(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング手段と、
前記ハウジング手段に含まれる情報記憶領域を含む磁気データ記憶媒体と、
前記情報記憶領域に磁気的に記録された情報ストリームと、
前記ハウジング手段に含まれる変換器ヘッド・アセンブリと、
前記変換器ヘッド・アセンブリに接続され、前記データ記憶媒体に対して前記変換器ヘッド・アセンブリを相対的に移動させるアクチュエータ手段と、
前記アクチュエータ手段に接続され、前記変換器ヘッド・アセンブリを、前記情報記憶領域に対し位置決定する制御手段とを含み、
前記変換器ヘッド・アセンブリが、磁気抵抗ヘッドと電磁ヘッドを含み、
前記磁気抵抗ヘッドと前記電磁ヘッドが、前記情報ストリームと同時に位置合わせするために重ね合わされ、
さらに、前記変換器ヘッド・アセンブリに接続され、前記情報記憶領域から読み取った信号を処理する前置増幅器を含み、
前記前置増幅器が、磁気抵抗ヘッドと前記電磁ヘッドの両方が読み取った信号を同時に処理して出力信号を与えるための信号処理手段を含み
前記信号処理手段が、前記電磁ヘッドに接続された第１の増幅器手段と、前記磁気抵抗ヘッドに接続された第２の増幅器手段と、前記第１と第２の増幅器手段の利得を独立に設定して前記出力信号への前記電磁ヘッドと前記磁気抵抗ヘッドとの相対的な寄与率の変化が前記情報ストリームに応じて異なる利得制御手段を含むことを特徴とするデータ記憶装置。
【請求項２】
前記電磁ヘッドが、コイルとギャップを有する誘導ヘッドを含み、前記磁気抵抗ヘッドが、前記ギャップ内に配置された磁気抵抗センサを有する請求の範囲１に記載のデータ記憶装置。
【請求項３】
前記磁気抵抗センサが、前記ギャップの中心に配置されている請求の範囲２に記載のデータ記憶装置。
【請求項４】
前記ギャップが、１対の磁極片によって画定され、前記磁極片がさらに、前記磁気抵抗センサ用のシールドを含む請求の範囲２または３に記載のデータ記憶装置。
【請求項５】
前記データ記憶媒体が、回転可能な磁気ディスクを含み、前記情報記憶領域が、前記ディスクの表面を含み、前記変換器ヘッド・アセンブリが、前記ディスク表面上に前記磁気抵抗ヘッドと前記電磁ヘッドを支持する空気軸受ヘッド・スライダを含む請求の範囲１ないし４のいずれか一つに記載のデータ記憶装置。
【請求項６】
前記ディスク表面の前記変換器ヘッド・アセンブリの半径方向の位置に応答して、前記第１と第２の増幅器手段の少なくとも１つの利得を変化させる手段をさらに含む請求の範囲５に記載のデータ記憶装置。
【請求項７】
前記ディスク表面上の前記変換器ヘッド・アセンブリの半径方向の位置に応答して、前記第１と第２の増幅器手段の相対的な利得を割り振る手段をさらに含む請求の範囲５または６に記載のデータ記憶装置。
【請求項８】
前記データ記憶装置が、ヘッド・シフト回復手順中に前記第２の増幅器の利得を０にする手段を含む請求の範囲１、請求の範囲５ないし７のいずれか一つに記載のデータ記憶装置。
【請求項９】
前記第１と第２の増幅器手段に接続された第３の増幅器手段をさらに含む請求の範囲１、請求の範囲５ないし８のいずれか一つに記載のデータ記憶装置。
【請求項１０】
前記第３の増幅器手段と前記利得制御手段の間に接続されたフィードバック経路を含み、前記利得制御手段が、前記第１、第２および第３の増幅器手段の合計利得を調整する手段を含む請求の範囲９に記載のデータ記憶装置。
【請求項１１】
前記情報ストリームが、データ・セグメントとそれと交互に配置されたサーボ・セグメントを含み、前記利得制御手段が、前記データ・セグメントおよびサーボ・セグメントと前記ヘッド・アセンブリの位置合わせに応答して、前記利得を第１および第２の動作モードにそれぞれ設定する手段を含む請求の範囲１、請求の範囲５ないし10のいずれか一つに記載のデータ記憶装置。
【請求項１２】
回転する磁気データ記憶ディスクの磁気表面のトラックからデータ情報とサーボ情報を読み取る装置であって、
磁気抵抗ヘッドと重ね合わされた電磁ヘッドを含む一体型ヘッド・アセンブリと、
前記磁気抵抗ヘッドと電磁ヘッドからの信号を同時に処理する増幅器手段であって、入力が前記磁気抵抗ヘッドに接続さつかつ出力を有する第１の段と、前記第１の段と並列で入力が前記電磁ヘッドに接続されかつ出力を有する第２の段と、入力が第１の段と第２の段の前記出力に接続された第３の段とを含む、増幅器手段と、
前記第１の段と第２の段からの組み合わされた信号を受け取るように接続された入力を有する第３の段と、
前記組み合わされた信号への前記電磁ヘッドと前記磁気抵抗ヘッドとの相対的な寄与率の変化を読み取るべき情報が前記データ情報か前記サーボ情報かにより異ならせるように、前記第１と第２の増幅器手段の利得をそれぞれ互いに調整する利得制御手段とを含む装置。
【請求項１３】
前記利得制御手段が、磁気ディスク表面に対する前記ヘッド・アセンブリの半径方向位置に従って、前記第１と第２の段の総利得を前記第１と第２の段に割り振る割振り手段を含むことを特徴とする請求の範囲12に記載の装置。
【請求項１４】
前記割振り手段が、磁気ディスク表面に対する前記ヘッド・アセンブリの半径方向の位置の増大に応答して、前記第２の段の相対利得を高める請求の範囲13に記載の装置。
【請求項１５】
前記割振り手段が、前記サーボ情報と前記データ情報にそれぞれ異なる割振りを行うことで前記寄与率を変化させるモード制御手段を含む請求の範囲13または14に記載の装置。
【請求項１６】
前記利得制御手段が、ヘッド・シフト・データ回復手順に応答して、前記第２の段の利得を０にするヘッド・シフト制御手段を含む請求の範囲12ないし15のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１７】
記録された情報ストリームを含む記憶領域を有する磁気媒体から読み取るための方法であって、
磁気抵抗ヘッドを記憶領域に対して位置決めする段階と、
電磁ヘッドを記憶領域と合った前記磁気抵抗ヘッドに重ね合わせる段階と、
前記磁気抵抗ヘッドと前記電磁ヘッドの両方で同時に情報ストリームを読み取る段階と、
前記磁気抵抗ヘッドと前記電磁ヘッドの両方からの信号を組み合わせて出力信号を提供する段階と、
前記組み合わせる段階の前に、前記磁気抵抗ヘッドと前記電磁ヘッドの両方からの信号を事前に増幅する段階とを含み、
前記事前増幅段階が、ディスク上の変換器ヘッド・アセンブリの半径方向位置に応じて、前記磁気抵抗ヘッドと前記電磁ヘッドからの前記信号の相対的寄与率を調整する段階を含む方法。
【請求項１８】
記録された情報ストリームを含む記憶領域を有する磁気媒体から読み取るための方法であって、
磁気抵抗ヘッドを記憶領域に対して位置決めする段階と、
電磁ヘッドを記憶領域と合った前記磁気抵抗ヘッドに重ね合わせる段階と、
前記磁気抵抗ヘッドと前記電磁ヘッドの両方で同時に情報ストリームを読み取る段階と、
前記磁気抵抗ヘッドと前記電磁ヘッドの両方からの信号を組み合わせて出力信号を提供する段階と、
前記組み合わせる段階の前に、前記磁気抵抗ヘッドと前記電磁ヘッドの両方からの信号を事前に増幅する段階とを含み、
前記事前増幅段階が、データ読み取り障害から回復しようとするときのヘッド・シフト・データ回復手順中に、前記電磁ヘッドからの信号の利得を０にして前記磁気抵抗ヘッドと前記電磁ヘッドからの前記信号の相対的寄与率を調整する段階を含む方法。
【請求項１９】
記録された情報ストリームを含む記憶領域を有する磁気媒体から読み取るための方法であって、
磁気抵抗ヘッドを記憶領域に対して位置決めする段階と、
電磁ヘッドを記憶領域と合った前記磁気抵抗ヘッドに重ね合わせる段階と、
前記磁気抵抗ヘッドと前記電磁ヘッドの両方で同時に情報ストリームを読み取る段階と、
前記磁気抵抗ヘッドと前記電磁ヘッドの両方からの信号を組み合わせて出力信号を提供する段階と、
前記組み合わせる段階の前に、前記磁気抵抗ヘッドと前記電磁ヘッドの両方からの信号を事前に増幅する段階とを含み、
前記事前増幅段階が、読み取っている情報ストリームがデータかそれともサーボであるかを検出し、情報ストリームがデータかそれともサーボであるかに応じて、前記磁気抵抗ヘッドと前記電磁ヘッドからの前記信号の相対的な寄与率の変化が異なる調整をする段階を含む方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、磁気データの読取りに関し、より詳細には、電磁ヘッドと磁気抵抗ヘッドの両方を使用する装置および方法に関する。
背景技術
コンピュータは、通常、データをそこに書き込みそこからデータを読み取ることができる媒体を有する直接アクセス記憶装置すなわちDASDなど１つまたは複数のメモリ記憶装置を含んでいる。広く使用されているDASDは、磁気記録面を備えた剛性ディスクを含むディスク・ドライブ・ユニットである。このディスクは、高速で回転し、変換器ヘッド・アセンブリが、ディスクの軸に対して相対移動して、ヘッドをディスク表面のデータ記憶領域またはバンドと位置合わせする。変換器ヘッドは、空気軸受ヘッド・スライダによって支持され、ディスク表面上の近くに浮上し、それにより、データが、ヘッドとディスク表面の間の物理的接触なしに書き込まれ読み取られる。ディスク表面に磁気的に記憶される情報は、一般に、顧客データとサーボ位置情報の両方を含む。
一般的実施態様では、平行な離間したいくつかのディスクが同時に回転し、連結されたいくつかのヘッド・アセンブリが、回転するディスク表面を横切ってサーボ・モータによって移動される。変換器ヘッド・アセンブリは、サーボ位置決め情報を読み取って、サーボ・モータ操作時に使用されるフィードバック情報を提供し、変換器ヘッドをディスク上のアドレス可能なデータ記憶位置と位置合わせする。したがって、ディスク駆動ユニットは、サーボ位置情報と記憶されたデータの両方を読み取りまたデータをディスクに書き込むヘッド・アセンブリを含む。
従来、ディスク駆動ユニットは、データの読み書きに電磁変換器アセンブリを使用していた。代表的な電磁変換器は、ディスク表面にデータを書き込むかディスク表面からデータを読み取るための巻線と磁気ギャップを形成する離間した金属磁極片とを備えた誘導ヘッドであった。コンピュータ・データの記憶密度と動作速度が高まるにつれて、電磁ヘッドの設計が発達した。現代の代表的な電磁ヘッドは、巻線、リード、わずかに離間した磁極を含む小さな薄膜構造である。
磁気抵抗ヘッドは、磁気的に記録されたデータの読取りに適していると認められる特性を持つため、記憶データを読み取るために磁気抵抗変換器を使用する傾向がある。磁気抵抗ヘッドは、薄膜誘導ヘッドの磁極間隔よりも狭い有効な読取りゾーンまたはギャップを定義する小さなセンサを含む。ディスクからの磁束によって生じる磁気抵抗材料の抵抗値の変動は、ヘッドがディスクの軸から様々な半径距離にあるデータを読み取るときに、比較的一定の比較的大きな信号振幅を提供する。
誘導ヘッドが、ディスク表面にデータを書き込むために使用され、磁気抵抗ヘッドが、ディスクからデータとサーボ位置情報を読み取るために使用される、薄膜誘導ヘッドと磁気抵抗ヘッドを単一のヘッド・アセンブリに組み込むことが提案されている。米国特許第4504880号は、誘導書込みサブアセンブリと磁気抵抗読取りサブアセンブリとを含む一体型磁気ヘッド・アセンブリを開示している。この特許のアセンブリでは、磁気抵抗材料は、誘導ヘッドの磁極片の間のギャップ内にある。
磁気抵抗読取りヘッドと誘導書込みヘッドを備えたヘッド・アセンブリの従来の使用方法では、ヘッド・アセンブリは、サーボ情報が記憶されたサーボ情報セグメントとデータが交互に記憶されたデータ・セグメントを含む情報記憶トラックと位置合わせされる。データ読取り動作において、磁気抵抗ヘッドが、サーボ情報とデータを交互に読み取る。データ書込み動作において、磁気抵抗ヘッドがサーボ情報を読み取り、誘導ヘッドがデータを書き込む。オン・ボードやリモートCPUなどの制御機構が、ヘッド・アセンブリをデータ機能とサーボ情報機能の間で切り換えるための同期情報を提供する。
磁気抵抗ヘッドは、データの読取りに関して利点を持つが、既知の一体型ヘッド・アセンブリ・システムには欠点があった。磁気抵抗ヘッドによって提供される信号は、振幅がディスクの半径方向にわたって比較的一定かまたは多少減少し、外径においてバンディング手順を十分に利用することは実際的ではない、狭い磁気抵抗ヘッドは、トラックと交わる方向に非対称的な信号を提供し、そのため、サーボの線形性が低下する。磁気抵抗ヘッドは読取り幅が狭いため、小さな媒体欠陥および消去バンド・ギャップなどのサーボ不規則性の影響を受けやすい。
磁気抵抗ヘッドによって提供される読取り信号は、通常、コンピュータに有効な出力信号を提供するために前置増幅器によって処理される。1994年２月２日のIDEMA Head/Technology Symposiumの期間中に、Silicon Systems社のT.ウォード（Ward）によって、前置増幅器モジュール（MR  Preamp  SSI32R1540）が開示された。このモジュールは、第１段のエミッタ間に対応するバイアスと結合キャパシタを備えた磁気抵抗ヘッド信号用の電圧感応増幅器を備えた前置増幅器を含んでいた。また、この回路は、サーボ情報を読み取るために、磁気抵抗ヘッドの前置増幅器から信号の代わりに利用できる信号を誘導ヘッドから読み取るための前置増幅器を含んでいた。
発明の開示
本発明の目的は、磁気的に記録された情報を読み取るための、従来のヘッド・アセンブリの欠点を克服する改善された装置および方法を提供することである。
要約すると、本発明により、ハウジングを含むデータ記憶装置が提供される。情報記憶領域を含む磁気データ記憶媒体がハウジングに収容される。情報記憶領域上には情報ストリームが磁気的に記録される。ハウジングには、変換器ヘッド・アセンブリが収容される。変換器ヘッド・アセンブリには、データ記憶媒体に対して変換器ヘッド・アセンブリを移動するアクチュエータが接続される。アクチュエータには、情報記憶領域に合わせて変換器ヘッド・アセンブリを配置する制御装置が接続される。変換器ヘッド・アセンブリは、情報ストリームと同時に位置合わせするように重ね合わせた磁気抵抗ヘッドと電磁ヘッドを含む。前置増幅器が変換器ヘッド・アセンブリに接続され、情報記憶領域から読み取った信号を処理する。データ記憶装置は、磁気抵抗ヘッドと電磁ヘッドの両方が読み取った信号を同時に処理する信号処理手段を含む前置増幅器によって特徴付けられ、本発明の目的が達成される。
要約すると、本発明のもう１つの態様により、記録された情報ストリームを含む記憶領域を有する磁気媒体から読み取るための方法が提供される。この方法は、磁気抵抗ヘッドを記憶領域に合わせて位置決めし、記憶領域に合った磁気抵抗ヘッドと電磁ヘッドを重ね合わせる段階と含む。本発明の目的は、磁気抵抗ヘッドと電磁ヘッドの両方で同時に情報ストリームを読み取ることによって達成される。出力信号は、磁気抵抗ヘッドと電磁ヘッドの両方からの信号を組み合わせることによって提供される。
本発明の利点は、磁気ディスクの異なる半径位置における性能を最適化し、データとサーボの両方を読み取る機能の性能を最適化し、表面欠陥に対するヘッド・アセンブリの感受性を減少させ、非対称性と不安定性に伴う難点を軽減し、サーボ情報を高いオフ・トラック性能とサーボ線形性で読み取り、ディスク外径近くの読取り動作中のバンディング性能を改善し、過去に使用された磁気データ読取り装置および方法の欠点を克服する能力を含む。
【図面の簡単な説明】
本発明の上記その他の目的および利点は、図面に示した本発明を実行する最良の形態に関する以下の詳細な説明から理解することができる。
第１図は、本発明を実施するデータ記憶ディスク・ファイルの部分的に簡略化した概略側面図である。
第２図は、第１図のデータ記憶ディスク・ファイルの部分的に簡略化した概略平面図である。
第３図は、第１図のデータ記憶ディスク・ファイルの変換器ヘッド・アセンブリの拡大した破断背面図である。
第４図は、第３図の変換器ヘッド・アセンブリの部分拡大断面図である。
第５図は、第１図のディスク・ファイルの剛性ディスクの表面の部分平面図である。
第６図は、変換器ヘッド・アセンブリの前置増幅器回路の概略図である。
第７図は、サーボ位置情報を読み取っている間の、第５図の前置増幅器回路の増幅器段の相対利得の割振りを示すグラフである。
第８図は、データ情報を読み取っている間の、第６図の前置増幅器回路の増幅器段の相対利得の割振りを示すグラフである。
発明を実施するための最良の形態
次に、図面を参照すると、第１図に、剛性磁気ディスク・ドライブ・ユニット12と、全体が14として示されたインタフェース制御ユニットとを含む全体が10で示されたデータ記憶ディスク・ファイルが示される。ユニット12は、本発明を理解するのに十分な簡略化された図表形式で示される。本発明の利用は、特定のドライブ・ユニット構造の詳細に制限されない。
ディスク駆動ユニット12は、少なくとも１つの磁気表面20を有するディスク18のスタック16を含む。ディスク18は、同時に回転させるためにハウジング22内に、一体型スピンドル／モータ・アセンブリ26によって互いに平行に取り付けられる。各磁気ディスク表面20の情報は、回転ディスク表面20を横切る半径成分を有する経路内で移動可能な対応する変換器ヘッド・アセンブリ28によってディスク表面20に読み書きされる。
各変換器ヘッド・アセンブリ28は、アーム32に担持されたたわみばね30に取り付けられる。アーム32は、支持スピンドル34のまわりで同時に旋回運動するように連結される。１つのアーム32は、内部磁石およびコア・アセンブリと協働するボイス・コイル39を含むヘッド駆動サーボ・モータ38によって、旋回式に駆動される拡張部36を含む。ボイス・コイル39に加えられる駆動信号は、アーム32を一緒に動かし、情報を読み書きするディスク表面20の情報記憶トラックに変換器ヘッド・アセンブリ28の位置を合わせる。
ディスク駆動ユニット12は、動作中、線26A上のモータ制御信号と、線38A上のヘッド位置制御信号を含む、制御ユニット14から提供される信号によって制御される。典型的な構成において、制御ユニット14は、データ読み書きコマンドを提供するインタフェースをコンピュータに提供し、対応する線28Aで変換器ヘッド・アセンブリにデータ信号を提供し、この一方を第１図に示す。サーボ位置情報は、ディスク表面20に記録され、変換器ヘッド・アセンブリ28は、このサーボ情報を読み取って、サーボ位置信号を制御ユニット14に提供する。この情報は、制御ユニット14によって使用され、線38A上に位置制御信号が提供される。この位置フィードバック・システムの目的は、ディスク表面20の正確な位置にデータを読み書きするように、変換器ヘッド・アセンブリ28を正確かつ連続的に位置決めすることである。
第５図において、１つのディスク表面20の一部分を示す。多数の情報記憶トラック24のうちの単一部分を概略的に示すが、これは実寸に比例していない。トラック24は、サーボ・セグメント24Bを介在させて分離されたデータ記憶セグメント24Aを含む。各ディスク表面20は、多数のトラック24を含み、各トラック24は、制御ユニット14を介して顧客データを読み書きすることができるデータ記憶セグメント24Aを含む。セグメント24Aは、サーボ情報のバーストが予め記録されたサーボ・セグメント24Bによって分離される。
次に、第３図と第４図を参照すると、変換器ヘッド・アセンブリ28のうちの１つの一部分を簡略化した形で示すが、これは実寸に比例していない。アセンブリ28は、参照により本明細書に組み込まれた米国特許第4504880号に開示されたような、一体的な磁気抵抗ヘッドと誘導ヘッドの組合せが好ましい。この特許は、変換器ヘッド・アセンブリ28のより詳細な説明を見ることができ、本発明の理解に役立つ。
アセンブリ28は、対応する回転ディスク表面20の上に浮上する空気軸受ヘッド・スライダ42を含む。誘導ヘッド・アセンブリ44と磁気抵抗ヘッド・アセンブリ46は、スライダ42によって支持される。誘導ヘッド・アセンブリ44は、薄膜プロセスによって作成され、ほぼ平らなコイル48を含み、その概略を第３図に示す。コイル48は、絶縁材料層52に包囲された多数の巻線50を含み、そのうちの１つの巻線の一部分を第４図に示す。コイル48は、１対の磁極片54および56と、バック・ギャップ・クロージャ58を通るループを作る。一対の追加の絶縁層60および62がコイル48を覆う。
磁極片54と56は、誘導変換ギャップ64によって分離される。ギャップ64は、１対の絶縁ギャップ層66と68を含む。層66と68の間には、導体72と磁気抵抗センサ・ストリップ74を含む磁気抵抗ヘッド・アセンブリ46の構成要素が配置される。磁極片54および56は、磁気抵抗センサ74のシールドとして働く。磁気抵抗センサ74が誘導ギャップ64のほぼ中心にあるため、誘導ヘッド・アセンブリ44と磁気抵抗ヘッド・アセンブリ46は重ね合わされ、ディスク表面20のトラック24に沿つて磁気的に記憶された情報と同時に位置合わせされる。
本発明によれば、それぞれのヘッド・アセンブリ28の誘導ヘッド・アセンブリ44と磁気抵抗ヘッド・アセンブリ46は、ディスク表面20からデータとサーボ情報を読み取るために協働して使用される。第６図は、１つのヘッド・アセンブリ28の両方のヘッド・アセンブリ44および46からの読取り信号を処理して、ディスク18上のすべての半径位置にある情報記憶トラック24からのサーボ動作とデータ読取り動作を改善するための前置増幅器82を含む回路80の概略図である。
前置増幅器82は、磁気抵抗ヘッド・センサ74のための第１の前置増幅器段84を含む。磁気抵抗センサ74のバイアス電流は、正の電源電圧端子88と接地電位点の間に、センサ74と直列に接続された電流源86によって提供される。センサ74の両端間の電圧は、エミッタACがキャパシタ94で結合された一対の差動トランジスタ90および92によって読み取られ、磁気抵抗センサ74の両端間の電圧の直流オフセットが提供される。この第１の前置増幅器段84の利得は、共通の制御された１対のバイアス電流源96および98によって設定される。電流源96と98は、トランジスタ90および92のエミッタと、負の電源端子100との間にそれぞれ接続される。２つの独立した電流源96および98は、結合コンデンサ94の両端間の直流電圧を許容するために使用される。
誘導ヘッド46用の第２の前置増幅器段102は、誘導ヘッド46からの出力信号を増幅するために、ベースが薄膜誘導コイル48に接続された一対のトランジスタ104および106を含む。アースとトランジスタ104および106のベースとの間に接続された１対のトランジスタ108および110は、トランジスタにベース電流を提供し、コイル48の直流レベルをほぼ接地電位に維持する。この第２の前置増幅器段の利得は、負の電圧端子100とトランジスタ104および106のエミッタとの間に接続されたバイアス電流源112によって設定される。
第１の増幅器段84と第２の増幅器段102の両方からの信号は、結合され、基準電圧端子120にベースが接続されたCASCODE接続の１対のトランジスタ116と118を含む共通の第３の増幅器段114に供給される。トランジスタ90と104からの電流は、トランジスタ116を通り、負荷抵抗122を通る。トランジスタ92と106からの電流は、トランジスタ118と負荷抵抗124を通る。したがって、第１の段84と第２の段102は、互いに並列であり、第３の段114と直列である。CASCODEトランジスタ116および118のコレクタにおける前置増幅器の正と負の出力信号は、１つまたは複数のさらなる増幅段126に接続される。回路出力128は、磁気抵抗センサ74から出た成分と、誘導ヘッド・アセンブリ44から出た成分からなる出力信号を提供する。
本発明によれば、バイアス電流源96、98および112の動作レベルを制御することによって増幅器段84および102の利得を調整する利得制御機構130が提供される。利得制御機構130は、前置増幅器82の総利得を調整するためのフィードバック制御機構132、サーボまたはデータ動作用に前置増幅器82を作動させるためのモード制御機構134、およびヘッド移動動作を含むデータ再生手順の場合に通常動作に優先させるヘッド移動制御機構136を含む。
フィードバック制御機構132は、バイアス電流源96、98および112を調節して、負荷抵抗122および124を通る直流電流を一定かまたは少なくとも最大に維持する。前置増幅器出力の直流出力レベルは、増幅器126の入力において検出され、線138によって利得制御機構130に戻される。熱抵抗の変化などの変動が補償され、段84、102および114の全体的な利得が、所望の一定レベルに維持される。
モード制御機構134は、ヘッド・アセンブリ28の半径方向の位置と、ヘッド・アセンブリが、記憶トラック24のデータ・セクタ24Aまたはサーボ・セクタ24Bと位置が合っているかどうかによって、前置増幅器の動作を最適化する。利得制御機構130は、データ・バス140によって中央演算処理装置（CPU）142に接続され、増幅器の動作をデータおよびサーボのバンド・セグメントおよびヘッドの半径方向の位置情報と同期させるためのタイミング情報が供給される。CPU142は、たとえば、データ記憶ディスク・ファイル10に搭載されているか制御ユニット14に組み込まれていてもよく、ファイル10と別でもよい。
サーボ情報を読み取るために、第１の増幅器段84と第２の増幅器段102の利得の合計は、ディスク表面20のヘッド・アセンブリ28の半径方向の位置に従って変化するように割り振られる。割振り方法は、第７図に示され、この図において、磁気抵抗ヘッド46からの信号の寄与率が実線で示され、誘導ヘッド44からの信号の寄与率が破線で示される。任意の半径位置において、２つの寄与率の合計は100パーセントである。縦軸は、信号寄与率のパーセンテージを表し、横軸は、ディスク表面20上のヘッド・アセンブリ28の半径方向の位置を表す。
ディスク表面の内径（ID）では、増幅器段84の利得が、第１の段84と第２の段102の利得の合計の半分よりも少し多く寄与する。これと逆に、増幅器段102の利得は、半分よりも少し小さい。寄与率は、内径からほぼ５分の１の位置で等しくなる。表面の20の外径（OD）において、増幅器段102の利得は合計に近く、段84の寄与は比較的小さい。このような相対的な寄与率は、利得制御機構130による電流源96、98および112の調整によって設定されるバイアス電流レベルによるものである。
サーボ・セクタ24Bを読み取る際、誘導信号と磁気抵抗信号の組合せは、磁気抵抗センサ74により、一貫して大きな中心振幅を持つトラック横断プロファイルを提供する。小さな振幅における感度は、誘導ヘッドからの信号を加えることによって磁気抵抗のギャップ幅を越える。その結果、中心に負荷がかけられた比較的広い感度プロファイルは、サーボ・データを確実かつ線形に読み取るのに有利である。たとえば、組み合わされた信号は、記録の際に消去バンド・ギャップ内で平均化するのに適する。
データ・セグメント24Aからデータ情報を読み取る場合、第１の増幅器段84と第２の増幅器段102の利得の合計は、ディスク表面20のヘッド・アセンブリ28の半径方向の位置によって変化する。割振り方法を、第８図に示す。第７図と第８図を比較すると、データとサーボの読取りのために異なる利得制御手法が使用されることが分かる。前置増幅器は、CPU142から提供される信号に従って半径方向のトラック位置と同期される。
半径方向の位置がディスク表面の内径からディスクの外径の半分まで延びる場合、第１の増幅器段84だけが使用され、増幅器段102の利得は０に設定される。ヘッド・アセンブリ28が、表面20の外径に近づくにつれて、増幅器段102の利得が大きくなる。外径では、増幅器段102の寄与率が半分よりも少し大きくなる。
磁気抵抗ヘッド46は、ディスク表面20の外径の近くでないときのデータの読取りに有効である。しかしながら、磁気抵抗ヘッド46は、フラックスに依存し速度に無関係な信号を提供し、一方、誘導ヘッド・アセンブリ44は、ディスク表面のヘッド移動速度が大きくなると増大する振幅を持つ信号を提供する。ディスク表面の外径に近づくにつれて、トラック24とデータ・セグメント24Aが大きくなり、相対的なヘッド速度が上昇する。これらの領域において、磁気抵抗信号に加えて誘導信号を使用することによって、データの効率的なバンディングが可能になり、すなわちトラック・セグメント24Aに沿ってデータの周波数が高くなり、半径が大きくなってディスク速度が増す状態で線形密度が一定に維持される。
第７図の曲線は、ほぼ直線のように示されているが、他の利得割振り手法を使用することもできる。同様に、第８図の一部分に見られる非直線の曲線は、必要に応じて直線または部分的に直線でもよい。さらに、第７図と第８図の曲線は連続的であるが、代わりに階段関数手法を使用することもできる。たとえば、利得は、ファイルに使用されるデータ・バンディング方式に対応する半径距離で段階式に調整することができる。
他の利点は、磁気抵抗ヘッド46と誘導ヘッド44の信号を組み合わせることから生まれる。磁気抵抗ヘッド46のトラック感度が狭いと、比較的小さな媒体欠陥の影響を受けやすい。磁気抵抗信号を誘導信号で補うことにより、ヘッド・アセンブリの能力が改善され、誘導ヘッド44の広い感度領域のために、媒体欠陥が許容される。さらに、対称的な誘導信号を加えることによって、非対称的な磁気抵抗出力信号が改善される。
磁気抵抗ヘッド46のオフ・トラック感知能力が最も重要な状況もある。データ読取り障害から回復しようとするときのデータ再生手順において、その手順の１つのステップは、ヘッド・アセンブリ28を半径方向に１トラック幅だけずらす処理を含む。この手順において、誘導ヘッドの読取りギャップが広いために、側面干渉による問題が起きることがある。したがって、利得制御機構130は、CPU142とバス140から受け取ったデータ回復手順命令に応答して、誘導信号の利得を０に減少させ、磁気抵抗増幅器段84の利得を制御してすべての利得を提供するヘッド・シフト制御機構136を含む。
本発明を、図面に示した本発明の実施形態の詳細を参照して説明したが、そのような詳細は、併記の特許請求の範囲に請求されているような本発明の範囲を制限するものではない。
【図１】
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【図５】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図７】
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【図６】
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【図８】
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