DE69126082T2

DE69126082T2 - Magnetischer Kopf

Info

Publication number: DE69126082T2
Application number: DE69126082T
Authority: DE
Inventors: Makoto Imamura; Tetsuo Inoue; Tomoko Komai; Yuji Sakai
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-09-27
Filing date: 1991-09-23
Publication date: 1997-10-02
Anticipated expiration: 2011-09-24
Also published as: EP0478256B1; US5331492A; DE69126082D1; KR960013212B1; EP0478256A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen magnetischen Kopf bzw. Magnetkopf und ein den Magnetkopf enthaltendes Magnetplattensystem und speziell ein Magnetplattensystem mit einem Merkmal, das die Positionierung mindestens eines Magnetkopfes genau auf einer gewählten Datenspur und ohne die Notwendigkeit für die Ausbildung von Servoinformation auf der Platte erlaubt, sowie eine Magnetkopfanordnung, die für ihre Ausrichtung auf eine Spur (d.h. Spurnachführung) und ihre Azimutausrichtung geeignet ist.
Im allgemeinen ist es bei einem Magnetplattensystem erforderlich, einen Magnetkopf beim Auslesen von Information aus einer Platte oder Schreiben bzw. Aufzeichnen von Information auf dieser genau auf Datenspuren der Magnetplatte zu positionieren. Bisherige Spur(nach)führungsservosysteme zum Positionieren eines Kopfes auf Spuren umfassen die folgenden Systeme:
1. Das Servo(ober)flächen-Servosystem, das eine ausschließlich zugeordnete Servo(ober)fläche nutzt.
2. Das Daten(ober)flächen-Servosystem, das auf einer Datenfläche aufgezeichnete Servomformation nutzt.
3. Das Servoflächen- und Datenflächen-Kombinationssystem, das sowohl eine Servofläche als auch eine Datenfläche in Kombination nutzt.
In erster Linie ist beim Servoflächen-Servosystem Servomformation über den Gesamtbereich einer bestimmten Oberfläche (z.B. Servo(ober)fläche) von mehr als einer Plattenoberfläche geformt, und die Servomformation wird kontinuierlich ausgelesen, damit ein Servokopf an der Servofläche Servospuren einwandfrei zu folgen vermag. Ein Datenkopf, der am gleichen Schlitten bzw. Wagen wie der Servokopf montiert ist und einen Zugriff zu einer anderen Plattenfläche (d.h. Datenfläche) herstellt, ist mit dem Kopf an der Servofläche verblockt oder gekoppelt, um einen Zugriff zu einer Datenspur entsprechend einer Servospur herzustellen. Wenn beim Servoflächen-Servosystem eine Ausdehnung und ein Zusammenziehen der Platten aufgrund von Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsänderungen auftreten, ergibt sich ein Problem, daß der Kopf abhängig von einer Differenz in Ausdehnung und Zusammenziehung zwischen den Plattenflächen von einer Spur abweicht (d.h. thermischer Spurversatz). Zudem benutzt das Servoflächen-Servosystem die Gesamtheit einer Oberfläche einer Platte als die Servofläche, so daß sich der (die) Formatierungswirkungsgrad oder -leistung insbesondere bei kleiner Plattenzahl verringert.
Beim Sektorservosystem, das eine Art des Datenflächen- Servosystems darstellt, ist Servomformation auf einem Teil von Sektoren, d.h. einem Servosektor, geformt. Das sog. Abtastwertsteuersystem für Spur(nach)führung wird angewandt, welches System das Auslesen der Servomformation durch den Kopf ermöglicht, der zum Lesen oder Schreiben einen Zugriff zu einer Datenfläche herstellt. Da beim Sektorservosystem die Servomformation für jede der Datenfächen demoduliert wird, um einen betreffenden Kopf auf einer gewählten Spur zu positionieren, tritt die (der) thermische Spurabweichung bzw. -versatz (off-track), wie oben beschrieben, in keinem Fall auf. Nach der Methode wird die Spurführservosteuerung bzw. -regelung mittels der Abtastwertsteuerung durchgeführt, weil die Servomformation für jeden der Servosektoren intermittierend (aus)gelesen wird. Im Vergleich zum oben beschriebenen Servoflächen-Servosystem, bei dem Servosignale kontinuierlich gewonnen werden, kann daher ein breites Servooder Folgesteuerband nicht erreicht werden. Die Spur(nach)führfähigkeit (trackability) ist mangelhaft, wenn angenommen wird, daß kein thermischer Spurversatz vorliegt. Beim Sektorservosystem ist die Einschwingzeit länger, und die Störungsschutzleistung ist ebenfalls schlechter.
Beim Servoflächen- und Datenflächen-Kombinationssystem ist andererseits die Servomformation an bzw. auf jeder Datenfläche geformt (vorgesehen), wobei der Servokopf an einer Servospur auf der Servofläche positioniert wird oder ist; beim Servoflächen-Servosystem erfolgt dagegen das Datenauslesen oder -einschreiben auf einer Datenfläche durch den Datenkopf, wobei der Servokopf an einer Spur auf der Servofläche positioniert wird bzw. ist. Die Servomformation ist an einem Teil der Servosektoren, d.h. dem Servosektor, geformt. Von der im Servosektor auf der Datenfläche geformten Servomformation wird ein Stellungs- bzw. Lagensignal (Information zur Angabe der Stellung des Kopfes relativ zu einer Spur) gewonnen, das in einem Niederfrequenzbereich liegt und eine Gleichstromkomponente enthält, die zur Spurführungssteuerung benutzt wird. Beim Kombinationssystem ist ebenfalls die Formatierwirksamkeit gering, und die eingesetzte Schaltung weist einen komplexen Aufbau auf. Da hierbei die Notwendigkeit für sowohl eine Servoformatierung als auch eine Datenformatierung besteht, tritt ein Problem dahingehend auf, daß eine lange Zeit für das Errichten bzw. Einrichten und Realisieren des Systems nötig ist.
Der Bedarf nach höherer Aufzeichnungsdichte bei magnetischen Aufzeichnungs/Wiedergabegeräten, wie Magnetplatteneinheiten, hat sich in jüngster Zeit vergrößert. Für eine höhere Aufzeichnungsdichte müssen die Spurdichte und die lineare Dichte vergrößert werden. Zudem ist dabei auch eine Verkleinerung der Breite der Spuren nötig. Als magnetischer Aufzeichnungsträger wurde nicht nur ein Längs- Aufzeichnungsträger, auf dem Information mittels des üblichen Aufzeichnungsverfahrens aufgezeichnet wird, sondern auch ein Vertikal- oder Queraufzeichnungsträger und ein schräg bedampfter/besprühter Aufzeichnungsträger verwendet. Aufgrund dieser Gegebenheiten war es erforderlich, die Lagegenauigkeit oder Deckung eines Schreib/Lesekopfes in bezug auf Spuren auf einem magnetischen Aufzeichnungsträger und die Azimutausrichtung genauer vorzunehmen. Zum Detektieren eines Spur- und Azimutversatzes, was für die Deckungs- und Azimutausrichtung eines Kopfes nötig ist, wurde eine spezifische Art eines Magnetkopfes verwendet.
Fig. 36 zeigt ein Beispiel eines herkömmlichen Magnetkopfes, der zwei Induktionstyp-Köpfe zum Erfassen einer (eines) Spurabweichung oder -versatzes benutzt. Genauer gesagt: aus einem weichmagnetischen Werkstoff bestehende Magnetkerne 101 und 102 sind nebeneinander in der (durch W bezeichneten) Richtung der Breite einer Spur angeordnet, und um die Magnetkerne 101 und 102 sind Spulen 103 bzw. 104 herumgewickelt Unter der Voraussetzung der Ausgangssignale (outputs) der Induktionstyp-Köpfe zu V1 bzw. V2, wenn der Kopf unmittelbar über der Spur positioniert ist, gilt folgende Gleichung:
V1 - V2 = 0
Wenn der Kopf nicht unmittelbar (right) über der Spur positioniert ist, gilt folgende Beziehung:
V1 - V2 ≠
Die (der) Spurabweichung bzw. -versatz wird somit anhand der Differenzgröße zwischen V1 und V2 erfaßt, und der Azimut kann anhand der Phasendifferenz zwischen V1 und V2 erfaßt werden.
Bei der Anordnung nach Fig. 36, bei welcher zwei Induktionstyp-Köpfe mit jeweils einem mit einer Spule bewickelten Magnetkern nebeneinander angeordnet sind, muß jedoch ein Raum zur Ermöglichung des Wickeins der Spulen um die Kerne vorgesehen werden, und das Maß der Köpfe in der Richtung der Breite einer Spur muß groß sein. Der herkömmliche Kopf gemäß Fig. 36 weist folglich eine Ausgestaltung auf, die fur eine Verschmälerung der Spuren einer Platte nicht geeignet ist.
Als Magnetkopf, der keine Spule benötigt, ist andererseits ein MR-Kopf bekannt, der einen Magnetoresistanz-(MR-) Film mit dem Magnetoresistanz- bzw. magnetischen Widerstandseffekt verwendet. Fig. 37 zeigt einen sog. Jochtyp-MR- Kopf unter Verwendung eines Joches (d.h. Magnetkerns) zum Leiten von Streufluß von einem magnetischen Aufzeichnungsträger zu einem MR-Film. Der MR-Kopf besteht aus einem unteren Kern 201, getrennten oberen Kernen 203 und 204, die über dem unteren Kern unter Festlegung eines Lese/Schreibspalts 202 dazwischen angeordnet sind, einem zwischen den oberen Kernen 203 und 204 angeordneten MR-Film 205 sowie an die beiden Enden des MR-Films 205 angeschlossenen Elektroden 206 und 207.
Die Fig. 38A und 38B veranschaulichen herkömmliche Abschirm(typ)-MR-Köpfe mit einer Abschirmfunktion aufgrund eines MR-Films. Gemäß Fig. 38A sind zwischen den Enden von Magnetkernen 208 und 209, die einen Aufzeichnungs/Wiedergabespalt bilden, Spitzen (Vorderenden) eines MR-Films 205 sowie Elektroden 206 und 207 angeordnet. Gemäß Fig. 38B sind zwischen einem Magnetkern 208, der unter einem Magnetkern 209 und einer zusätzlich (newly) vorgesehenen Abschirmplatte 200 angeordnet ist, ein MR-Film 205 sowie Elektroden 206 und 207 angeordnet. Im Fall von Fig. 38B ist ein Aufzeichnungsspalt zwischen den Enden der Magnetkerne 208 und 209 gebildet, während ein Wiedergabespalt zwischen dem Magnetkern 208 und der Abschirmplatte 200 gebildet ist.
Von den herkömmlichen Spur(nach)führservosystemen zum Plazieren (Justieren) eines Kopfes auf Spuren ist das eine ausschließlich zugeordnete Servofläche benutzende Servoflächen-Servosystem mit dem Spurversatzproblem (a), daß nämlich der Kopf nicht einwandfrei an einer gewählten Spur plaziert werden kann, und zwar in Abhängigkeit von einer zwischen Plattenflächen auftretenden Ausehnungs- und Zusammenziehungsdifferenz infolge von Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsänderungen, und dem Problem (b) mangelhafter Formatier(ungs)leistung behaftet, daß sich dadurch ergibt, daß eine gesamte Oberfläche einer Platte nur als Servofläche benutzt wird.
Von den Datenflächen-Servosystemen ist insbesondere das Sektorservosystem nicht mit dem Spurversatzproblem, aber mit Problemen (c) behaftet, daß nicht nur die Spurnachführbarkeit schlecht ist, weil das Servoband mittels des Abtastwertsteuersystems nicht groß (high) gemacht werden kann, sondern auch die Einschwingzeit länger und die Störungsschutzleistung (disturbance-proof performance) schlechter wird.
Das Servoflächen- und Datenflächen-Kombinationssystem ist bezüglich der Formatierleistung mangelhaft und bezüglich der Schaltungsanordnung komplex. Außerdem ergibt sich dabei das Problem (d), daß eine lange Zeit für das Errichten oder Einrichten und Realisieren des Systems nötig ist, weil die Servoformatierung auf einer Datenfläche zusätzlich zur Datenformatierung durchgeführt werden muß.
Bei der oben beschriebenen herkömmlichen Magnetkopfanordnung sind zwei induktive Köpfe in der Breitenrichtung einer Spur nebeneinander angeordnet, um Spur- und Azimutversatz zu detektieren. Bei der Magnetkopfanordnung einer solchen Ausgestaltung besteht jedoch das Problem (e), daß ihre Struktur oder Ausgestaltung für eine Verschmälerung von Spuren ungeeignet ist, weil ihr Maß längs der Breite einer Spur aufgrund der Notwendigkeit für die Bereitstellung eines Raums für das Wickeln von Spulen groß gewählt werden muß.
Das Problem (e) wird durch die US-A-4 633 344 gelöst, die einen Wiedergabemagnetkopf mit einem feldfühlenden, einen magnetischen Widerstand aufweisenden Wiedergabekopf offenbart, der erste und zweite, in Reihe geschaltete magnetische Widerstandselemente (MR-Elemente) aufweist. Die jeweiligen Widerstände der ersten und zweiten MR-Elemente werden verglichen, um ein Spurführungsfehlersignal zu erzeugen. In der US-A-4 633 344 trennt offensichtlich eine Elektrode die ersten und zweiten MR-Elemente. Die im Oberbegriff von Anspruch 1 erscheinenden Merkmale sind aus der US-A-4 633 344 bekannt.
Die vorliegende Erfindung richtet sich auf die Schaffung eines Magnetkopfes und eines Magnetplattensystems, mit denen die verschiedenen, den herkömmlichen Spurführungsservosystemen anhaftenden Probleme (a) bis (e) gelöst werden können.
Eine erste Aufgabe dieser Erfindung ist daher die Schaffung eines Magnetplattensystems, das die einwandfreie Plazierung (Justierung) eines Kopfes auf Datenspuren durch Gewinnung eines Stellungs- oder Lagensignals, welches die Lage des Kopfes relativ zu Datenspuren angibt, von bzw. aus Datenspuren auf jeder Plattenfläche ohne die Notwendigkeit für das Aufzeichnen etwaiger Spur(nach)führservoinformation erlaubt.
Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Magnetplattensystems mit einer Magnetkopfanordnung, das eine hochempfindliche Detektion bzw. Erfassung von Spur- und Azimutversatz auch dann ermöglicht, wenn die herkömmlichen Probleme gelöst werden bzw. sind und eine Verschmälerung von Plattenspuren realisiert ist.
Ein Magnetkopf und ein Magnetplattensystem gemäß der Erfindung sind in den Ansprüchen 1 bzw. 2 definiert. Der Magnetkopf gemäß dieser Erfindung weist den Vorteil auf, daß die Signalabgreifelektrode nur den Teil des MR-Films kontaktiert, welcher den meisten (Magnet-)Fluß vom Magnetplatten-Aufzeichnungsträger empfängt oder abnimmt, wodurch die Ansprechempfindlichkeit des Kopfes verbessert wird.
Als Magnetkopf zur Verwendung in einem Magnetplattensystem gemäß dieser Erfindung wird eine zusammengesetzte bzw. Verbundkopfanordnung eingesetzt, die mindestens einen Aufzeichnungskopf zum Aufzeichnen von Daten auf (in) Datenspuren einer Magnetplatte und mindestens zwei Wiedergabeköpfe aufweist, die parallel zur Richtung einer radialen Linie (Radiuslinie) der Magnetplatte angeordnet sind, um unabhängig voneinander reproduzierte oder Wiedergabe- Ausgangssignale zu gewinnen, wobei der Aufzeichnungskopf und die Wiedergabeköpfe einstückig bzw. materialeinheitlich miteinander ausgebildet sind. Die Differenz zwischen den reproduzierten Ausgangssignalen (outputs) der Wiedergabeköpfe oder die Differenz zwischen den reproduzierten Ausgangssignalen, die einer Peak- oder Spitzendetektion oder Synchrondetektion unterworfen worden sind, wird abgeleitet zur Erzeugung eines Lagensignals, das die Relativlage der Magnetkopfanordnung gegenüber einer Datenspur anzeigt. Mittels des Lagensignals wird die Magnetkopf anordnung so gesteuert, daß sie auf einer gewählten Spur positioniert wird.
Erfindungsgemäß wird ein vorgeschriebenes Formatier(ungs)signal durch den Aufzeichnungskopf auf (in) Datenspuren aufgezeichnet, während die Verschiebung der Magnetkopfanordnung von der Außenseite der Magnetplatte her detektiert wird. Wenn in Datenspuren Daten aufgezeichnet sind, wird das Lagensignal benutzt, um den Magnetkopf auf einer gewählten Spur in einem von einem Datenaufzeichnungsbereich auf (in) der Spur verschiedenen Bereich zu positionieren. Im Datenaufzeichnungsbereich wird andererseits ein Lagensignal, das unmittelbar vor Einleitung der Datenaufzeichnung gewonnen und seit dieser gehalten wurde, zum Positionieren des Magnetkopfes auf einer gewählten Datenspur benutzt.
Wenn auf einer aufzeichnungsfreien (unrecorded) Magnetplatte ein Formatiersignal aufgezeichnet wird, wird die Verschiebung der Magnetkopfanordnung längs einer radialen Linie der Platte von der Außenseite der Platte her detektiert. Die Kopfpositioniersteuerung erfolgt bei einem vorbestimmten Spur(mitten)abstand auf der Grundlage der Größe der Verschiebung der Kopf anordnung, um damit das Formatiersignal über die gesamte Oberfläche der Platte hinweg aufzuzeichnen. Bei Datenwiedergabe von einer "beschriebenen" (recorded) Platte erfolgt die Spurführ(nach)steuerung des Kopfes unter Benutzung eines auf oben beschriebene Weise erzeugten Lagensignals.
Bei der Suchlaufsteuerung oder -regelung von einer Spur zu einer anderen Spur kann die augenblickliche bzw. aktuelle Stellung des Kopfes durch Abgreifen der Zahl von Spuren, welche der Kopf überquert hat, auf der Grundlage des Lagensignals detektiert werden, das von den reproduzierten Ausgangssignalen der Wiedergabeköpfe gewonnen wurde, welche Signale einer Signalverarbeitung unterworfen werden (worden sein) können. Gleichzeitig wird eine Rückkopplungs- Geschwindigkeitsregelung auf einer gewünschten oder Soll- Geschwindigkeitskurve, die ein Regelindex ist, bis zu einer gewählten Spur unter Heranziehung von Geschwindigkeitsinformation durchgeführt, die durch Detektieren der Verschiebung des Magnetkopfes von der Außenseite der Platte her gewonnen wurde.
Der Magnetkopf kann ferner einen Magnetkern (z.B. ein Joch) zum Leiten von Streufluß vom magnetischen Aufzeichnungsträger zum Magnetfilm aufweisen. Zweckmäßig ist der Teil des Magnetkerns, der näher am magnetischen Aufzeichnungsträger liegt, magnetisch in Sektionen (z.B. zwei Sektionen) unterteilt.
Beim Magnetplattensystem gemäß dieser Erfindung wird das zum Positionieren des Kopfes auf einer ausgewählten Spur benotigte Lagensignal oder auch Positioniersignal (position signal) auf oben beschriebene Weise aus den reproduzierten Ausgangssignalen der Wiedergabeköpfe gewonnen. Damit werden die folgenden Vorteile erzielt:
(1) Es ist nicht nötig, Kopfpositionierservoinformation auf einer Magnetplatte aufzuzeichnen. Die Formatier(ungs)leistung (efficiency) ist damit verbessert.
(2) Das thermische Spurversatzproblem aufgrund von Ausdehnung und Zusammenziehung einer Platte wird gelöst, weil das Lagensignal kontinuierlich von Signalen auf Datenspuren gewonnen wird.
(3) Das Servoband wird weit oder breit, so daß die Spur(nach) führbarkeit (trackability), die Einschwingcharakteristika und die Störbeständigkeitscharakteristika verbessert sind. Dies erlaubt eine genaue Positionierung des Kopfes auf einer Datenspur.
(4) Es besteht keine Notwendigkeit für sowohl Daten- als auch Servoformatierung. Damit wird die für das Errichten oder Einrichten und Realisieren des Systems nötige Zeit verkürzt.
Der Magnetkopf gemäß dem ersten Merkmal bietet folgende Vorteile:
(5) Durch Anordnen des magnetischen Films (z.B. des MR- Films) mit magnetischem Widerstandseffekt in der Richtung der Spurbreite, Erzeugen eines konstanten Stromflusses im MR-Film mittels der Stromzuführelektroden und Detektieren bzw.
Abgreifen einer Spannungsdifferenz entsprechend der Größe des Spur- oder Azimutversatzes über die (mittels der) Signalabgreifelektroden können die Notwendigkeit für die Nebeneinanderanordnung (adjoining) von zwei Köpfen in der Richtung einer Spur entfallen und die Größe des Kopfes in der Richtung der Spurbreite klein gewählt werden.
(6) Indem die Signalabgreifelektrode mit einer kleineren Breite als die Stromzuführelektroden ausgebildet wird, kann die Fläche eines Bereichs, der für das Abgreifen von Streufluß vom magnetischen Aufzeichnungsträger geeignet ist, groß ausgebildet werden bzw. sein. Auch dann, wenn die Datenspuren schmäler ausgebildet werden, kann mithin Spurund Azimutversatz mit hoher (Ansprech-)Empfindlichkeit erfaßt werden.
(7) Durch magnetische Unterteilung des näher am magnetischen Aufzeichnungsträger liegenden Bereichs des Magnetkerns in der Richtung der Spurbreite wird Streufluß von jedem der rechten und linken Abschnitte oder Bereiche einer Spur zu einem entsprechenden, jeweiligen MR-Film geleitet. Infolgedessen können Spur- und Azimutversatz mit einer höheren Ansprechempfindlichkeit erfaßt werden.
Ein besseres Verständnis dieser Erfindung ergibt sich aus der folgenden genauen Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen, in denen zeigen:
Fig. 1A eine perspektivische Darstellung eines Magnet kopfes, der bei einem Magnetplattensystem verwendet wird,
Fig. 1B eine perspektivische Darstellung einer Abwandlung des Kopfes nach Fig. 1,
Fig. 2A eine Draufsicht auf den wesentlichen Teil des Magnetkopfes nach Fig. 1,
Fig. 2B eine Draufsicht auf den wesentlichen Teil eines Magnetkopfes als Abwandlung des Magnetkopfes nach Fig. 1,
Fig. 3 eine Draufsicht auf den wesentlichen Teil einer Ausführungsform des Magnetkopf es zur Verwendung beim Magnetplattensystem gemäß dieser Erfindung,
Fig. 4 eine Draufsicht auf den wesentlichen Teil einer zweiten Ausführungsform des Magnetkopfes zur Verwendung beim Magnetplattensystem gemäß dieser Erfindung,
Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie C-C' in Fig. 4,
Fig. 6 eine Draufsicht auf den wesentlichen Teil einer dritten Ausführungsform des Magnetkopfes zur Verwendung beim Magnetplattensystem gemäß dieser Erfindung,
Fig. 7 eine Draufsicht auf den wesentlichen Teil eines Magnetkopfes,
Fig. 8 eine Draufsicht auf den wesentlichen Teil eines Magnetkopfes,
Fig. 9 eine Draufsicht auf den wesentlichen Teil eines Magnetkopfes,
Fig. 10 eine Draufsicht auf den wesentlichen Teil eines Magnetkopfes,
Fig. 11 eine Draufsicht auf den wesentlichen Teil eines Magnetkopfes,
Fig. 12 eine Draufsicht auf den wesentlichen Teil eines Magnetkopfes,
Fig. 13 eine Draufsicht auf den wesentlichen Teil eines Magnetkopfes,
Fig. 14 eine Draufsicht auf den wesentlichen Teil eines Magnetkopfes,
Fig. 15 eine Draufsicht auf den wesentlichen Teil eines Magnetkopfes,
Fig. 16 eine Draufsicht auf den wesentlichen Teil eines Magnetkopfes,
Fig. 17 eine Draufsicht auf den wesentlichen Teil eines Magnetkopfes,
Fig. 18 eine Draufsicht auf den wesentlichen Teil eines Magnetkopfes,
Fig. 19 eine Draufsicht auf den wesentlichen Teil eines Magnetkopfes,
Fig. 20 eine Draufsicht auf den wesentlichen Teil eines Magnetkopfes,
Fig. 21 eine Draufsicht auf den wesentlichen Teil eines Magnetkopfes,
Fig. 22 eine Draufsicht auf den wesentlichen Teil eines Magnetkopfes,
Fig. 23 eine Draufsicht auf den wesentlichen Teil eines Magnetkopfes,
Fig. 24 eine Draufsicht auf den wesentlichen Teil eines Magnetkopfes,
Fig. 25 eine Darstellung einer Beziehung zwischen Spurversatz und Hüllkurvendifferenz (envelope difference) des Magnetkopfes gemäß dieser Erfindung,
Fig. 26A, 26B und 26C eine Vorderansicht, eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht der beim Magnetplattensystem verwendeten Magnetkopfanordnung,
Fig. 27A und 27B eine Vorderansicht bzw. eine Draufsicht der (auf die) Magnetkopfanordnung nach Fig. 26 zur genauen Erläuterung des wesentlichen Teils des Wiedergabekopfes,
Fig. 28 ein Schaltbild einer in Verbindung mit dem Wiedergabekopf verwendeten Wiedergabeschaltung,
Fig. 29 ein Funktionsblockschaltbild eines Magnetplattensystems gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung,
Fig. 30 ein Funktionsblockschaltbild eines Kopfpositioniersteuer- oder -regelsystems für das anfängliche Formatieren einer Platte,
Fig. 31 ein Wellenformdiagramm von Zweiphasen-Lagensignalen, die mit einer das Magnetplattensystem nach Fig. 29 bildenden optischen Sensoreinheit erfaßt wurden,
Fig. 32 eine Beziehung zwischen der Stellung bzw. Lage des Magnetkopfes, Spitzengrößen des reproduzierten Ausgangssignals des Wiedergabekopfes und Lagensignalen (oder auch Positioniersignalen) für Kopfpositionierung,
Fig. 33 eine Beziehung zwischen der Lage des Magnetkopfes, dem Synchronabgreifausgangssignal des reproduzierten Ausgangssignals vom wiedergabekopf und den Lagensignalen,
Fig. 34 eine Beziehung zwischen Lagensignalen in der Magnetplatteneinheit und Spurimpulsen (track pulses), die durch einen Spurimpulsgenerator erzeugt werden,
Fig. 35 ein von einer optischen Sensoreinheit erhaltenes Zweiphasenlagensignal und ein durch eine Lagensignalerzeugungsschaltung umgesetztes Lagensignal,
Fig. 36 eine perspektivische Darstellung eines herkömmlichen Induktionstyp-Magnetkopfes,
Fig. 37 eine perspektivische Darstellung eines herkömmlichen Jochtyp-MR-Kopfes,
Fig. 38A eine perspektivische Darstellung eines herkömmlichen Abschirmtyp-MR-Kopfes und
Fig. 38B eine perspektivische Darstellung eines anderen herkömmlichen Jochtyp-MR-Kopfes.
Nur die Fig. 3, 4, 5 und 6 beschreiben (zeigen) Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Magnetkopfes; die in den anderen Figuren dargestellten Magnetköpfe sind durch die vorliegende Erfindung nicht abgedeckt.
Ein Magnetplattensystem gemäß dieser Erfindung besteht aus einem Magnetkopf, der aus einer als Aufzeichnungsträger dienenden Magnetplatte Daten ausliest und vorzugsweise (auch) Daten auf dieser Platte schreibt, und einer Magnetplatteneinheit, die ein elektrisches Signal aus einem auf (in) einer Spur aufgezeichneten magnetischen Signal reproduziert, während sie den Magnetkopf veranlaßt, der Spur einwandfrei zu folgen.
Zunächst ist ein beim Magnetplattensystem gemäß dieser Erfindung verwendeter Magnetkopf anhand der Fig. 1A, 1B, 2A und 2B beschrieben.
Die Fig. 1A und 1B sind perspektivische Darstellungen eines Magnetkopfes; die Fig. 2A und 2B sind jeweils eine Draufsicht auf den wesentlichen Teil des Kopfes, der in der Nähe eines MR-Films 15 liegt. Der (im folgenden als Kopf bezeichnete) Magnetkopf kennzeichnet sich durch eine Struktur, bei welcher der Magnetmaterialfum (MR-Film) 15 mit dem magnetischen Widerstandseffekt in der Richtung der Breite einer Sur des magnetischen Aufzeichnungsträgers angeordnet ist.
Der Magnetkopf 1 ist gebildet aus einem unteren Kern 11 aus einem weichmagnetischen Werkstoff, einem MR-Film 15, der im wesentlichen parallel zur Richtung der Spurbreite eines (nicht dargestellten) magnetischen Aufzeichnungsträgers in der Weise angeordnet ist, daß der zwischen den unteren Kern 11 und einen oberen Kern 13 (14) mit einem zwischen ihm und dem unteren Kern geformten Spalt 12 eingefügt ist, zwei Stromzuführelektroden 16 und 17, die an den beiden in der Richtung der Spurbreite gegenüberliegenden Enden des MR-Films 15 angeordnet sind, und einer Signalabgreifelektrode 18, die angeordnet ist zum Kontaktieren des MR-Films 15 am Mittelpunkt zwischen den Stromzuführelektroden 16 und 17. Die Kopfanordnung kennzeichnet sich dadurch, daß die Breite der Signalabgreifelektrode 18 kleiner ist als die jeder der Stromzuführelektroden 16 und 17.
Wenn bei dem Magnetkopf 1 mit der oben angegebenen Ausgestaltung die Spitzen (Vorderenden) des oberen Kerns 13 (14) und des unteren Kerns 11, die Magnetkerne darstellen, dem magnetischen Aufzeichnungsträger zugewandt angeordnet sind, fließt ein Streufluß, der von auf bzw. in Spuren des magnetischen Aufzeichnungsträgers aufgezeichneten Signalen resultiert, über die Kerne 11 und 13 (14) in den MR-Film 15. Der elektrische Widerstand des MR-Films variiert in Abhängigkeit von der Größe des in ihm fließenden Streuflusses. An diesem Punkt wird ein Fluß eines konstanten Gleichstroms im MR-Film 15 durch die Stromzuführelektroden 16 und 17 erzeugt, wodurch eine Spannung V1 zwischen den Elektroden 16 und 18 und eine Spannung V2 zwischen den Elektroden 17 und 18 erzeugt werden. Eine Größendifferenz zwischen den Spannungen V1 und V2 ermöglicht das Detektieren bzw. Erfassen eines Spurversatzes, und eine Phasendifferenz zwischen V1 und V2 ermöglicht die Detektierung eines Azimutversatzes. Die Verwendung dieser Detektier- bzw. Abgreifsignale ermöglicht die Ausrichtung oder Justierung auf Spuren sowie die Azimutausrichtung des Lese/Schreibkopfes.
Im obigen Fall bildet der die Signalabgreifelektrode 18 kontaktierende Teil des MR-Films 15 einen unempfindlichen Bereich (eine sog. Totzone), in welchem Anderungen im elektrischen Widerstand nicht zu den Spannungen V1 und V2 beitragen. Zur Erläuterung der obigen Erscheinung ist eine Beziehung zwischen dem Spurversatz der Kopfanordnung und der Größendifferenz zwischen V1 und V2 in Fig. 25 graphisch dargestellt. In dieser Figur sind die Spurbreite und die Totzonenbreite mit TW bzw. β bezeichnet. Damit der Kopf einer Spur einwandfrei bzw. genau nachfolgen kann, wird die Servoregelung so durchgeführt, daß die Größendifferenz, d.h. das Lagensignal, zu Null wird.
Je größer bei der Servoregelung der Störsignal- bzw. Rauschabstand (S/N ratio) des Lagensignals ist, um so mehr nimmt die Genauigkeit zu, mit welcher der Kopf auf einer gewählten Spur positioniert wird. Je weiter der lineare Bereich des Lagensignals in bezug auf die Spurmitte ist, um so größer ist die Steifheit bzw. Beständigkeit gegen Störung und um so kleiner ist der Positionierfehler. Mit zunehmender Breite der Totzone verkleinert sich allerdings der Rauschabstand des Lagensignals, während sich der lineare Bereich des Lagensignals verschmälert, wie dies aus Fig. 25 hervorgeht.
Genauer gesagt: für den linearen Bereich, der erreicht wird, wenn in der Gleichung β = TW/k β = 0 (k = ∞) gilt, wird ein durch 1 - 1/k ausgedrückter einfacher schmaler linearer Bereich erzielt.
Zur Durchführung einer guten Servoregelung ist es nach der Daumenregel wünschenswert, daß der lineare Bereich 2/3 oder mehr der Spurbreite TW beträgt. Mit anderen Worten: die Breite &B (bzw. β) der Totzone, d.h. die Breite der Signalabgreifelektrode 18, muß auf 1/3 oder weniger der Spurbreite TW eingestellt sein. Um auch eine mit hoher Ansprechempfindlichkeit erfolgende Detektion des Azimutversatzes unter einer Bedingung hohen Verhältnisses zu ermöglichen, ist es auch wünschenswert oder zweckmäßig, daß die Signalabgreifelektrode 18 eine kleine Breite aufweist.
Durch Kopplung einer (nicht dargestellten) Aufzeichnungsdünnfilmspule mit dem unteren Kern 11 oder den oberen Kernen 13 (14) wird die Verwendung der Magnetkopfanordnung gemäß der vorliegenden Ausführungsform als Lese/Schreibkopf ermöglicht. Als reproduziertes Signal (oder Wiedergabesignal) kann in diesem Fall z.B. ein Summensignal aus V1 und V2 benutzt werden.
Fig. 3 ist eine Draufsicht auf denjenigen Teil eines Magnetkopfes gemäß einer ersten Ausführungsform, der sich nahe einem MR-Film befindet. Die erste Ausführungsform unterscheidet sich vom Kopf gemäß Fig. 1 dadurch, daß die Signalabgreifelektrode 18 so geformt ist, daß sie nur den Teil des MR-Films kontaktiert, der näher am magnetischen Aufzeichnungsträger liegt, dessen Position durch einen Pfeil M angedeutet ist. Bei der ersten Ausführungsform werden Änderungen des elektrischen Widerstands in dem Teil des MR- Films 15, in welchem der Streufluß vom magnetischen Aufzeichnungsträger lokalisiert ist, effizient bzw. effektiv als ein Abgreifsignal von V1 - V2 erfaßt, wodurch die mit hoher Ansprechempfindlichkeit erfolgende Erfassung von Spur- und Azimutversatz ermöglicht wird.
Die Fig. 4 und 5 sind eine Draufsicht bzw. eine Querschnittdarstellung des wesentlichen Teils eines Magnetkopfes gemäß einer zweiten Ausführungsform Damit die Signalabgreifelektrode 18 nur den Bereich des MR-Films 15 kontaktieren kann, der - wie bei der zweiten Ausführungsform - näher an der Laufrichtung des magnetischen Aufzeichnungsträgers liegt, ist zwischen dem MR-Film 15 und der Elektrode 18 ein Isolierfilm 19 geformt, so daß nur die Spitze (das Vorderende) der Elektrode 18 den MR-Film 15 kontaktiert. Selbstverständlich bietet die zweite Ausführungsform ebenfalls den gleichen Vorteil wie die erste Ausführungsform.
Der gleiche Vorteil wird auch erzielt, wenn das näher am magnetischen Aufzeichnungsträger gelegene Ende der Signalabgreifelektrode 18 auf die in Fig. 2B gezeigte Weise geformt wird. In diesem Fall kann eine große Fläche für den Flußabgreif- bzw. -meßbereich sichergestellt sein. Eine breite Elektrode läßt sich einfacher herstellen als eine dünne bzw. schmale Elektrode.
Fig. 6 ist eine Draufsicht auf den wesentlichen Teil einer Magnetkopfanordnung gemäß einer dritten Ausführungsform. Bei dieser Ausführungsform sind eine erste Signalabgreifelektrode 21, welche den Teil des MR-Films 15 kontaktiert, der näher am magnetischen Aufzeichnungsträger, dessen Position durch einen Pfeil M angedeutet ist, liegt, und eine zweite Signalabgreifelektrode 22 vorgesehen, welche den Teil des MR-Films 15 kontaktiert, der an der gegenüberliegenden Seite liegt, d.h. der am weitesten vom magnetischen Aufzeichnungsträger entfernt ist. Bei der vierten (bzw. dritten) Ausführungsform werden Spannungen V1, V2, V3 und V4 zwischen der Stromzuführelektrode 16 und der ersten Signalabgreifelektrode 21, zwischen der Stromzuführelektrode 17 und der Elektrode 21, zwischen der Stromzuführelektrode 16 und der zweiten Signalabgreifelektrode 22 bzw. zwischen der Elektrode 17 und der Elektrode 22 abgegriffen.
Wenn bei dieser Ausführungsform der Magnetkopf in der Richtung der Spurbreite von einer Spur versetzt ist, ist eine Differenz in der Größe des (Magnet-)Flusses zwischen den ersten und zweiten Bereichen des MR-Films 15 vorhanden, wobei der erste Bereich zwischen der Stromzuführelektrode 16 und der ersten Signalabgreifelektrode 21 liegt, die näher zur Richtung des magnetischen Aufzeichnungsträgers plaziert ist, und der zweite Bereich zwischen der Stromzuführelektrode 17 und der ersten Signalabgreifelektrode 21 liegt. Die Flußgröße zwischen der Stromzuführelektrode 16 und der Signalabgreifelektrode 22 ist jedoch im wesentlichen gleich derjenigen zwischen der Stromzuführelektrode 17 und der zweiten Signalabgreifelektrode 22. Die Größe des Flusses beträgt in diesem Fall etwa die Hälfte der Gesamtgröße des in den MR- Film fließenden (Magnet-)Flusses. Mittels eines Vergleichs der Größe zwischen V1 oder V2 und V3 oder V4 wird es somit möglich, festzustellen, ob die Magnetkopfanordnung gegenüber einer Spur versetzt ist oder nicht.
Fig. 7 ist eine Draufsicht auf den wesentlichen Teil eines Magnetkopfes. Zwischen den Stromzuführelektroden 16 und 17 sind symmetrisch in bezug auf die Mittellinie des MR-Films zwei oder mehr Signalabgreifelektroden 23 bis 26 (vier Elektroden bei diesem Beispiel) angeordnet. Die Breite jeder der Signalabgreifelektroden 23 bis 26 ist kleiner als die der Stromzuführelektroden 16 und 17. Wenn über die Stromzuführelektroden 16 und 17 ein konstanter Gleichstrom in den MR-Film 15 fließt, werden Spannungen V5 und V6 zwischen den Signalabgreifelektroden 23 und 24 bzw. zwischen den Signalabgreifelektroden 25 und 26 erzeugt. Die Erfassung der Spannungsdifferenz und der Phasendifferenz zwischen V5 und V6 ermöglicht eine Erfassung von Spur- und Azimutversatz.
Durch Anordnung der Signalabgreifelektroden 23 bis 26 in der Position, in welcher die Spannungen V5 und V6 mit hoher Empfindlichkeit erfaßt werden können, können Änderungen in dem vom magnetischen Aufzeichnungsträger in den MR-Film 15 fließenden Magnetfluß genauer als ein Spannungssignal, welches die Differenz zwischen V5 und V6 angibt, detektiert bzw. erfaßt werden.
Fig. 8 ist eine Draufsicht auf den wesentlichen Teil eines Magnetkopfes, bei dem zwischen Stromzuführelektroden 16 und 17 mehr (mehrere) Signalabgreifelektroden 31 bis 35 symmetrisch zur Mittellinie des MR-Films angeordnet sind. Die Breite jeder der Signalabstreifelektroden 31 bis 35 ist kleiner als die der Stromzuführelektroden 16 und 17. In diesem Fall werden eine Spannung V7 zwischen den Elektroden 16 und 31, eine Spannung zwischen den Elektroden 32 und 33, eine Spannung V9 zwischen den Elektroden 33 und 34 sowie eine Spannung V10 zwischen den Elektroden 35 und 17 detektiert bzw. abgegriffen, wenn im MR-Film 15 über die Spannungszuführelektroden 16 und 17 ein konstanter Gleichstromfluß erzeugt wird. Weiterhin werden die Spannungsdifferenz und Phasendifferenz zwischen V7 und V10 sowie zwischen V8 und V9 ermittelt, um Spur- und Azimutversatz zu erfassen.
Die Neigung oder Schrägstellung des Magnetkopfes in der Richtung der Spurbreite kann mit hoher Empfindlichkeit auf der Grundlage der Differenz zwischen einem symmetrischen Paar von Spannungen, d.h. V7 und V10 bzw. V8 und V9, erfaßt werden.
Fig. 9 ist eine Draufsicht auf einen Magnetkern eines Magnetkopfes. Der näher am magnetischen Aufzeichnungsträger gelegene Kern ist längs der Spurbreite in zwei bei 13a und 13b angedeutete Stücke bzw. Teile unterteilt, so daß der vom magnetischen Aufzeichnungsträger fließende Streufluß zweigeteilt wird. Der in den MR-Film 15 fließende Magnetfluß wird ebenfalls in der Richtung der Spurbreite zweigeteilt. Demzufolge kann die Spannungs- und Phasendifferenz zwischen Spannungen V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V10, V8, V9 mit höherer Empfindlichkeit (sensitivity) erfaßt werden.
Fig. 10 ist eine Draufsicht auf einen Magnetkern eines Magnetkopfes. Zwischen den geteilten oberen Kernen 13a und 13b ist ein supraleitender Film 37 angeordnet. Der Streufluß vom magnetischen Aufzeichnungsträger fließt unter Vermeidung (Umgehung) des supraleitenden Films 37. Der Fluß fließt somit vollständig getrennt in die oberen Kerne 13a und 13b.
Fig. 11 ist eine Draufsicht auf einen Magnetkern eines Magnetkopfes. Dabei ist eine Kerbe bzw. Aussparung 40 im Mittelteil desjenigen von oberen Kernen 13 und 14 ausgebildet, der an der Mitte des MR-Films 15 liegt. Aufgrund einer solchen Form ist derjenige Endabschnitt des Kerns 13, der näher am magnetischen Aufzeichnungsträger liegt und daher für Streufluß vom magnetischen Aufzeichnungsträger empfindlich (ansprechempfindlich) ist, in der Richtung der Spurbreite fortlaufend. Aufgrund der Anordnung der Aussparungen 40 in den Mittelbereichen der oberen Kerne 13 und 14 an der Seite des MR-Films 15 kann der Streufluß unter Verzweigung nach rechts und links in der Richtung der Spurbreite fließen.
Fig. 12 ist eine Draufsicht auf einen Magnetkern eines Magnetkopfes. Dabei ist eine Kerbe oder Aussparung 40 nur am bzw. im Kern 13 geformt, der auf den Streufluß vom magnetischen Aufzeichnungsträger ansprechempfindlich ist.
Fig. 13 ist eine Draufsicht auf einen Magnetkern eines Magnetkopfes. Die oberen und unteren Kerne 13 und 14 sind jeweils in der Richtung der Spurbreite in zwei Teile 43 und 44, 41 und 42 unterteilt; außerdem ist die magnetische Permeabilität der Teile 41 und 43 von derjenigen der Teilen 42 und 44 verschieden.
Indem die rechten und linken Seiten des Magnetkerns bezüglich der magnetischen Permeabilität voneinander verschieden ausgestaltet werden, wird eine Differenz zwischen Änderungen in der Größe des Flusses hervorgebracht, der in die rechten und linken Seiten des Kerns fließt. Außerdem variiert die Differenz zwischen den Punkten, wenn sich der Kopf von der Spurmitte nach rechts verschiebt und wenn er sich von der Mitte nach rechts (bzw. links) bewegt. Durch Abgreifen eines Differenzsignals können somit Richtung und Größe des Spurversatzes der Magnetkopfanordnung erfaßt werden.
Fig. 14 ist eine perspektivische Darstellung eines (anderen) Magnetkerns eines Magnetkopfes. Der Magnetkern ist so ausgebildet, daß der untere Kern (d.h. die Vorlaufkantenseite) in Stücke bzw. Teile 11a und 11b in der Richtung der Spurbreite unterteilt ist, während der obere Kern 13 (d.h. die Nachlaufkantenseite) in der Richtung der Spurbreite nicht unterteilt ist. Mit dem Magnetkopf einer solchen Form kann zum Aufzeichnungszeitpunkt eine fortlaufende Aufzeichnung in der Richtung der Spurbreite durchgeführt werden, während zum Wiedergabezeitpunkt der Streufluß vom magnetischen Aufzeichnungsträger in der Richtung der Spurbreite nach rechts und links aufgeteilt werden kann. In diesem Fall ist es zweckmäßig, daß die unterteilten unteren Kerne 11a und 11b an der gegenüberliegenden Seite zur Laufrichtung des magnetischen Aufzeichnungsträgers, wie dargestellt, plaziert sind oder werden.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen (gemäß den Fig. 3 bis 6) sind auch auf den Abschirmtyp-MR-Kopf und den Jochtyp-MR-Kopf gemäß den Fig. 1A und 1B anwendbar.
Im folgenden sind Magnetköpfe beschrieben, bei denen erste und zweite magnetische Abgreifelemente in der Richtung der Spurbreite getrennt angeordnet sind. Diese Köpfe sind in den Fig. 15 bis 24 dargestellt.
Fig. 15 ist eine perspektivische Darstellung eines Magnetkopfes. Jedes der ersten und zweiten magnetischen Abgreifelemente 50a und 50B, die in der Richtung der Spurbreite (voneinander) getrennt und parallel zueinander angeordnet sind, umfaßt einen MR-Film 15, zwei Stromzuführelektroden 16 und 17 in Anordnung zum Kontaktieren beider Ränder des MR-Films, die einander in der Richtung der Spurlänge gegenüberliegen, und eine zwischen den Stromzuführelektroden angeordnete Signalabgreifelektrode 18 zum Kontaktieren des MR-Films.
Zwischen den ersten und zweiten magnetischen Abgreifelementen 50a und 50b sind Magnetkerne 51 bis 53 in Form eines Rings angeordnet. Zwischen den Magnetkernen 51 und 52 ist ein Luft-Spalt 54 geformt, der mit dem magnetischen Aufzeichnungsträger in Kontakt bzw. Berührung steht. Weitere Spalte sind auch zwischen den Kernen 51 und 53 sowie zwischen den Kernen 52 und (vermutlich:) 53 geformt. Die MR-Filme 15 der magnetischen Abgreifelemente 50a und 50b sind so angeordnet, daß sie diese Spalte zwischen den Kernen 51 und 52 sowie 52 und 53 aus der Richtung der Spurbreite zwischen sich einschließen.
Wenn beim Magnetkopf mit der oben beschriebenen Ausgestaltung die unteren Flächen bzw. Unterseiten der Magnetkerne 51 und 52 mit dem magnetischen Aufzeichnungsträger in Kontakt gebracht werden, fließt ein Streufluß, der auf in Spuren des Aufzeichnungsträgers aufgezeichneten Signalen basiert, über die Magnetkerne 51 bis 53 in die MR- Filme 15 der magnetischen Abgreifelemente 50a und 50b. Infolgedessen variiert der elektrische Widerstand der MR- Filme mit der Größe des Flusses. In diesem Fall wird der Streufluß in die MR-Filme der magnetischen Abgreifelemente 50a und 50b aufgeteilt, so daß die Größe des in jedem dieser MR-Filme fließenden Flusses unabhängig oder getrennt erfaßt werden kann. Infolgedessen kann Spur- und Azimutversatz mit höherer Genauigkeit erfaßt werden.
Wenn im MR-Film über die Stromzuführelektroden 16 und 17 ein konstanter Gleichstromfluß erzeugt und eine Differenz zwischen einer zwischen den Elektroden 16 und 17 entwickelten oder entstehenden Spannung sowie einer zwischen den Elektroden 17 und 18 entstehenden Spannung als Detektionsoder Abgreifsignal gewonnen wird, variieren Polarität und Größe der für die magnetischen Abgreifelemente 50a und 50b gewonnenen Abgreifsignale entsprechend einer Differenz in der Änderung im elektrischen Widerstand zwischen den MR-Filmen der magnetischen Abgreifelemente abhängig (deepening) von Spur- und Azimutversatz. Die Benutzung dieser Abgreifsignale ermöglicht eine Spurnachführregelung oder -steuerung sowie eine Azimutausrichtung des Lese/Schreibkopfes.
Fig. 16 ist eine perspektivische Darstellung eines Magnetkopfes. Das Merkmal dieses Magnetkopfes besteht darin, daß jeder der MR-Filme 15 gemäß Fig. 15 in der Richtung des Spurlänge in zwei Teile 15a und 15b unterteilt und die Spitze bzw. das Vorderende der Signalabgreifelektrode 18 in zwei Zweige unterteilt ist. Beide Enden des MR-Films 15a stehen in Kontakt mit der Stromzuführelektrode 16 und einem der beiden Zweige der Signalabgreifelektrode 18, während die beiden Enden des MR-films 15b mit der Stromzuführelektrode 17 und dem anderen der beiden Zweige der Signalabgreifelektrode 18 in Berührung bzw. Kontakt stehen.
Fig. 17 ist eine perspektivische Darstellung eines Magnetkopfes. Die Elektrode 17 gemäß Fig. 15 ist weggelassen, und die Elektroden 16 und 18 stehen in jedem der magnetischen Abgreifelemente 50a und 50b mit den beiden Enden des MR-Films 15 in Berührung bzw. Kontakt. Der Magnetkern 53 gemäß Fig. 15 ist mit dem Magnetkern 52 einheitlich bzw. materialeinheitlich ausgebildet. In diesem Fall wird vorausgesetzt, daß die Elektroden 16 und 18 für sowohl Stromzufuhr als auch Signalabgriff benutzt werden.
Im MR-Film 15 wird ein konstanter Gleichstromfluß zum Detektieren bzw. Abgreifen einer Spannung zwischen den Elektroden 16 und 18 erzeugt, und eine Differenz zwischen von den magnetischen Abgreifelementen 50a und 50b erhaltenen Spannungen wird als Detektions- bzw. Abgreifsignal gewonnen, so daß damit Spur- und Azimutversatz erfaßt werden kann.
Fig. 18 ist eine perspektivische Darstellung eines Magnetkopfes. Die Länge von MR-Filmen der magnetischen Abgreifelemente 50a und 50b in der Richtung der Spurlänge ist kleiner als im Fall von Fig. 17, und die MR-Filme sind so angeordnet, daß sie nur den zwischen den Magnetkernen 51 und 52 gebildeten Spalt und dessen Umgebungsbereich in der Richtung der Spurbreite (zwischen sich) einschließen.
Fig. 19 eine perspektivische Darstellung eines (weiteren) Magnetkopfes. Bei dieser Ausführungsform ist jeder der Magnetkerne 51 bis 53 gemäß Fig. 15 in der Richtung der Spurbreite in zwei Stücke bzw. Teile unterteilt, wobei zwischen den beiden Teilen jedes Magnetkerns ein nichtmagnetischer Film (oder supraleitender Film) 55 vorgesehen ist. Jeder der Magnetkerne ist in der Richtung der Spurbreite magnetisch zweigeteilt, so daß sich der Streufluß in die MR- Filme 15 der magnetischen Abgreifelemente 50a und sob aufteilt und damit die in jeden der MR-Filme fließende Flußgröße unabhängig bzw. getrennt erfaßt werden kann.
Infolgedessen können Spur- und Azimutversatz mit höherer Genauigkeit erfaßt werden.
Fig. 20 ist eine perspektivische Darstellung (noch eines weiteren) Magnetkopfes. Jeder der Magnetkerne 51 bis 53 gemäß Fig. 16 ist magnetisch in zwei Stücke bzw. Teile unterteilt, wobei ein nichtmagnetischer Film (oder supraleitender Film) 55, wie in Fig. 19, dazwischen eingefügt ist.
Fig. 21 ist eine perspektivische Darstellung eines Magnetkopfes. Jeder der Magnetkerne 51 und 52 gemäß Fig. 17 ist magnetisch in zwei Teile unterteilt, wobei ein nichtmagnetischer (oder supraleitender) Film 55 dazwischen eingefügt ist.
Fig. 22 ist noch eine andere perspektivische Darstellung eines Magnetkopfes. Von den Magnetkernen 51 bis 53 gemäß Fig. sind die näher am magnetischen Aufzeichnungsträger liegenden Magnetkerne 51 und 52 jeweils magnetisch in zwei Teile unterteilt, wobei ein nichtmagnetischer (oder supraleitender) Film 55 dazwischen eingefügt ist.
Fig. 23 ist ebenfalls eine perspektivische Darstellung eines Magnetkopfes. Von den Magnetkernen 51 bis 53 gemäß Fig. 16 sind die näher am magnetischen Aufzeichnungsträger liegenden Magnetkerne 51 und 52 jeweils magnetisch in zwei Teile unterteilt, wobei - wie in Fig. 22 - ein nichtmagnetischer (oder supraleitender) Film 55 dazwischen eingefügt ist.
Fig. 24 ist eine perspektivische Darstellung eines weiteren Magnetkopfes. Von den Magnetkernen 51 und 52 gemäß Fig. 17 ist der näher am magnetischen Aufzeichnungsträger liegende Magnetkern 51 magnetisch in zwei Teile unterteilt, wobei ein nichtmagnetischer (oder supraleitender) Film 55 dazwischen eingefügt ist.
Wie oben beschrieben, ist ein MR-Film parallel zur Richtung der Spurbreite angeordnet, wobei mindestens zwei Stromzuführelektroden vorgesehen sind, die jeweils mit beiden Enden des MR-Films in der Richtung der Spurbreite oder in deren Nähe in Kontakt stehen, und mindestens eine Signalabgreifelektrode vorgesehen ist, deren Breite kleiner ist als diejenige der Stromzuführelektroden und die zwischen letzteren mit dem MR-Film in Kontakt steht. Im MR-Film wird durch die Stromzuführelektroden ein konstanter Stromfluß erzeugt, wobei ein Signal mit einer Spannungsdifferenz oder einer Stromdifferenz entsprechend Spur- und Azimutversatz mittels der Signalabgreifelektrode abgegriffen wird. Infolgedessen können Spur- und Azimutversatz auch dann mit hoher Empfindlichkeit erfaßt werden, wenn die Spuren einer Platte mit einer kleinen Breite ausgebildet sind, während dabei die Vorzüge von MR-Filme benutzenden Magnetköpfen ausgenutzt werden. In diesem Fall wird eine Erfassung mit noch höherer (Ansprech-)Empfindlichkeit dadurch ermöglicht, daß der Teil eines Magnetkerns zum Leiten von Streufluß vom magnetischen Aufzeichnungsträger zu einem Magnetfilm, welcher (Teil) näher am Aufzeichnungsträger liegt, in der Richtung der Spurbreite magnetisch in Stücke oder Teile unterteilt ist.
Hierbei sind erste und zweite magnetische Abgreifelemente vorgesehen, die in der Richtung der Spurbreite voneinander beabstandet sind und jeweils einen im wesentlichen parallel zur Richtung der Spurlänge angeordneten MR- Film und mindestens zwei Elektroden umfassen, die jeweils mit beiden Enden des MR-Films in der Richtung der Spurbreite oder dessen Umgebung in Kontakt stehen. Die ersten und zweiten magnetischen Abgreifelemente vermögen ein Signal mit einer Spannungs- oder einer Stromdifferenz entsprechend Spur- und Azimutversatz abzugreifen. Die Dimension des Kopfes längs der Spurbreite kann daher klein sein, und es kann eine ausreichende Fläche des Teils zum Erfassen oder Abgreifen des Streuflusses vom magnetischen Aufzeichnungsträger im MR-Film sichergestellt sein. Infolgedessen kann auch im Fall von Platten mit schmalen Spuren Spur- und Azimutversatz mit hoher Empfindlichkeit erfaßt werden. Hierbei wird eine Erfassung mit noch höherer Empfindlichkeit dadurch ermöglicht, daß ein Magnetkern zum Leiten von Streufluß zu den magnetischen Filmen der ersten und zweiten magnetischen Abgreifelemente zwischen letzteren vorgesehen und der näher am Aufzeichnungsträger gelegene Teil des Magnetkerns in der Richtung der Spurbreite magnetisch in Teile unterteilt wird.
Im folgenden ist ein Magnetplattensystem unter Verwendung eines Magnetkopfes gemäß den Fig. 26A , 26B und 26C beschrieben.
Fig. 26A ist eine Vorderansicht des Magnetkopfes; Fig. 26B ist eine unterseitige Draufsicht auf den Magnetkopf, und Fig. 26C ist eine Seitenansicht des Kopfes. In den Fig. 26B und 26C sind eine Spule 2 und eine Zuleitung 10, die in Fig. 26A dargestellt sind, weggelassen.
Der (im folgenden als Kopf) bezeichnete Magnetkopf 1 besteht aus einer Spule 2, einem Joch 3, einer Polspitze 4, Elektroden 5, 6 und 7, einem magnetischen Film 8 mit magnetischem Widerstandseffekt (im folgenden als MR-Film bezeichnet) und einem Luft-Spalt 9. Ein Aufzeichnungskopf 11 ist durch die Spule 2, das Joch 3 und den Spalt 9 gebildet. Die Spule 2 ist um das Joch 3 herumgewickelt Zwei Wiedergabeköpfe 12A und 12B sind durch das Joch 3, die Polspitze 4, die Elektroden 5 bis 7 und den MR-Film 8 gebildet. Der MR-Film 8 ist in den Spalt an der Spitze des Jochs 3 eingebettet. Die Elektroden 5 bis 7 sind an der Oberfläche des MR-Films 8, diesen kontaktierend, geformt. Mit jeder dieser Elektroden ist ein Leitungsdraht bzw. eine Zuleitung 10 verbunden. Die Zuleitungen 10 dienen zum Leiten eines Stroms zu den Elektroden und zum Erfassen bzw. Abgreifen des Potentials an den Elektroden.
Wie bei herkömmlichen Magnetköpfen, erfolgt das Aufzeichnen von Daten auf einer (im folgenden als Platte bezeichneten) Magnetplatte, die als magnetischer Aufzeichnungsträger dient, durch Magnetisieren der Platte mit einem Streufluß vom Spalt, der durch einen Stromfluß in der Spule 2 erzeugt wird, die mit mehreren Windungen um das als Magnetflußstrecke dienende Joch 3 herumgewickelt ist. Eine Datenaufzeichnung erfolgt in einer Breite entsprechend der Spurbreite W (vgl. Fig. 26B).
Bei einem Platten-Aufzeichnungs/Wiedergabegerät zum Reproduzieren bzw. Wiedergeben von auf der Platte aufgezeichneten Daten, wie in Fig. 28 gezeigt, ist eine Konstantstromquelle 13 zwischen die Elektroden 5 und 7 eingeschaltet, wobei ein konstanter Strom I über den MR-Film 8 in einer festen Richtung zum Fließen gebracht wird. Eine Potentialdifferenz-Detektierschaltung 14 detektiert bzw. erfaßt eine Potentialdifferenz zwischen den Elektroden 5 und 6 sowie eine Potentialdifferenz zwischen den Elektroden 6 und 7. Dabei ist der Eingangswiderstand dieser Detektierschaltung 14 ausreichend hoch gewählt, so daß kein Stromfluß zwischen der mittleren Elektrode 6 und der Potentialdifferenz- Detektierschaltung stattfindet.
Der elektrische Widerstand des MR-Films 8 mit magnetischem Widerstandseffekt variiert in Abhängigkeit von Änderungen im Magnet-Fluß, die durch auf der Platte aufgezeichnete Daten hervorgerufen werden. Hierbei sollen die Potentiale an den Elektroden 5, 6 und 7 zu V1, V2 bzw. V3 vorausgesetzt sein. Weiterhin sei angenommen, daß der Widerstand des MR-Films zwischen den Elektroden 5 und 6 gleich R1 und der MR-Film-Widerstand zwischen den Elektroden 6 und 7 gleich R2 sind. Infolgedessen sind der Speisestrom I und die Potentiale V1, V2 und V3 wie folgt aufeinander bezogen:
R1 = (V1 - V2) / I
R2 = (V2 - V3) / I (1)
Der Speisestrom I ist konstant, und die Flußänderung ist der Widerstandsänderung des MR-Films 8 proportional. Infolgedessen ergeben sich die folgenden Beziehungen:
φ1 R1 (V1 - V2)
φ2 R2 (V2 - V3) (2)
Mittels des Wiedergabekopfes 12A wird die Variation oder Änderung des Flusses, der in der Richtung des Spalts innerhalb der Breite WB variiert, als eine Änderung des Widerstands des MR-Films im Bereich A zwischen Elektroden 6 und 7 erfaßt oder abgegriffen. Die elektrische Potentialdifferenz (V1 - V2) wird durch die Potentialdifferenz- Detektierschaltung 14 als Ausgangssignal VA abgegriffen.
Durch den Wiedergabekopf 12B wird die Variation oder Änderung des Flusses, der in der Richtung des Spalts in der Breite WA variiert, als eine Änderung des Widerstands des MR- Films im Bereich B zwischen Elektroden 5 und 6 erfaßt. Die elektrische Potentialdifferenz (V2 - V3) wird durch die Potentialdifferenz-Detektierschaltung 14 als Ausgangssignal VB abgegriffen. Sodann werden die als Ausgangssignal VB aufgezeichneten Daten innerhalb der Breite WB reproduziert.
Zwischen den Elektroden 5 und 7 ist nur eine Elektrode 6 zur Bildung der beiden Wiedergabeköpfe 12A und 128 angeordnet. Die Elektrode 6 ist am Mittelpunkt zwischen den Elektroden 5 und 7 angeordnet. Demzufolge gilt: WB = WA = W/2.
Wenn eine Anzahl N von Elektroden zwischen den Elektroden 5 und 7 angeordnet wären, würde eine Zahl (N + 1) von Wiedergabeköpfen mit jeweils einer Wiedergabebreite, die durch den Abstand zwischen benachbarten Elektroden bestimmt ist, realisiert werden. Da der MR-Film Änderungen im Fluß zu detektieren vermag, ist die Amplitude von reproduzierten Signalen bzw. Wiedergabesignalen unabhängig von Wellenlängen der auf der Platte aufgezeichneten Daten. Infolgedessen besteht keine Notwendigkeit für eine AGC- bzw. AVR- (automatische Verstärkungsregel-) Schaltung zum Kompensieren der Wiedergabesignalbreite an inneren und äußeren Spuren der Platte.
Fig. 29 ist ein Blockschaltbild eines Kopfpositionierregel- bzw. -steuersystems der Magnetplatteneinheit, umfassend den Kopf 1, die Konstantstromquelle 13 und die Potentialdifferenz-Detektierschaltung 14, die in Verbindung mit den Fig. 26A bis 28 beschrieben worden sind. Als Betätigungsglied bzw. Stelitrieb 22 zum Bewegen des Kopfes auf einer Platte 21 wird ein Dreh- oder Rotationsstelltrieb benutzt.
Ein optischer Stellungs- bzw. Lagensensor 23 ist vorgesehen zum Erfassen der Verschiebung des Kopfes 1 von der Außenseite der Platte her. Der optische Lagensensor 23 besteht aus einer reflektierenden Skala 24, in welcher reflektierende Abschnitte und nichtreflektierende Abschnitte einander abwechselnd und in gleichgroßen Abständen angeordnet sind, sowie zwei Sätzen von optischen Sensoreinheiten (von denen eine eine Kombination aus lichtemittierenden Vorrichtungen und Lichtempfangsvorrichtungen ist) 25. Die reflektierende Skala 24 ist in den Bewegungsteil des Stelltriebs 22 eingebaut, während die optischen Sensoreinheiten 25 an einer Laufwerksbasis 27 montiert sind. Eine Lese/Schreibschaltung 26 enthält eine Leseschaltung mit der Konstantstromquelle 13 und der Potentialdifferenz- Detektierschaltung 14, die in Verbindung mit Fig. 28 beschrieben worden sind.
Zum Erzeugen eines die Lage des Kopfes 1 relativ zu einer Datenspur auf der Platte 21 angebenden Positions- bzw. Lagensignals aus den von den Wiedergabeköpfen 12A und 12B der Kopfanordnung 1 ausgegebenen reproduzierten Signalen VA und VB sind Spitzendetektoren 28 und 29 sowie eine Subrahierstufe vorgesehen. Das Lagensignal wird einer Spurnachführservoschaltung 31, einer A/D-Schaltung bzw. einem A/D-Wandler und einem Spurimpulsgenerator 33 eingespeist. Ein digitales Ausgangssignal des A/D-Wandlers 32 sowie Spurnachführimpulse vom betreffenden Generator 33 werden einer Steuereinheit 35 eingespeist, die ein Soll-Geschwindigkeitssignal erzeugt. Als Steuereinheit 35 kann ein Mikroprozessor verwendet werden.
Andererseits wird das vom optischen Lagensensor 23 ausgegebene Zweiphasen-Lagensignal durch eine Lagensignalerzeugungsschaltung 37 in ein Lagensignal einer vorgeschriebenen Signalform umgewandelt und dann durch eine Differenzierstufe 38 und eine Glättungsstufe 39 zur Erzeugung eines Geschwindigkeitssignals verarbeitet. Eine Differenz zwischen dem Geschwindigkeitssignal und dem Soll-Geschwindigkeitssignal wird durch die Subtrahierstufe 40 zur Lieferung eines Geschwindigkeitsfehlersignals berechnet. Zum Umschalten zwischen der Spurnachführsteuerung und der Suchsteuerung erfolgt das Umschalten zwischen dem Geschwindigkeitsfehlersignal und dem von der Spurnachführservokompensierschaltung 31 gelieferten Lagensignal mittels eines Schalters 41. Ein durch den Schalter 41 gewähltes Signal wird an einen Schwingspulenmotor-(VCM-)Treiber 42 angelegt, der einen Schwingspulenmotor als Antriebseinheit für ein Stellglied 22 ansteuert.
Die reproduzierten Signale bzw. Wiedergabesignale von den Wiedergabeköpfen 12A und 12B werden auch einer Addierstufe 43 eingespeist und dadurch zusammenaddiert. Auf diese Weise werden Daten von der Platte reproduziert.
Im folgenden ist die Arbeitsweise der Magnetplatten einheit beschrieben.
Zunächst ist ein Verfahren zum Aufzeichnen eines Plattenformatiersignals aus Daten eines vorgeschriebenen Formats auf einer aufzeichnungsfreien Platte bei erstmaliger Benutzung der Platte anhand der Fig. 30 und 31 beschrieben.
Fig. 30 ist ein Blockschaltbild eines Kopfpositioniersteuersystems für anfängliche Plattenformatierung. Wenn sich der die Kopfanordnung 1 tragende Stelitrieb 22 auf der Platte 21 längs ihrer radialen Linie (bzw. Radiuslinie) bewegt oder verschiebt, wird ein in Fig. 31 gezeigtes Zweiphasenlagensignal (X, Y) vom optischen Lagensensor 23 erhalten. Die Lagensignale X und Y werden über den Lagensignal-Umschaltkreis 51 einer Kompensierschaltung 52 eingegeben, um damit eine Rückkopplungs-Positions- bzw. -Lagenregelung am Stelltrieb 22 so auszuführen, daß die Größe der Lagensignale zu Null wird. Dies bedeutet, daß die Kopfanordnung 1 in einer Position angeordnet ist oder wird, in welcher die Lagensignale X und Y zu Null werden. Die Kompensierschaltung 52 kompensiert Phase und Verstärkung der Rückkopplungs Servoschleife. Ein Nullpunkt der Lagensignale X und Y gemäß Fig. 31 entspricht der Mitte einer vorbestimmten Datenspur (der 4N-ten Datenspur im Fall dieser Figur) auf der Platte 21. Auf diese Weise ermöglicht die Rückkoppiungs-Lagenregelung die Positionierung der Kopfanordnung 1 bei einem vorbestimmten Spurabstand. Die Formatierungsdaten werden auf der Gesamtoberfläche der Platte 21 aufgezeichnet, während die Kopfanordnung 1 auf diese Weise an jeder der Datenspuren positioniert wird.
Im folgenden ist anhand der Fig. 32 und 33 die Spurnachführsteuerung der Kopfanordnung 1 beim Auslesen von Daten aus einer Aufzeichnungsspur beschrieben. Fig. 32 veranschaulicht Spitzenwerte PA und PB der reproduzierten Ausgangssignal VA und VB der Wiedergabeköpfe 12A und 12B der Kopf anordnung 1, die durch die Spitzenwertdetektoren 28 und 29 abgegriffen werden, und die Wellenform des von der Subtrahierstufe 30 gelieferten Lagensignals VA - VB, die erhalten wird, wenn sich die Kopfanordnung 1 auf der Platte in deren Radialrichtung verschiebt. Da die Amplitude der reproduzierten Ausgangssignale VA und VB der Wiedergabeköpfe 12A und 12B nicht von der Aufzeichnungswellenlänge abhängt, nehmen ihre Spitzenwerte einen Höchstwert a an, wenn die Wiedergabeköpfe sämtlich innerhalb der Breite einer Datenspur angeordnet sind. Mit der Verschiebung der Wiedergabeköpfe von der Datenspur auf ein aufzeichnungsfreies Schutzband fällt die Amplitude der reproduzierten Ausgangssignale allmählich oder fortlaufend ab. Wenn die Wiedergabeköpfe gemäß Fig. 32 so angeordnet sind, daß sie über zwei Datenspuren verlaufen, wird die Amplitude der reproduzierten bzw. Wiedergabe- Ausgangssignale aufgrund von Dateninterferenz zwischen den Datenspuren unbestimmt. Wenn die Datenspurbreite zu W und die Schutzbandbreite zu WG vorausgesetzt werden, bestimmt sich der Höchstwert der unbestimmten Zone zu:
a (W/2 - WG) / (W/2) (3)
Unter der Annahme von WG = 0,2 W beträgt der Höchstwert der Spitzenwerte PA und PB der reproduzierten Ausgangssignale VA und VB in der unbestimmten Zone 0,6 a.
Durch Berechnen von PA - PB anhand der Spitzenwerte PA und PB gemäß (a) und (b) in Fig. 32 wird ein Lagensignal (PA - PB), wie bei (c) in Fig. 32 gezeigt, (vermutlich: erhalten). Das Lagensignal (PA - PB) ist im Zentrum bzw. in der Mitte jeder der Datenspuren gleich Null. Gemäß Fig. 29 wird daher das von der Subtrahierstufe 30 ausgegebene Lagensignal (PA - PB) dem Stellglied 22 über den Schalter 41 und den VCM-Treiber 42 eingegeben, nachdem es der Verstärkungs- und Phasenkompensation in der Spurnachführservokompensierschaltung 31 unterworfen worden ist. Durch Durchführung der Rückkopplungs-Lagenregelung so, daß PA - PB = 0 gilt, kann die Kopfanordnung 1 auf der Mitte einer Datenspur plaziert werden.
Zur Gewinnung richtigerer Lagensignale kann jeder der Spitzenwertdetektoren 28 und 29 gemäß Fig. 29 durch einen Synchrondetektor ersetzt werden. In diesem Fall wird das reproduzierte Signal vom Wiedergabekopf 12A einer Synchrondetektion unter Heranziehung des reproduzierten Signais vom Wiedergabekopf 12B als Referenzsignal unterworfen, um ein bei (a) in Fig. 33 gezeignes Signal SA zu gewinnen. Auf ähnliche Weise wird das reproduzierte bzw. Wiedergabesignal vom Wiedergabekopf 12B einer Synchrondetektion unter Heranziehung des Wiedergabesignals vom Wiedergabekopf 12A als Referenzsignal unterworfen, um ein bei (b) in Fig. 33 gezeigtes Signal SB zu gewinnen. Die Differenz (SA - SB) wird durch die Subtrahierstufe 30 abgeleitet, um ein bei (c) in Fig. 33 gezeigtes Lagensignal (SA - SB) zu erzeugen.
Es ist darauf hinzuweisen, daß im Fall der Anwendung der Synchrondetektion die Referenzsignale für die Synchrondetektion nicht gewonnen werden können, wenn sich die Wiedergabeköpfe 12A und 12B über zwei Datenspuren erstrecken. Aus diesem Grund kann das Lagensignal (SA - SB) in den von den gestrichelten Linien bei (a), (b) und (c) in Fig. 33 umschlossenen Zonen nicht gewonnen werden. Demzufolge ist es praktisch zweckmäßig, das Lagensignal (PA - PB) auf der Grundlage der Spitzenwertdetektion bei der Anordnung gemäß Fig. 29 und das Lagensignal (SA - SB) auf der Grundlage der synchrondetektion in Kombination miteinander zu benutzen. Dies bedeutet, daß zunächst unter Heranziehung des Lagensignals (PA - PB) eine grobe Spurnachführsteuerung oder -regelung und anschließend mittels des Lagensignals (SA - SB) eine Spurnachführ-Feinregelung vorgenommen wird.
Im folgenden ist die Spurnachführregelung der Kopfanordnung beim Neueinschreiben von Daten auf einer "beschriebenen" Datenspur, auf welcher bereits Daten entsprechend dem obigen Format aufgezeichnet worden sind, beschrieben. Mit der Kopfanordnung 1 der in den Fig. 26A bis 26C dargestellten Ausgestaltung ist es für die Wiedergabeköpfe 12A und 12B unmöglich, Signale wiederzugeben, während Daten aufgezeichnet werden. Im allgemeinen Plattenformat sind Daten in Blöcken von Sektoren aufgezeichnet. In jedem Sektor sind Identifikations- bzw. ID-Information und Daten aufgezeichnet. Unter der Voraussetzung, daß die ID- Information usw. auch bei der vorliegenden Ausführungsform wie im Plattenformat aufgezeichnet sind, werden Daten bezüglich ID-Information usw. aus dem von einem Datenaufzeichnungsbereich verschiedenen Bereich innerhalb einer Spur auch zum Auf zeichnungszeitpunkt ausgelesen. Damit wird ein Lagensignal (PA - PB) oder (SA - SB) (d.h. ein Lagenfehlersignal) von dem vom Datenaufzeichnungsbereich verschiedenen Bereich innerhalb einer Spur erhalten, und die Spurnachführregelung wird auf der Grundlage dieses Lagensignals durchgeführt. Das unmittelbar vor Einleitung der Aufzeichnung von Daten gewonnene oder erhaltene Lagensignal (PA - PB) oder (SA - SB) wird bis zur Einleitung der Datenaufzeichnung gehalten (zwischengespeichert). Während einer Aufzeichnungsperiode wird das Signal als Lagenfehlersignal betrachtet, so daß die gleiche Rückkopplungs- Lagenregelung, wie oben beschrieben, ausgeführt wird.
Im folgenden ist die Suchsteuerung oder -regelung des Kopfes von einer Spur zu einer anderen Spur anhand der Fig. 33 und 34 beschrieben. Bei der in Fig. 29 gezeigten Anordnung der Platteneinheit erfolgt die Erfassung der Stellung bzw. Lage des Kopfes 1 mittels des Spurzählers 34, welcher die Zahl von Spurimpulsen zählt, die jedesmal dann durch den Spurimpulsgenerator 33 generiert werden, wenn der Kopf eine Spur kreuzt. Der Spurimpulszähler 33 kann einen Komparator umfassen, welcher das Lagensignal (PA - PB) gemäß Fig. 34 in Impulse umsetzt.
Als Komparator, der als Spurimpulsgenerator 33 eingesetzt wird, wird zweckmäßig ein sog. Hysteresekomparator benutzt, bei dem der Schwellenwert zwischen dem Zeitpunkt, zu dem der Eingangssignalpegel ansteigt, und dem Zeitpunkt, zu dem der Eingangssignalpegel abfällt, variiert. Fig. 34 veranschaulicht eine Wellenform für den Fall, daß ein solcher Hysteresekomparator benutzt wird. Die Wellenform der Spurimpulse gemäß Fig. 34 wird erzeugt, wenn der Suchvorgang von der Innenseite zur Außenseite der Platte 21 ausgeführt wird. Bei diesem Beispiel wird oder ist der Schwellenwert dann, wenn der Signalpegel in der positiven Richtung variiert, auf Vth gesetzt, während der Schwellenwert dann, wenn der Signalpegel in der negativen Richtung variiert, auf Null gesetzt ist. Wenn der Suchvorgang oder Suchlauf von der Innenseite zur Außenseite durchgeführt wird, ist andererseits der Schwellenwert dann, wenn das Lagensignal in der positiven Richtung variiert, auf Null gesetzt, während der Schwellenwert dann, wenn das Lagensignal in der negativen Richtung variiert, auf eine von Null verschiedene Größe gesetzt ist. Infolgedessen ist die Spurimpulswellenform im Fall des Suchlaufs von der Außenseite zur Innenseite der Platte zu der Wellenform umgekehrt, die bei Durchführung des Suchlaufs von der Innenseite zur Außenseite erhalten wird.
Aus den vorstehenden Ausführungen geht folgendes hervor: Bei Verwendung eines Hysteresekomparators als Spurimpulsgenerator 33 wird auch dann, wenn der Lagensignalpegel in der Nähe des Null-Pegels aufgrund von Geräusch bzw. Rauschen und Schwingung des Kopfes sehr geringfügig variiert, kein falscher Spurimpuls erzeugt, solange die Pegeländerung auf eine Größe unterhalb des Schwellenwerts Vth begrenzt ist Hierdurch wird ein Vorteil erreicht, daß keine Falschzählung der Spuren vorkommt.
Um die Geschwindigkeit des Kopfes 1 zu erfassen bzw. zu bestimmen, wie dies für die Such(lauf)regelung erforderlich ist, wird das Zweiphasenlagensignal X, Y vom optischen Lagensensor 23 benutzt. Die Lagensignale X und Y werden der Lagensignalerzeugungsschaltung 33 eingespeist, in welcher sie entsprechend ihrem Größenverhältnis in ein Lagensignal umgesetzt werden, wie es bei (b) in Fig. 35 gezeigt ist. Die Erzeugung des Lagensignals erfolgt durch Ausziehen oder Aussieben nur linearer Anteile des Zweiphasenlagensignals x, Y (vgl. (a) in Fig. 35). Das von der Lagensignalerzeugungsschaltung 37 gelieferte Lagensignal wird einem Differenzierprozeß in der Differenzierstufe 38 unterworfen, um ein Geschwindigkeitssignal zu erzeugen. Die Diskontinuitäts- bzw. Unterbrechungspunkte des Lagensignals von der Lagensignalerzeugungsschaltung 37 zeigen aufgrund des Differenzierprozesses impulsartige Wellenformen. Zur Ausschaltung dieser Erscheinung wird durch die Glättungsstufe 39 ein Glättungsprozeß durchgeführt.
Wenn beispielsweise ein Suchbefehl geliefert wird, wird der Kopf 1 mit hoher Geschwindigkeit von der Spur, an welcher er sich augenblicklich befindet, zu einer gewünschten Spur bewegt, wodurch ein Hochgeschwindigkeits-Suchlauf ausgeführt wird. Zur Einstellung einer Laufgeschwindigkeit des Kopfes für den Hochgeschwindigkeits-Suchlauf ist in der Steuereinheit 35 eine Geschwindigkeitskurve abgespeichert worden, welche die gewünschte Geschwindigkeit für mittlere oder Zwischen-Spuren vorgibt.
Wenn sodann der Kopf 1 den Suchlaufvorgang startet, liest die Steuereinheit 35 einen Zählstand des Spurzählers 34 aus, um die aktuelle Spurposition zu finden, und sie gibt Daten bezüglich einer Soll-Geschwindigkeit entsprechend der aktuellen Spurposition aus. Die Soll-Geschwindigkeitsdaten werden durch den D/A-Wandler 36 in ein analoges Soll- Geschwindigkeitssignal umgewandelt und dann der Subtrahierstufe 40 eingegeben, in welcher die Differenz (Geschwindigkeitsfehlersignal) zwischen dem Soll-Geschwindigkeitssignal und dem Ist-Geschwindigkeitssignal von der Glättungsstufe 39 abgeleitet oder ermittelt wird. Durch Rückkoppeln des Geschwindigkeitsfehlersignals zum Stellglied 22 über den Schalter 41 und den VCM-Motor 42 als Steuer- bzw. Regelsignal wird die Rückkopplungs-Geschwindigkeitsregelschleife gebildet. Auf die oben beschriebene Weise wird der Hochgeschwindigkeits-Suchlauf zu einer gewünschten Spur durch den Kopf mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt.
Bei ausreichender Annäherung des Kopfes an die gewünschte Spur wird das Regelsystem von Suchlaufregelung auf Spurnachführregelung umgeschaltet. Insbesondere nimmt die Steuereinheit 35 das Lagensignal (PA - PB) über den A/D- Wandler 32 ab, wenn der Kopf eine Spur durchläuft, die um eine Spur vor der gewünschten Spur bzw. Soll-Spur liegt, und sie beobachtet sodann Änderungen des Lagensignals, um zu entscheiden, ob der Kopf in den Bereich eingetreten ist, in welchem die Spurnachführregelung möglich ist. Wenn bestätigt wird, daß dieser Bereich erreicht ist, erfolgt ein Umschalten vom Suchlaufregelsystem auf das Spurnachführregelsystem.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt. Zur Erfassung der Lage oder Stellung des Kopfes können beispielsweise das von den Wiedergabesignalen der Wiedergabeköpfe 12A und 12B erhaltene Lagensignal und das vom optischen Lagensensor ausgegebene Lagensignal in Kombination benutzt werden. Es ist schwierig, die Datenspurposition auf der Grundlage des Lagensignals vom optischen Lagensensor unmittelbar zu erfassen, und zwar aufgrund von Verformung der Platte durch Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsänderung sowie Alterung. Zum Erfassen der Kopflage zwischen von der Platte 21 gewonnenen Spurimpulsen kann jedoch das Lagensignal vom optischen Lagensensor 23 benutzt werden. Beispielsweise kann die Kopflage oder -stellung zwischen Spuren durch Zählen von Nulldurchgangspunkten des Zweiphasenlagensignals (X, Y) vom optischen Lagensensor 23 bestimmt werden. Es ist auch möglich, die Lage des Kopfes anhand des analogen Pegeis der Lagensignale X und Y zu berechnen.
Obgleich bei der vorliegenden Ausführungsform reproduzierte Ausgangssignale bzw. Wiedergabeausgangssignale der Wiedergabeköpfe 12A und 12B einer Signalverarbeitung (Spitzenwertdetektion oder Synchrondetektion) unterworfen werden und dann ihre Differenz zur Erzeugung des Lagensignals abgeleitet wird, kann das Lagensignal (auch) durch Erfassen der Differenz zwischen den Wiedergabeausgangssignalen gewonnen werden. Je nach Bedingungen kann die eigentliche (mere) Differenz zwischen den Wiedergabeausgangssignalen als das Lagensignal definiert werden.
Bei den Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Magnetplattensystems besteht keine Notwendigkeit für Bereiche, in denen Servomformation zum Positionieren eines Kopfes geformt oder vorgesehen werden muß, so daß damit eine Verringerung der Speicherkapazität durch die Servoinformation vermieden und die Formatierungswirksamkeit erhöht werden.
Das Lagensignal (Lagenfehlersignal) für direkte Spurnachführung wird aus den Datenspuren kontinuierlich gewonnen. Infolgedessen tritt kein thermischer Spurversatz aufgrund von Ausdehnung und Zusammenziehung einer Platte auf; ferner ist die Spurnachführbarkeit verbessert, weil ein großes bzw. weites Servoband erzielt wird und die Einschwingund Störungscharakteristika verbessert sind. Hierdurch werden eine genaue Positionierung des Kopfes, eine große Spurdichte und eine große Kapazität ermöglicht.
Im Gegensatz zum Servoflächen- und Datenflächen- Kombinationssystem besteht darüber hinaus keine Notwendigkeit für zwei Formatierungsarten. Dies ermöglicht ein schnelles Errichten bzw. Einrichten des Plattensystems.

Claims

1. Magnetkopf zur Verwendung in einem Magnetplattensystem, welcher Kopf umfaßt:

einen magnetischen Film (15) mit zwei Enden und einem magnetischen Widerstandseffekt, welcher magnetische Film eine Richtung aufweist, die zwischen den beiden Enden im wesent lichen parallel zur Richtung der Breite einer Spur eines Magnetplatten-Aufzeichnungsträgers verläuft, wenn der Kopf Daten aus der Spur ausliest,

mindestens zwei Stromzuführelektroden (16, 17), von denen mindestens eine Elektrode mit jedem der beiden Enden des magnetischen Films verbunden ist,

mindestens eine mit dem magnetischen Film verbundene Signaldetektier- bzw. -abgreifelektrode (18), die zwischen den Stromzuführelektroden angeordnet ist und in der Richtung des magnetischen Films eine Breite aufweist, welche kleiner ist als die der Stromzuführelektroden,

Mittel zum Gewinnen einer ersten reproduzierten Spannung (V1) zwischen der Signalabgreifelektrode (18) und einer der Stromzuführelektroden (16),

Mittel zum Gewinnen einer zweiten reproduzierten Spannung (V2) zwischen der Signalabgreifelektrode (18) und der anderen der Stromzuführelektroden (17) sowie

Mittel zum Berechnen einer Differenz zwischen der ersten reproduzierten Spannung und der zweiten reproduzierten Spannung, um damit ein die Lage des Magnetkopfes relativ zu der dem magnetischen Film zugewandten Spur angegebenes Lagensignal zu erzeugen,

dadurch gekennzeichnet, daß die Signalabgreifelektrode (18) mit einem ersten Teil des magnetischen Films (15) in Kontakt steht, aber durch einen Isolierfilm (19) gegenüber dem restlichen Teil des magnetischen Films (15), der weiter als der erste Teil vom Aufzeichnungsmedium entfernt ist, wenn der Kopf Daten aus der Spur ausliest, isoliert ist.

2. Magnetplattensystem mit einem Magnetkopf nach Anspruch 1, ferner umfassend:

Mittel zum Aufzeichnen von Daten auf dem magnetischen Aufzeichnungstrager mittels des Magnetkopfes und

Positioniersteuermittel (31, 41, 42), um beim Aufzeichnen von Daten auf dem magnetischen Aufzeichnungsträger den Magnetkopf unter Verwendung des Lagensignals an einer Datenspur zu positionieren.

3. Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Signalabgreifelektrode (18) weniger als 1/3 derjenigen jeder der beiden Stromzuführelektroden (16, 17) beträgt.