른쪽의 제2 서보 정보를 포함할 수 있다. 위치 신호는 제1 및 제2 서보 정보를 감지하는 판독 소자에 의해 발생된다. 일반적으로, 서보 정보의 중심선의 방사상 위치는 판독 소자가 중심선 양쪽에서 서보 정보를 동일하게 감지하는 것에 의해 실질적으로 제로 차동 신호를 나타내는 것으로서 정해진다. 그러나, 본 발명은 예정된 제로가 아닌 차동 신호에 대응하도록 서보 정보 중심선의 방사상 위치를 정하는 것을 포함한다.
본 발명의 하나의 특징에 따르면, 서보 정보 중심선은 데이터 중심선으로부터 방사상으로 오프셋된다. 이 방식에 있어서, 헤드가 서보 정보 중심선으로부터 방사상 오프셋으로 마이크로-조그될 때, 서보 정보 중심선이 판독 소자를 교차하여 이동한 거리는 최소화된다. 서보 정보 중심선을 판독 소자의 중심 근처에 유지하는 것에 의해, 특히 서보 정보 중심선을 판독 소자의 단부로부터 떨어져서 유지하는 것에 의해, 헤드가 기록 및/또는 판독 동작을 위해 마이크로-조그될 때, 판독 소자가 정확하고 일반적으로 선형인 위치 신호를 발생하는 것을 알았다.
바람직하게는, 서보 정보 중심선이 데이터 중심선으로부터 방사상으로 오프셋되는 거리는 실질적으로 판독 소자와 기록 소자 사이의 방사상 변위 거리의 절반과 같다. 이러한 중심선 오프셋 거리는 판독 소자가 판독 및/또는 기록 동작중 마이크로-조그될 때, 서보 정보 중심선이 판독 소자를 교차하여 이동하는 거리를 최소화한다. 이 방식으로, 판독 소자가 기록 및/또는 판독 동작을 위해 마이크로-조그될 때 판독 소자는 정확하고, 실질적으로 선형인 위치 신호를 발생한다.
하나의 실시예에서, 컨트롤러는 판독 동작을 위해 서보 정보 중심선의 한쪽으로부터 제1 마이크로-조그 거리만큼 그리고 기록 동작을 위해 서보 정보 중심선의 다른쪽으로부터 제2 마이크로-조그 거리만큼 판독 소자의 중심을 마이크로로-조그한다. 제1 및 제2 마이크로-조그 거리는 서보 정보 중심선이 데이터 중심선으로부터 위에서 지적한 바와 같이 판독 소자와 기록 소자 사이의 방사상 변위 거리의 절반만큼 방사상으로 오프셋될 때 실질적으로 동일하게 된다. 이 방식으로, 판독 소자의 중심은 서보 정보 중심선의 양쪽 사이에서 조그되고, 이것에 의해 판독 소자의 중심과 서보 정보 중심선 사이의 거리가 최소화된다.
상술한 바와 같이, 판독 소자와 기록 소자 사이의 방사상 변위는 헤드가 디스크 상의 바깥쪽 트랙에서 안쪽 트랙으로 방사상으로 이동될 때 가변한다. 다른 실시예에서, 컨트롤러는 디스크상의 트랙에 대하여 판독 소자와 기록 소자 사이의 방사상 변위 거리를 측정한다. 그후, 컨트롤러는 판독 소자가 서보 정보 중심선으로부터 데이터 중심선과 정합하도록 이동된 거리에 대응하는 제1 마이크로-조그 거리 및 기록 소자와 데이터 중심선이 정합하도록 판독 소자가 이동된 제2 마이크로-조그 거리를 계산한다. 그후, 컨트롤러는 판독 동작을 위해 제1 마이크로-조그 거리 및 기록 동작을 위해 제2 마이크로-조그 거리만큼 트랙을 따라 판독 판독 소자를 방사상으로 위치설정한다. 이 방식으로, 판독 및 기록 소자는 트랙을 따라 데이터에 대하여 정확히 위치설정된다.
본 발명의 다른 특징에서, 판독 및 기록 동작을 위해 헤드의 판독 및 판독 소자를 정확히 위치설정하기위한 방법이 제공된다.
하나의 실시예에 따르면, 이 방법은 트랙의 위치에 대하여 판독 소자와 기록 소자 사이의 방사상 변위 거리를 측정하는 단계 및 상기 제1 및 제2 마이크로-조그 거리를 계산하는 단계를 포함한다.
컨트롤러는 특정 트랙에 대하여 서보 정보 중심선으로부터 예정된 공칭 오프셋에 판독 소자를 정합하는 것부터 시작한다. 그후, 기록 소자는 테스트 데이터의 스트라이프를 기록한다. 그후, 컨트롤러는 판독한 데이터의 에러율이 최소화될 때까지 데이터를 판독하면서 판독 소자를 이동시킨다. 에러율은 판독 소자가 데이터 중심선과 실질적으로 정합될 때 최소화된다. 그후, 컨트롤러는 판독 소자가 서보 정보 중심선과 데이터 중심선 사이에서 이동하였던 거리를 레코드한다. 레코드된 거리는 트랙에 대하여 판독 소자와 기록 소자 사이의 방사상 변위와 같다. 그후, 컨트롤러는 제1 및 제2 마이크로-조그 거리를 계산한다. 일반적으로, 제1 및 제2 마이크로-조그 거리는 판독 소자와 기록 소자 사이에서 측정된 방사상 변위의 절반과 같다.
트랙을 따른 다음 판독 동작에 대하여, 컨트롤러는 판독 소자와 데이터 중심선이 정합하도록 계산된 제1 마이크로-조그 거리만큼 판독 소자를 마이크로-조그한다. 마찬가지로, 트랙을 따른 다음 기록 동작에 대하여, 컨트롤러는 기록 소자와 데이터 중심선이 정합하도록 계산된 제2 마이크로-조그 거리만큼 판독 소자를 마이크로-조그한다.
이 방법은 판독 소자와 기록 소자 사이의 방사상 변위를 마찬가지로 측정하는 단계 및 다수의 트랙에 대하여 제1 및 제2 마이크로-조그 거리를 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다. 계산 방법은 디스크 상의 각 트랙에 대하여 제1 및 제2 마이크로-조그 거리를 결정하기 위해 다수의 트랙에 대하여 측정된 방사상 변위 사이의 내삽법(interpolation) 및 외삽법(extrapolation)을 포함한다. 계산 방법의 정확성은 일반적으로 바깥쪽 트랙, 중간 트랙 및 안쪽 트랙에 있어서 변위를 측정하는 것에 의해 개선된다. 이 방법은 각 트랙 위치에 대하여 제1 및 제2 마이크로-조그 거리의 표를 개발하는 것을 포함한다.
명확한 바와 같이, 본 발명은 판독 및 기록 동작 중 판독/기록 헤드가 마이크로-조그될 때 정확하고, 실질적으로 선형인 위치 신호를 제공한다. 더욱 명확한 바와 같이, 판독 및 기록 소자의 정확한 위치설정은 데이터 판독에 대한 에러율을 저감할 수 있고, 기록된 데이터 스트라이프의 더욱 정확한 위치설정을 제공할 수 있어, 저장 밀도가 증가된다.
본 발명은 일반적으로 자기 디스크 데이터 저장 시스템 분야에 관한 것으로서, 특히, 회전 자기 디스크의 선택된 트랙을 따라 판독/기록 헤드를 위치설정하기(positioning) 위한 시스템에 관한 것이다.
본 발명이 더욱 완전한 이해 및 그의 또 다른 장점을 위해, 첨부 도면과 관련하여 다음의 상세한 설명에 대하여 참조가 이루어진다.
도 1은 본 발명에 따른 자기 디스크 데이터 저장 시스템의 상면도.
도 2는 본 발명에 따른 헤드 위치설정 컨트롤러의 블록도.
도 3은 안쪽 트랙 위치에서의 기록 동작을 위한 기록 소자의 위치설정을 설명하는 도면.
도 4는 안쪽 트랙 위치에서의 판독 동작을 위한 판독 소자의 위치설정을 설명하는 도면.
도 5, 도 6 및 도 7은 자기 디스크 상의 3개의 트랙 위치에 대하여 판독 소자의 중심과 기록 소자의 중심 사이의 오프셋 거리의 변동을 설명하는 도면.
도 8은 서보 정보의 중심선에 대하여 위치설정된 판독 및 기록 소자를 도시한 도면.
도 9는 기록 동작 및 판독 동작을 위해 서보 정보의 중심선에 대하여 조그된 판독 소자를 도시한 도면.
도 10은 판독 소자가 서보 정보의 중심선에 대하여 이동될 때 발생된 차동 위치 신호의 그래프.
도 11은 트랙에 대하여 헤드 마이크로-조그 위치를 측정하기 위한 처리를 설명하는 흐름도.
도 12는 기록 또는 판독 동작을 위해 헤드를 위치설정하기 위한 처리를 설명하는 흐름도.
도 1은 자기 데이터 저장 시스템을 도시하고 있다. 자기 데이터 저장 시스템은 다수의 트랙(22)을 갖는 자기 디스크, 판독/기록 헤드(24), 각 트랙(22)내에 내장된 서보 정보 및 헤드(24)를 방사상으로 위치설정하기 위한 헤드 위치설정 컨트롤러(26)를 포함한다.
헤드 위치설정 컨트롤러(26)는 데이터 또는 서보 정보를 판독 또는 기록하기 위해 디스크(20)를 교차하여 선택된 트랙상에 헤드(24)가 방사상으로 위치설정되도록 헤드(24)를 갖는 액츄에이터 아암(28)을 회전시킨다. 본 발명에 따른 컨트롤러의 하나의 실시예는 도 2에 도시되어 있다. 컨트롤러(26)는 판독/기록 채널(28), 프로세서(32) 및 메모리(34)를 갖는 위치 컨트롤러(30), 서보 제어 회로(36), 파워 증폭기(37) 및 액츄에이터(38)를 포함한다. 헤드(24)는 판독 소자(40) 및 기록 소자(44)를 포함한다.
기록 동작중, 판독/기록 채널(28)은 트랙을 따라 데이터가 기록되도록 기록 소자(44)를 구동한다. 판독 동작중, 판독 소자(40)는 저장된 데이터를 감지하여 데이터 신호를 출력하고, 이 데이터 신호는 판독/기록 채널(28)에 의해 증폭된다.
컨트롤러(26)는 기록 또는 판독을 위해 트랙을 선택하고, 트랙내에 헤드(24)를 정확히 위치설정한다. 판독 소자(40)는 각 트랙(22)의 섹터에 내장되어 있는 서보 정보(52)(도 3)를 감지한다. 판독/기록 채널(28)은 감지된 서보 정보를 증폭하여, 위치 컨트롤러(30)에 서보 정보를 제공한다. 위치 컨트롤러(30)는 이 서보 정보를 사용하여 서보 정보를 갖는 트랙(22)의 그 위치에 대하여 판독 소자(40)의 방사상 위치를 결정한다. 위치 컨트롤러(30)는 판독 소자(40)의 측정된 방사상 위치에 대응하는 위치 에러 신호를 서보 제어 회로(36)로 출력한다. 서보 제어 회로(36)는 위치 에러 신호를 정정 신호로 변환하고, 이 신호는 파워 증폭기(37)에 의해 증폭되고 액츄에이터(38)로 제공되어 위치 에러 신호에 대응하는 거리만큼 판독 소자(40)를 이동시킨다. 이 방식으로, 컨트롤러(26)는 선택된 트랙에 서보 정보에 대하여 헤드(24)를 정확히 위치설정한다. 다음에 상세히 설명하는 바와 같이, 위치 컨트롤러(30)는 판독 및 기록 동작을 위해 선택된 트랙의 예정된 위치에 판독 및 기록 소자(40) 및 (44)를 정확히 위치설정하기 위해 서보 제어 회로(36)에 제공된 위치 에러 신호를 조절한다.
도 3은 선택된 트랙을 따른 헤드(24)의 위치설정을 설명하는 도면이다. 도시한 바와 같이, 중심(42)을 갖는 판독 소자(40)는 중심(46)을 갖는 기록 소자(44)로부터 디스크에 대하여 원주로 그리고 방사상으로 오프셋된다. 기록 동작에 대하여, 기록 소자(44)는 트랙을 따라 데이터(48)를 기록한다. 데이터 중심선(56)의 방사상 위치는 일반적으로 기록 동작중 기록 소자(44)의 중심(46)에 대응한다. 판독 동작중, 기록 소자(40)의 중심(42)은 데이터(48) 기록에 대하여 에러율이 최소화되도록 도 4에 도시한 바와 같이 데이터 중심선(56)상에 중심이 맞추어 진다.
판독 및 기록 소자 중심(42)와 (46) 사이의 방사상 오프셋을 보상하기 위해, 위치 컨트롤러(30)는 기록 동작을 위해 데이터 중심선(56) 상에 기록 소자 중심(46)이 위치설정되고(도 3) 판독 동작을 위해 데이터 중심선(56) 상에 판독 소자 중심(42)이 위치설정되도록(도 4) 헤드(24)를 조그한다.
위치 컨트롤러(30)가 판독 및 기록 동작 사이에서 헤드(24)를 조그하는 거리는 디스크(20) 상의 헤드(24)의 방사상 위치에 의해 가변한다. 도 5 내지 도 7을 참조하면, 판독 및 기록 소자 중심(42) 및 (46) 사이의 소자 오프셋 거리(60)에 있어서의 변동은 디스크(20) 상의 바깥쪽, 중간, 안쪽 트랙 위치에 대하여 도시되어 있다. 헤드(24)가 바깥쪽 트랙에서 안쪽 트랙으로 방사상으로 이동될 때, 판독 소자 중심(42)은 바깥쪽 트랙에 대하여 기록 소자 중심(46)의 한쪽에 있는 위치에서(도 5) 중간 트랙에 대하여 기록 소자 중심(46)과 방사상으로 정합하는 위치로 천이한 후(도 6), 안쪽 트랙에 대하여 기록 소자 중심(46)의 다른쪽으로 천이한다(도 7).
도 8 내지 도 10을 참조하면, 컨트롤러(26)는 판독 소자(40)에 의해 감지된 서보 정보(52)(도 8)로부터 발생되는 위치 에러 신호(62)(도 10)를 사용하여 헤드(24)를 조그한다. 각 트랙에 대한 위치 에러 신호(62)는 디스크 드라이브의 전력 투입시 실행되는 드라이브 교정 처리중 컨트롤러(26)에 의해 결정되는 것에 유의한다. 서보 정보(52)는 트랙 중심선(72)의 한쪽에 관한 제1 서보 정보 및 트랙 중심선(72)의 다른쪽에 관한 제2 서보 정보(68)를 포함한다. 판독 채널(28)의 서보 변조부는 제1 및 제2 서보 정보(64) 및 (68)를 차동 감지하여 트랙 중심선(72)으로 부터의 거리의 함수로서 차동 전압을 발생하는 판독 소자(40)에 의해 위치 에러 신호(62)를 발생한다.
바람직하게는, 서보 정보(52)의 트랙 중심선(72)의 방사상 위치는 판독 소자(40)가 트랙 중심선(72)의 양쪽에 있어서 제1 및 제2 서보 정보를 동일하게 감지하는 것에 의해 실질적으로 제로의 차동 위치 에러 신호(74)를 개발하는 곳으로서 규정된다(도 10). 그러나, 본 발명은 예정된 제로가 아니 차동 위치 에러 신호(62)에 대응하도록 트랙 중심선(72)의 방사상 위치를 규정하는 것을 포함한다.
도 10에 도시한 바와 같이, 차동 위치 에러 신호(62)는 트랙 중심선(72)이 판독 소자(40)의 단부에 접근함에 따라 영역(65) 및 (66)에 있어서 비선형으로 된다. 정확하고 실질적으로 선형인 위치 에러 신호(62)를 유지하기 위해, 컨트롤러(26)는 판독 및 기록 동작중 트랙 중심선(72)이 판독 소자 중심(42)으로부터 이동되는 거리를 최소화한다.
도 9에 도시한 바와 같이, 판독 소자(40) 및 기록 소자(44)는 기록 동작(76) 및 판독 동작(80)을 위해 트랙 중심선(72)에 대하여 조그된다. 컨트롤러(26)는 기록 동작(76)을 위해 트랙 중심선(72)의 한쪽으로부터 제1 마이크로-조그 거리(84) 만큼 그리고 판독 동작(80)을 위해서는 트랙 중심선(72)의 다른쪽으로부터 제2 마이크로-조그 거리(88)만큼 판독 소자 중심(42)을 조그한다.
바람직하게는, 제1 마이크로-조그 거리(84) 및 제2 마이크로-조그 거리(88)는 데이터 중심선(56)을 트랙 중심선(72)으로부터 소자 오프셋 거리(60)의 절반만큼 방사상으로 오프셋하는 것에 의해 실질적으로 같게 된다(도 8). 이 방식으로, 판독 소자 중심(42)이 트랙 중심선(72)의 양쪽사이에서 조그되는 것에 의해 판독 소자 중심(42)과 트랙 중심선(72) 사이의 거리가 최소화된다. 제1 마이크로-조그 거리(84) 및 제2 마이크로-조그 거리(88)는 선형 위치 신호(92) 및 (96)에 대응한다(도 10).
디스크(20)상의 트랙 위치에 의한 소자 오프셋 거리(60)의 변동을 보상하기 위해, 컨트롤러(26)는 소자 오프셋 거리(20)를 측정한 후, 도 11의 단계에 따라 디스크(20) 상의 다수의 트랙 위치에 대하여 제1 마이크로-조그 거리(84) 및 제2 마이크로-조그 거리(88)를 계산한다.
단계(100)에 의해 나타낸 바와 같이, 컨트롤러(26)는 하나의 트랙에 대하여 판독 소자(40)와 트랙 중심선(72)을 정합하는 것부터 시작한다. 도 8은 (104)에 의해 이러한 정합을 도식적으로 나타내고 있다. 단계(100)에 따르면, 컨트롤러(26)는 도 9에 (76)으로 나타낸 바와 같이 트랙 중심선(72)의 한쪽에서 마이크로-조그 거리만큼 판독 소자(40)를 움직인다. 이 마이크로-조그 거리는 컨트롤러(26)에 의해 미리 계산되어 트랙에 대한 소자 오프셋 거리(60)의 이론적 계산에 따른 트랙의 디지털 숫자로서 저장된다. 위치 컨트롤러(30)는 그 트랙에 대한 위치 에러 신호에 관하여 판독 소자(40)를 위치설정한다. 단계(112)에 따르면, 컨트롤러(26)는 기록 소자(44)에 의해 테스트 데이터(106)의 스트라이프를 기록한다. 위치 컨트롤러(30)는 헤드 오프셋값을 위치 에러 신호에 더하여 서보 제어 회로(36)로 하여금 판독 소자(40)를 데이터 중심선(56)로 향하여 움직이게 한다(단계 120). 위치 컨트롤러(30)는 테스트 에러를 판독하기 위해 에러율(124)을 측정하고, 그 에러율이 예정된 범위(128)내로 될 때까지 헤드 오프셋값(120)을 조정한다. 에러율은 판독 소자(40)가 데이터 중심선(56)과 실질적으로 정합될 때 최소화되는 데, 이것은 도 9에 (80)으로 도시되어 있다. 판독 소자(40)가 이동된 거리(108)는 측정된 소자 오프셋 거리(60)와 같다(도 8).
헤드 오프셋 값은 측정된 트랙에 대하여 메모리(34)에 저장된다(단계 132). 헤드 오프셋값은 측정된 트랙에 대하여 소자 변위 거리(60)와 같은 거리만큼 판독 소자(40)를 이동시키도록 위치 컨트롤러(30)가 위치 에러 신호에 더하는 값에 대응한다. 위치 컨트롤러(30)는 제1 및 제2 마이크로-조그 거리(84) 및 (88)을 헤드 오프셋값의 절반(즉, 소자 오프셋 거리(60)의 절반)으로서 계산한다.
바람직하게는, 위치 컨트롤러(30)는 적어도 디스크(20) 상의 바깥쪽, 중간 및 안쪽 트랙에 대하여 헤드 오프셋값을 측정한다. 컨트롤러(30)는 디스크(20) 상의 모든 나머지 트랙에 대하여 헤드 오프셋값을 계산하기 위해 측정된 헤드 오프셋값을 내삽 또는 외삽한다. 이 방식에서, 컨트롤러(30)는 디스크(20) 상의 모든 트랙에 대하여 메모리(34)에 저장된 위치 오프셋값의 표를 개발한다.
도 12는 판독 또는 기록 동작을 위해 헤드(24)를 조그하는 단계를 도시하고 있다. 판독 또는 기록 동작에 대하여, 위치 컨트롤러(30)는 선택된 트랙의 트랙 중심선(72)에 대한 판독 소자(40)의 현재 위치에 대응하는 위치 에러 신호를 측정하는 것부터 시작한다(단계 136). 그후, 위치 컨트롤러(30)는 메모리(34) 내의 표를 보고서 선택된 트랙에 대한 헤드 오프셋값을 결정한다(단계 140). 판독 동작에 대하여, 컨트롤러(30)는 헤드 오프셋값의 절반을 위치 에러 신호에 더한다(단계 144). 이 방식으로, 판독 소자(40)는 판독 소자와 데이터 중심선(56)이 정합하도록 트랙 중심선(72)의 한쪽으로부터 제2 마이크로-조그 거리(88)만큼 조그된다. 마찬가지로, 기록 동작에 대하여, 컨트롤러(30)는 위치 에러 신호로부터 헤드 오프셋값의 절반을 감산한다(단계 148). 이 방식으로, 판독 소자(40)는 기록 소자(44)와 데이터 중심선(56)이 정합하도록 트랙 중심선(72)의 다른쪽으로부터 제1 마이크로-조그 거리(84)만큼 조그된다. 바람직하게는, 판독 소자(40)는 탐색 처리 일부동안 마이크로-조그된다.
명확한 바와 같이, 본 발명은 헤드(24)가 판독 및 기록 동작중 조그되는 동안 정확하고 실질적으로 선형인 위치 에러 신호를 제공한다. 더욱 명확한 바와 같이, 판독 소자(40) 및 기록 소자(44)의 정확한 위치 설정이 데이터를 리드하기 위한 에러율을 줄이고 기록된 데이터 스트라이프의 더욱 정확한 위치설정을 제공하는 것에 의해, 저장 밀도가 증가된다.
상기 내용은 예시 및 설명을 목적으로 해서 제출되었다. 또한, 상기 설명은 본 발명은 본 명세서에 기재된 형태로 제한하려는 것은 아니다. 관련 분야의 기술 및 지식내에서 상기 기술에 적합한 변경 및 수정은 본 발명의 범위내이다. 상술한 실시예는 본 발명을 실시하는 현재 알려진 최상의 모드를 설명하고 당업자가 본 명세서에서 재출된 대로 또는 다른 실시예 및 본 발명의 특정 애플리케이션 및 용도에 의해 요구되는 여러 변경을 사용할 수 있도록 하려는 것이다. 첨부된 특허청구의 범위는 종래 허용된 범위까지 다른 실시예를 포함하도록 구성하고자 한다.

Claims (19)

  1. 자기 데이터 저장 시스템에 사용되는 판독/기록 헤드 위치설정 시스템에 있어서,
    트랙 중심선을 갖는 트랙을 가진 디스크;
    판독 소자 및 기록 소자를 포함하며, 상기 디스크에 인접하여 이동가능하게 위치설정된 판독/기록 헤드;
    상기 디스크 상의 상기 트랙 중심선의 방사상 위치를 정의하는 트랙 중심선을 가지며, 상기 트랙의 제1 부분내에 내장된 서보 정보;
    상기 트랙 중심선으로부터 중심선 오프셋 거리만큼 방사상으로 오프셋된 데이터 중심선을 가지며, 상기 트랙의 제2 부분을 따라 저장된 데이터; 및
    판독 동작을 위해 상기 트랙 중심선으로부터 제1 마이크로-조그 거리(micro-jog distance)에 상기 판독/기록 헤드를 방사상으로 위치설정하고, 기록 동작을 위해 상기 트랙 중심선으로부터 제2 마이크로-조그 거리에 상기 판독/기록 헤드를 방사상으로 위치설정하기 위한 컨트롤러 수단
    을 포함하는 헤드 위치설정 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 판독 소자는 상기 판독/기록 헤드가 상기 판독 동작과 상기 기록 동작중 하나를 위해 방사상으로 위치설정될 때 상기 기록 소자로부터 상기 디스크에 대하여 원주방향으로 오프셋되는 헤드 위치설정 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 판독 소자는 상기 판독/기록 헤드가 상기 판독 동작과 상기 기록 동작중 하나를 위해 방사상으로 위치설정될 때 상기 기록 소자로부터 소자 오프셋 거리만큼 방사상으로 오프셋되는 헤드 위치설정 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 데이터 중심선과 상기 트랙 중심선 사이의 상기 중심선 오프셋 거리는 상기 판독 소자와 상기 기록 소자 사이의 상기 소자 오프셋 거리의 절반인 헤드 위치설정 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 컨트롤러 수단이 상기 판독/기록 헤드를 위치설정하는 상기 제1 및 제2 마이크로-조그 거리는 상기 소자 오프셋 거리의 절반과 실질적으로 동일한 헤드 위치설정 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 서보 정보는 상기 트랙 중심선의 실질적으로 한쪽에 저장된 제1 서보 정보 및 상기 트랙 중심선의 실질적으로 다른쪽에 저장된 제2 서보 정보를 포함하는 헤드 위치설정 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러 수단은 상기 트랙을 따라 데이터를 판독하기 위해 상기 데이터 중심선에 인접하여 상기 판독 소자가 방사상으로 중심이 맞춰지도록 상기 제1 마이크로-조그 거리에 상기 판독/기록 헤드를 위치설정하고, 상기 트랙을 따라 데이터를 기록하기 위해 상기 데이터 중심선에 인접하여 상기 기록 소자가 중심이 맞춰지도록 상기 제2 마이크로-조그 거리에 상기 판독/기록 헤드를 위치설정하는 헤드 위치설정 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러 수단은 상기 트랙을 따라 데이터를 판독하기 위해 상기 트랙 중심선의 한쪽으로부터 상기 제1 마이크로-조그 거리에 상기 판독 소자를 위치설정하고, 상기 트랙을 따라 데이터를 기록하기 위해 상기 트랙 중심선의 다른쪽으로부터 상기 제2 마이크로-조그 거리에 상기 판독 소자를 위치설정하는 헤드 위치설정 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러 수단은,
    상기 트랙에 대하여 적어도 제1 및 제2 서보 정보를 차동 감지하여 차동 감지된 제1 및 제2 서보 정보의 크기차와 같고 상기 판독 소자와 상기 트랙 중심선 사이의 거리를 나타내는 차동 위치 에러 신호를 발생하기 위한 감지 수단;
    상기 판독 소자와 상기 기록 소자 사이의 상기 디스크에 대한 방사상 오프셋을 측정하여 상기 제1 및 제2 마이크로-조그 거리를 계산하기 위한 오프셋 측정 수단; 및
    상기 감지 수단에 응답하여, 판독 동작을 위해 상기 데이터 중심선에 인접하여 상기 판독 소자가 방사상으로 중심이 맞춰지도록 상기 제1 마이크로-조그 거리에 상기 판독/기록 헤드를 방사상으로 위치설정하고, 기록 동작을 위해 상기 데이터 중심선에 인접하여 상기 기록 소자가 방사상으로 중심이 맞춰지도록 상기 제2 마이크로-조그 거리에 상기 판독/기록 헤드를 방사상으로 위치설정하기 위한 위치설정 수단을 포함하는
    헤드 위치설정 시스템.
  10. 자기 데이터 저장 시스템에서, 디스크 상의 정해진 트랙을 따라 디스크 상의 데이터를 판독 및 기록하기 위한 판독/기록 헤드 - 상기 판독 기록/헤드는 판독 소자 및 기록 소자를 포함하고, 상기 판독 소자는 상기 기록 소자로부터 디스크에 대하여 방사상 오프셋을 갖고, 상기 데이터는 데이터 중심선을 가지며, 상기 트랙은 트랙 중심선을 가짐 - 를 위치설정하기 위한 헤드 위치 설정 방법에 있어서,
    상기 데이터 중심선으로부터 방사상으로 오프셋되어 상기 트랙 중심선의 방사상 위치를 정의하는 트랙 중심선을 갖는 서보 정보를 상기 트랙의 제1 부분을 따라 제공하는 단계;
    상기 트랙을 따라 판독 동작을 위해 상기 판독 소자와 상기 데이터 중심선이 정합하도록 상기 트랙 중심선으로부터 제1 마이크로-조그 거리에 상기 판독/기록 헤드를 판독 위치설정하는 단계; 및
    상기 트랙을 따라 기록 동작을 위해 상기 기록 소자와 상기 데이터 중심선이 정합하도록 상기 트랙 중심선으로부터 제2 마이크로-조그 거리에 상기 판독/기록 헤드를 기록 위치설정하는 단계를 포함하는
    헤드 위치설정 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 기록 위치설정하는 단계는 상기 트랙 중심선의 한쪽으로부터 상기 제1 마이크로-조그 거리에 상기 판독 소자를 위치설정하는 단계를 포함하고,
    상기 기록 위치설정 단계는 상기 트랙 중심선의 다른쪽으로부터 상기 제2 마이크로-조그 거리에 상기 판독 소자를 위치설정하는 단계를 포함하는
    헤드 위치설정 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 판독 소자가 위치설정되는 상기 제1 마이크로-조그 거리는 상기 제2 마이크로-조그 거리와 실질적으로 같은 헤드 위치설정 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    소자 오프셋 거리 신호로서 상기 트랙에 대하여 상기 판독 소자와 상기 기록 소자 사이의 상기 방사상 오프셋을 측정하는 단계; 및
    상기 소자 오프셋 거리 신호로부터 상기 제1 및 제2 마이크로-조그 거리에 대한 제1 및 제2 마이크로-조그 거리 신호를 발생하는 단계를 더 포함하는
    헤드 위치설정 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 방사상 오프셋을 측정하는 단계는
    상기 트랙 중심선과 정합된 상기 판독 소자를 위치설정하는 단계;
    상기 기록 소자에 의해 상기 트랙의 일부를 따라 테스트 데이터 중심선을 갖는 테스트 데이터를 기록하는 단계;
    상기 서보 정보를 감지하여 상기 트랙 중심선과 정합된 상기 판독 소자의 위치에 대한 제1 헤드 위치 신호를 발생하는 단계;
    상기 테스트 데이터 중심선과 정합된 상기 판독 소자를 위치설정하는 단계;
    상기 서보 정보를 감지하여 상기 테스트 데이터 중심선과 정합된 상기 판독 소자의 위치에 대한 제2 헤드 위치 신호를 발생하는 단계; 및
    상기 제1 헤드 위치 신호와 상기 제2 헤드 위치 신호의 차분을 나타내는 상기 소자 오프셋 거리 신호를 발생하는 단계를 포함하는
    헤드 위치설정 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 테스트 데이터 중심선과 정합된 상기 판독 소자를 위치설정하는 단계는 테스트 데이터를 판독하여 상기 테스트 데이터 판독시 에러율이 최소화되도록 판독 소자를 이동하는 단계를 포함하는
    헤드 위치설정 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 방사상 오프셋을 측정하는 단계는
    상기 트랙 중심선으로부터 상기 트랙에 대하여 추정된 마이크로-조그 거리에 상기 판독 소자를 위치설정하는 단계;
    상기 기록 소자에 의해 상기 트랙의 일부를 따라 테스트 데이터 중심선을 갖는 테스트 데이터를 기록하는 단계;
    상기 서보 정보를 감지하여 상기 트랙 중심선과 정합된 상기 판독 소자의 위치에 대한 제1 헤드 위치 신호를 발생하는 단계;
    상기 테스트 데이터 중심선과 정합된 상기 판독 소자를 위치설정하는 단계;
    상기 서보 정보를 감지하여 테스트 데이터 중심선과 정합된 상기 판독 소자의 위치에 대한 제2 헤드 위치 신호를 발생하는 단계; 및
    상기 제1 헤드 위치 신호와 상기 제2 헤드 위치 신호의 차분을 나타내는 상기 소자 오프셋 거리 신호를 발생하는 단계를 포함하는
    헤드 위치설정 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 테스트 데이터 중심선과 정합된 상기 판독 소자를 위치설정하는 단계는 테스트 데이터를 판독하여 상기 테스트 데이터 판독시 에러율이 최소화되도록 판독 소자를 이동하는 단계를 포함하는 헤드 위치설정 방법.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 마이크로-조그 거리 신호는 상기 소자 오프셋 거리 신호의 절반과 실질적으로 같은 헤드 위치설정 방법.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 측정하는 단계는 디스크 상의 다수의 트랙에 대하여 상기 방사상 오프셋을 측정하는 단계를 포함하고,
    상기 발생하는 단계는 디스크 상의 각 트랙에 대하여 상기 제1 및 제2 마이크로-조그 거리 신호를 발생하는 단계를 포함하는
    헤드 위치설정 방법.
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