磁帶伺服系統和方法,讀寫頭,以及有關的伺服磁軌結構的製作方法

2023-06-11 03:35:16 1

專利名稱：磁帶伺服系統和方法,讀寫頭,以及有關的伺服磁軌結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及磁帶伺服跟蹤。更具體地，本發明涉及磁帶伺服系統和方法、伺服磁軌結構，以及用於前述系統、方法和結構的讀寫頭。
背景技術：
為了對磁帶上的平行磁軌讀寫數據，通常提供具有一個或多個讀寫轉換頭(write/read transducer head)的磁帶讀寫頭組，所述讀寫轉換頭設置在磁記錄介質也就是磁帶要經過的路徑的橫向上。我們還知道，在至少某些磁軌上包括有伺服信息，並提供伺服轉換頭(servotransducer head)來讀出所述信息，以能夠控制所述磁頭組件的側向位置，從而動態保持所述磁頭組件中的各轉換頭相對於磁帶磁軌的位置。通過使用伺服控制，數據磁軌寬度可以顯著變窄，從而使記錄介質的容量得以提高。
此前已經使用過各種各樣的在磁軌，也就是在伺服磁軌中包含伺服信息的技術。例如，眾所周知，可以在製造時在記錄介質上提供專用的伺服磁軌。然而，還希望使得最終用戶能夠向介質中即時寫入與廠家寫入的伺服信息不同的伺服結構(servo pattern)。這樣就可以允許最終用戶或者是向空白介質中添加伺服信息，或者是可以繼續使用有意無意被擦除了的介質。
為了提供伺服控制，存在相當多的不同的伺服磁軌結構。例如，某些不同結構的共同特徵是，或者是使用嵌入在某個擦除帶(erasedband)上的包含交替信息的磁軌以及一個單磁頭或中間抽頭磁頭，如

圖1所示，或者是使用具有不同區別特徵比如一個或多個離散單頻的交替磁軌，以及一個單磁頭或中間抽頭磁頭，比如如圖2所示。如圖1所示，使用一個單伺服轉換頭(servo transducer)14來讀擦除背景下伺服帶10中的交替伺服磁軌12中的伺服信息，用來在數據帶18內定位數據磁頭19。要不然，可以使用一個中間抽頭磁頭16來提供位置誤差信號，後者是磁頭16在伺服帶10內的磁軌12上的位置的函數。
如圖2所示，可以使用一個單伺服磁頭24來從伺服帶20中的具有不同區別特徵的交替磁軌22中讀取伺服信息。然後用所述信息使所述數據磁頭29在所述數據帶28內正確地定位，以執行讀和/或寫功能。要不然，也可以使用一個中間抽頭磁頭(或者兩個伺服轉換組件)26來從所述記錄在伺服帶20內的伺服信息生成一個位置誤差信號。
但是，在識別系利用哪一條伺服帶來生成所述位置誤差信號以提供給系統的伺服控制機構的方面，上述各種伺服結構具有模糊性。儘管伺服磁軌提供了充分的定位信息，但它未提供任何信息表明伺服磁頭當前是利用的哪一條伺服磁軌來生成所述用於伺服控制的位置誤差信號。因此，如果所述伺服轉換頭被不小心移動了位置，就會發生用於數據讀寫頭的伺服定位的伺服磁軌的錯誤識別。
在圖3、圖4和圖5中示出了相對於前述結構有所改進的各種方案，其中，利用多磁頭來從寫在所述伺服帶中的伺服信息生成定位信息。如圖3所示，利用多磁頭32從記錄在伺服帶30中的伺服磁軌34讀取伺服信息，以完成數據磁頭36在所述數據帶38中的定位。另外，如圖4所示，利用多伺服磁頭42從伺服帶40中的一對有區別的伺服磁軌44讀取伺服信息，以完成數據磁頭46在數據帶48中的定位。
上述結構或者依賴於一個使用多伺服磁頭(其中，磁頭數目至少為N-2，N為數據帶中的數據磁軌的數目)的單伺服磁軌，或者依賴於同樣需要使用至少N-2個伺服磁頭的一對有區別的伺服磁軌，或者依賴於一組填滿整個伺服帶的有區別的交替磁軌。如果使用多磁頭和一個單伺服磁軌或一對有區別的伺服磁軌(圖3和圖4)，就需要使用不期然的大量數目的伺服磁頭。對於後一種使用多個有區別的交替磁軌的情況，這樣的磁軌非常難以在磁帶驅動器中即時寫入。
例如，在對多個區別磁軌進行寫操作時，伺服寫磁頭可能不是相互相鄰地布置。因此，在使用一對有區別的交替伺服磁軌(圖4)結構以及使用有區別的多個交替伺服磁軌(圖2)結構的情況下，當對相互鄰接的伺服磁軌進行寫操作時，就要求進行多遍寫操作，或者要求磁頭布置在多條磁頭縫線(gap line)上。為了精確寫入，這通常要求磁軌結構在出廠時就寫好。但在很多情況下，又希望即時寫入伺服信息。另外，儘管通過在伺服帶整個寬度上寫入多個有區別的交替磁軌，使得所需的伺服磁頭數目降至一兩個，但伺服磁軌識別的模糊性問題依然存在。
在另一種使用多個間隔的磁頭的伺服結構中，如圖5(摘自1993年11月16日授權給Iwamatsu等的美國專利第5262908號)所示，多磁頭52用來從伺服帶50內的多個間隔的伺服磁軌54讀取信息，以完成數據讀寫磁頭56在數據帶58中的定位。但是，對於這樣的結構以及前所描述的使用多伺服磁頭的其他的結構，難以生產包括這樣的多伺服磁頭的磁頭組件。尤其是，在薄膜磁頭中，分配在相鄰的數據帶間的間隔有限，因此，多伺服磁頭中的每一個的引線的空間也是有限的。在高磁軌密度磁頭中，所述引線比磁軌間距的寬度大得多。因為此，要生產所述磁頭組件中的所述多磁頭，對於所述薄膜磁頭來說是困難的。
因為上述原因以及從下文的說明可以看出的別的原因，需要使用替代前述結構的方案來克服前述結構所具有的困難。例如，希望能夠對各伺服磁軌進行無歧義識別。另外，還希望能夠減少為提供伺服控制而必須的伺服磁頭的數目，同時還希望能夠對伺服磁軌單遍即時寫入。
發明方案概述按照本發明的一種磁帶伺服系統包括具有一系列磁軌帶的磁帶。該磁軌帶系列包括至少一個具有一系列磁軌間距為P的數據磁軌的數據帶，和一個專用於伺服信息的伺服帶。所述伺服帶包括兩個或多個不相鄰接的伺服磁軌，其中每一對相鄰磁軌的中心間距為M×P，其中，對於每一對相鄰磁軌，M可以是≥2的任何整數。所述系統還包括一個磁頭組件，後者具有一個單一的磁阻讀出元件，該元件被抽頭，以提供至少(K+1)個抽頭伺服讀出元件，用來讀出寫入到所述伺服帶中的伺服信息；其中，對於具有最大中心間距的那對相鄰伺服磁軌，K等於所述整數M。根據利用所述伺服讀出元件從所述伺服帶讀出的伺服信息，由所述系統的一個移動裝置移動所述磁頭組件。
在所述系統的一個實施例中，每一數據帶包括N個數據磁軌，所述伺服讀出元件的數目為H，所述伺服磁軌的數目為S，而且S×(H-1)≥N。在所述系統的另一個實施例中，所述兩個或多個不相鄰接的伺服磁軌中的相鄰伺服磁軌對之間的中心間距對於至少兩對相鄰伺服磁軌來說是不同的。在所述系統的又一個實施例中，所述磁頭組件包括一系列伺服寫入元件，以單遍同一地對所述伺服磁軌系列進行寫操作；所述伺服寫入元件具有與數據寫入元件相同的縫線(gap line)。
按照本發明的另一種磁帶伺服系統包括具有一系列磁軌帶的磁帶。該磁軌帶系列包括至少一個具有一系列磁軌間距為P的數據磁軌的數據帶，和一個專用於伺服信息的伺服帶。所述伺服帶包括兩個或多個不相鄰接的伺服磁軌，其中每一對相鄰磁軌的中心間距為M×P，其中，M是≥2的任何整數。所述兩個或多個不相鄰接的伺服磁軌中的相鄰伺服磁軌對之間的中心間距對於至少兩對相鄰伺服磁軌來說是不同的。所述系統還包括一個磁頭組件，後者包括一系列伺服讀出元件(H)，用來讀出寫入到所述伺服帶中的伺服信息。所述伺服讀出元件(H)的數目至少為K+1，其中，K是具有最大中心間距的一對相鄰伺服磁軌中的兩個伺服磁軌的中心間的磁軌間距數。根據利用所述伺服讀出元件系列從所述伺服帶讀出的伺服信息，由所述系統的一個移動裝置移動所述磁頭組件。
本發明還包括一種伺服跟蹤數據記錄磁帶。該磁帶包括至少一個具有一系列磁軌間距為P的數據磁軌的數據帶，和一個專用於伺服信息的伺服帶。所述伺服帶包括兩個或多個不相鄰接的伺服磁軌，其中每一對相鄰磁軌的中心間距為M×P，其中，M是≥2的任何整數。所述兩個或多個不相鄰接的伺服磁軌中的相鄰伺服磁軌對之間的中心間距對於至少兩對相鄰伺服磁軌來說是不同的。
在所述系統及所述磁帶的各種實施例中，所述相鄰伺服磁軌對之間的中心間距對於所述伺服帶上的每一對伺服磁軌來說是不同的。另外，對於所述相鄰伺服磁軌對間的間距，在所述伺服帶上，一對伺服磁軌與其後續的伺服磁軌對之間可以有一個或若干個磁軌間距的差異，而且，相鄰伺服磁軌對間的中心間距可以在所述伺服帶上從一對伺服磁軌到後續的伺服磁軌對以一個磁軌間距的步幅單調遞增。
本發明還包括一種向磁帶的伺服帶中寫入伺服磁軌信息的系統。該寫入系統包括磁帶，磁帶具有一系列磁軌帶。所述磁軌帶系列包括至少一個具有一系列磁軌間距為P的數據磁軌的數據帶，和一個專用於伺服信息的伺服帶。該系統還包括一個磁頭組件，後者包括一系列數據寫入元件和一個伺服寫入器，後者與前者具有同一縫線。所述伺服寫入器對所述伺服帶中的兩個或多個不相鄰接的伺服磁軌進行寫操作，其中每一對相鄰磁軌的中心間距為M×P，其中，對於每一對相鄰伺服磁軌，M可以是≥2的任何整數。
在該系統的一種實施例中，所述磁頭組件還包括一個在另一個縫線上的伺服擦除磁頭，用來擦除所述伺服帶。
按照本發明的一種伺服磁軌識別方法，包括間隔不相鄰接的伺服磁軌系列，使得相鄰伺服磁軌對之間的中心間距對於所述不相鄰接的伺服磁軌系列的至少兩對相鄰伺服磁軌來說是不同的。該方法還包括進行檢測，看是否有至少一對伺服讀出元件貼近至少一個伺服磁軌的中心。
在該方法的一個實施例中，伺服讀出元件的數目至少為K+1，其中K為所述不相鄰接的伺服磁軌系列中具有最大中心間距的一對相鄰伺服磁軌中的兩個伺服磁軌的中心間的磁軌間距數。在該方法的另一種實施例中，該方法還包括將所檢測到的信息，與一個預定的標記每一伺服磁軌的代數碼相比較。
本發明還描述了一種讀出伺服信息的方法。該方法包括提供具有一系列磁軌帶的磁帶。該磁軌帶系列包括至少一個具有一系列磁軌間距為P的數據磁軌的數據帶，和一個專用於伺服信息的伺服帶。所述伺服帶包括兩個或多個不相鄰接的伺服磁軌，其中每一對相鄰磁軌的中心間距為M×P，其中，對於每一對相鄰伺服磁軌，M可以是≥2的任何整數。一個單一的抽頭磁阻讀出元件貼近所述磁帶設置，以提供代表K+1個伺服讀出元件的K+1個抽頭伺服讀出元件信號，其中，K等於具有最大中心間距的那對相鄰伺服磁軌對應的整數M。該方法還包括選擇性地在K+1個代表所述抽頭伺服讀出元件的抽頭伺服讀出元件信號中循環(cycling selectively through…)，以提供一對代表所述抽頭伺服讀出元件中的相鄰伺服讀出元件相對於一個或多個不相鄰接的伺服磁軌的位置的輸出信號，並比較該對輸出信號，確定出一個作為其函數的位置誤差信號。
按照本發明的磁頭組件包括沿著一條第一縫線分布的一系列數據寫入元件、沿著一條第二縫線分布的一系列數據讀出元件、一個包括沿著所述第一縫線分布的若干伺服寫入元件的單遍伺服寫入器，以及一個單一的磁阻伺服讀出元件，後者被抽頭，以提供一系列嵌在所述沿著第二縫線分布的若干數據讀出元件之間的分段伺服讀出元件。
在所述磁頭組件的一個實施例中，所述組件還包括一個沿著一條第三縫線布置的伺服擦除元件。
本發明還包括其他的磁頭組件。其中一種磁頭組件具有若干沿著一條寫入縫線分布的數據寫入元件以及一個單遍伺服寫入器，後者包括若干沿著該寫入縫線布置的伺服寫入元件，以對兩個或多個不相鄰接的伺服磁軌進行寫操作。還有另一種磁頭組件，它包括一個單一的磁阻讀出元件以及若干引線，後者將所述單一磁阻讀出元件以等於一個數據磁軌間距的間距抽頭分接，利用這些抽頭引線，可利用所述磁頭組件提供至少三個分段伺服讀出元件。
圖面說明圖1到圖5是伺服系統結構的幾種現有技術。圖1中的結構包括若干在一擦除背景下的交替伺服磁軌。圖2中的伺服結構包括若干具有不同區別信號特徵的交替伺服磁軌。圖3中的伺服結構包括一個使用多伺服磁頭的單一伺服磁軌。圖4是使用多伺服磁頭的一對區別伺服磁軌。圖5的伺服結構包括多個間隔的伺服磁軌和多個伺服磁頭。
圖6簡要示出了本發明的一種磁帶伺服系統。
圖7更為詳細地示出了本發明示於圖6中的磁帶。
圖8A詳細示出了示於圖7中的數據帶的一部分和伺服帶。
圖8B詳細示出了示於圖7中的數據帶的一部分和伺服帶的替代結構。
圖9是一個磁頭組件的讀出層，所述磁頭組件具有一個嵌在數據讀出元件之間的中央伺服讀出段。
圖10A是示於圖9中的所述伺服讀出段的一部分的細部圖。
圖10B是示於圖9中的所述伺服讀出段的一種替代方案的細部圖。
圖11是一個磁頭組件的寫入層，該磁頭組件包括一個伺服寫入器，後者嵌在該磁頭組件的數據寫入元件中間。
圖12更為詳細地示出了示於圖11中的所述伺服寫入器和一對相鄰的數據寫入元件。
圖13是按照本發明的示於圖1中的伺服讀出電路的框圖。
圖14是按照本發明的一種替代的伺服讀出元件和伺服磁軌結構。
圖15是示於圖14中的替代伺服讀出元件和伺服磁軌結構的更為詳細的視圖。
圖16是示於圖14的結構當伺服磁軌數目增加時的進一步結構，示出了伺服磁軌間的間隔。
實施例的詳細說明圖6簡要示出了一種用來讀寫磁帶64的閉環磁帶伺服系統60。該磁帶伺服系統60包括一個可通過定位驅動機構68相對於磁帶64的長度方向橫向定位的磁頭組件62。記錄在磁帶64上的一個伺服帶76中的伺服信息利用磁頭組件62讀取，該磁頭組件62包括沿著一條公共縫線166布置的一個單一的抽頭磁阻讀出元件80和多個數據讀出元件82，沿著一條第二公共縫線167布置的多個伺服寫入元件102和多個數據寫入元件104，以及沿著一條第三縫線168布置的一個伺服擦除元件190。
按照本發明，所述磁頭組件62能夠對伺服磁軌結構單遍寫入。而且，所述磁頭組件62將代表所述單一抽頭磁阻讀出元件80中的抽頭伺服讀出元件相對於伺服帶76中的伺服磁軌的位置的信號提供給位置誤差信號生成電路70的伺服讀出電路63。伺服讀出電路63生成代表所述伺服帶中的伺服信息的輸出信號，以供處理單元或者控制邏輯單元65使用，生成一個基於來自伺服讀出電路63的伺服信息的位置誤差信號命令。
然後，根據由調節電路67比如一放大器調節過的位置誤差信號命令，由定位驅動機構68對所述磁頭組件定位，移動之，使得所述單一磁阻元件80中的抽頭伺服讀出元件與所述伺服帶76中的伺服磁軌對齊。這樣，數據讀出元件82和/或數據寫入元件104就得以正確地定位，能夠在磁帶64數據帶72組的各數據帶的數據磁軌上讀寫數據。
通常，伺服系統60能夠使用分別與數據寫入和讀出元件在同一縫線上的伺服寫入元件和伺服讀出元件。但是，按照本發明的各種設計，下述情況都是可以的可以使用沿著分立的縫線布置的多個元件，該多個元件可以由多個間隔的讀出元件提供而不是由抽頭的單一磁阻元件提供，磁頭組件可僅包括伺服讀出元件而沒有伺服寫入元件(也就是說，在出廠時就寫入了伺服信息)，磁頭組件可以不包括伺服擦除元件(即，僅在預先擦除過的伺服帶上才能進行即時伺服寫操作)，還可以使用對於本領域技術人員來說顯而易見的其他各種磁頭組件。
如同下文將要參照圖14到圖16的替代伺服磁軌結構所要描述的那樣，本發明試圖僅使用單一的寫在磁帶64的一個被擦除伺服帶上的非鄰接的相同也就是單頻伺服磁軌的結構。具體地，該單一結構在伺服磁軌之間設置有多個間隔。如此選擇所述單一結構，令伺服磁軌識別的模糊性減至最小，並將完成伺服控制所需的伺服讀出元件的數目減至最少。
如圖7所示，磁帶64被劃分為整數組磁軌帶，包括若干組數據帶72。在每一數據帶72組中，每一個磁軌都專屬於一個特定的數據帶比如數據帶74。磁軌64上的某一個帶，通常是中央的那個帶，專用於伺服信息，在圖7中即為被示為伺服帶76者。該伺服帶76位於數據帶72組的中間。但是，對於伺服帶76，不是必須設置在所述數據帶的中間，因為其可以靠近磁帶的一邊或者另一邊設置，或者甚至設置在磁帶的一側邊緣或者另一側邊緣上。但是，該伺服帶76最好還是設置在中間，以減少跟蹤公差，後者因為與磁帶有關的磁軌移位而產生，而所述磁軌移位，例如是因為由環境變化或老化而造成的磁帶收縮或伸張導致的。這樣的中心定位減小了伺服讀出元件和最遠的數據元件83之間的距離(圖7)。在各數據帶74中，數據磁軌是相鄰接的，也就是說，數據磁軌相互間直接相鄰。
如圖8A中的伺服帶76的更為詳細的視圖所示，伺服帶76包括兩個或多個不相鄰接的伺服磁軌，例如，由多於一半的磁軌間距P實現伺服磁軌的物理分隔，換句話說，所述伺服磁軌相互不直接相鄰。通常，按照本發明，磁帶64包括預定數目的單個數據帶74，各數據帶具有特定數目的磁軌間距為P的數據磁軌。而且，磁帶64還包括專用於伺服信息的伺服帶76，後者包括兩個或多個不相鄰接的伺服磁軌78，比如被同等寫入的伺服磁軌85、87和89。相鄰伺服磁軌，比如示於圖8A中的伺服磁軌85和伺服磁軌87間的中心到中心間距，等於M×P，其中M可以是任何≥2的整數。在本發明中，每一伺服磁軌的寬度大約等於所述磁軌間距P。最好，所述寬度稍大於P，例如1.1P或更小。如此，所述伺服磁軌的寬度沒有必要等於磁軌間距P。
用於從所述伺服帶76讀取伺服信息的伺服系統60的所述磁頭組件62包括多個伺服讀出元件，它們可以設計為一個被按照數據磁軌間距抽頭分接的單一的磁阻元件，這將在下文詳述。通常，如果S是伺服磁軌的數目，N是單個數據帶74中的數據磁軌的數目，H是按照本發明讀所述伺服磁軌78所需的伺服讀出元件80的最低數目，那麼，所述伺服帶76中的伺服磁軌數同伺服讀出元件80的最少數目間的關係是這樣的S×(H-1)≥N。按照本發明，伺服讀出元件80的最少數目(H)等於K+1，其中，K等於整數M，M是一對相鄰伺服磁軌，比如伺服磁軌85和87，或者磁軌87和89，的中心間的數據磁軌間距數(圖8A)。
在所述伺服磁軌和伺服讀出元件布局的說明性的實施例中，圖8A示出了使用三個不相鄰接的伺服磁軌85、87和89。每一對伺服磁軌間間隔六個數據磁軌間距。例如，伺服磁軌對85和87的中心間距六個數據磁軌間距，伺服磁軌對87和89的中心也間隔六個數據磁軌間距。示於圖8A中的結構在一個單數據帶74中包括18條數據磁軌，在此特定的實施例中，N＝18，S＝3，M＝6，H＝至少7。對於本領域技術人員來說顯而易見的是，這些數目是可以變化的，包括數據帶的數目，按照前述一般等式概略所示，所述數據帶可以更寬或者更窄。而且，儘管圖中所示的伺服帶76在數據帶72組的中間以使最遠的數據磁頭和伺服磁軌間的距離最小，如前所述，所述伺服帶76的位置也是可以變化的。另外，本實施例中的磁帶64在工業界眾所周知為四分之一英寸磁帶，但是，本發明適用於其他可能尺寸的磁帶，比如8mm或者12.7mm磁帶，或者是為本領域技術人員所知的其他任何磁帶。
圖8A示出了相對於磁帶64處於六種不同位置的多個伺服讀出元件80。為了清晰起見，圖中示出的該六種不同位置在側向排列，儘管包括所述多個伺服讀出元件80的磁頭組件62是由定位驅動機構68在磁帶64長度方向的橫向上移動。在第一種位置(在圖8中從左到右)，在所述多個伺服讀出元件80的一端的兩個伺服讀出元件訪問所述伺服磁軌85的中央，同時數據元件82訪問與伺服帶76相鄰的第一條數據磁軌。類似地，在所述多個伺服讀出元件80的隨後的位置狀態下，所述多個伺服讀出元件80中的不同的相鄰伺服讀出元件對相對於所述不相鄰接的伺服磁軌85、87和89之一而被定位，以定位所述數據讀出元件82，使之訪問各數據帶74中的數據磁軌。顯然，所述數據讀出元件82可以是讀出元件，也可以是寫入元件，這取決於驅動器要提供的功能，而不是對本發明的限制。
使所述伺服磁軌78如此間隔，使得每一伺服磁軌85、87或89能夠提供對各數據帶74中的六個不同數據磁軌的訪問。如圖所示，伺服讀出元件80利用伺服磁軌85來訪問與所述伺服帶76相鄰的第一批六個數據磁軌，伺服磁軌87被用來訪問第二批六個數據磁軌，伺服磁軌89則被用來訪問各數據帶74中的最後六個數據磁軌。所述伺服磁軌78還被伺服隔離帶(servo guard band)84與所述數據帶隔離開來，以防止將相鄰的各數據帶74中的信息誤讀為伺服信息。
按照本發明，在磁帶64上讀寫數據的方法包括在磁帶64長度方向的橫向上移動磁頭組件62，以訪問所述專用的伺服磁軌85、87、89之一，從而訪問希望訪問的數據磁軌。所述多個伺服讀出元件80用來讀出相同寫入所述伺服讀出元件80所貼近的所述專用伺服帶的伺服信息。所述磁帶伺服系統60使用所述伺服信息來確定磁頭組件62和所希望的某一伺服磁軌78上的中心位置之間的誤差。然後利用該位置誤差信息，使用定位驅動機構68對磁頭組件62進行精確定位。這樣，數據讀寫元件就被精確定位在各數據帶74中所希望的數據磁軌上，可以向其中寫入數據或從中讀出數據。通常，在磁帶64的數據磁軌上的數據讀寫是這樣完成的移動磁頭62，使之近似地到達這樣的位置，即，在此位置，伺服讀出元件80中的一對相鄰伺服讀出元件定位在某一伺服磁軌78的中心。通過使用相鄰的伺服讀出元件來檢測伺服磁軌的中心位置，所述伺服磁軌的寬度就可以變化，伺服磁軌尺寸的容差就可以放鬆。這使得可以對這樣的伺服磁軌更容易地進行即時寫入，而不是在出廠時對伺服磁軌進行有更大公差的寫入。
通過將所述伺服磁軌78的中心隔開若干磁軌間距，磁軌位置的模糊性減小了。換句話說，伺服磁軌78間的間隔足夠大，如果磁頭從磁軌滑移開一個或多個磁軌的距離，這樣的磁軌滑移就會被感知。如同圖中在各種位置的伺服讀出元件80所表明的那樣，僅允許一對相鄰伺服讀出元件訪問一個伺服磁軌78。換句話說，伺服讀出元件80完全脫離某一伺服磁軌，比如伺服磁軌85，而不會從相鄰的伺服磁軌比如伺服磁軌87或89拾取任何相鄰信號。
而且，通過使用不相鄰接的伺服磁軌，將如下文詳細所述，可以有這樣的優點可以用一個公共伺服寫入器單遍實現對伺服磁軌的寫入。另外，通過使用多個伺服磁軌，可以減少伺服讀出元件的數目，或者減少單一磁阻元件的分接抽頭數目。
最好，所述伺服磁軌78是等同寫入的，以使得可以對它們進行即時單遍寫操作。但是，本發明試圖使用不同但類似的強度對伺服帶中的每一伺服磁軌進行伺服寫操作，以使得磁軌識別可以無二義性地實現。但是，寫入不同的強度通常會要求在廠中而不是即時地進行這樣的伺服寫操作，因為沒有足夠的空間供三個獨立的伺服寫入器寫入不同的強度同時仍然使它們如下面將要描述的那樣與數據寫入元件擁有同一縫線。
為了無二義性地識別磁軌而使用不同的強度的一種替代方案是，在所有的磁軌上都使用相同的強度，但使用變化的物理隔離來確定哪一伺服磁軌被訪問。下文將參照附圖14到16詳細描述這樣的實現磁軌的無二義性識別的可變物理分隔。
在圖8B中示出了所述伺服帶和相鄰的單個數據帶的一種替代方案，下面參照該圖描述之。在伺服磁軌和數據元件的分隔方面，可以利用附加的尺寸特徵，以使得可以在沿著所述伺服隔離帶384布置的各個數據磁軌帶374內的多個數據磁軌之間利用所述隔離帶或者間隙386。所述間隙386的使用可提高對磁帶上的伺服磁軌布局的變化的容差，所述變化也就是，例如，由於用來寫所述伺服磁軌的寫入元件的公差而可能產生的變化。另外，所述間隙的使用提供了一個帶邊隔離帶，其中，交替數據帶(alterate data band)可以與磁帶運動方向相反的方向寫入，而不會碰到額外的與方向有關的在同一數據帶內的相鄰數據磁軌間的跟蹤誤差。
如圖8B所示，兩外側伺服磁軌385和389與伺服磁軌387的中心之間具有一個附加間隔dP1，後者小於或等於數據磁軌間距P。因此，相鄰伺服磁軌的中心間距等於(dP1+M×P)，其中M是相鄰伺服磁軌中心間的為整數的數據磁軌間距數。dP1值也是隔離帶或者間隙386的寬度，各數據帶374中的間隙或隔離帶386的數目等於S-1，例如，在圖8B中S-1＝2。另外，從伺服讀出元件組380的中心線到相鄰數據磁頭382的中心線的距離是[G+(S-1)×(M×P+dP1)+P×(H/2)]，其中，G是伺服隔離帶384的寬度。例如，如圖8B所示，圖中使用了三個伺服磁軌，從伺服磁軌387的中心到外側伺服磁軌385的中心間距為(6P+dP1)，也就是M＝6。另外，從伺服讀出元件組380的中心線到相鄰數據元件382的中心的距離是G+15.5P+2×dP1。另外，提供了隔離帶384，以便如果伺服讀出元件380移入所述隔離帶區域而仍在工作狀態的話，不會從相鄰數據帶拾取信號。
所述磁頭組件62的多個伺服讀出元件80(圖8A)最好由一個抽頭的單一磁阻元件提供。但是，在本發明的各種方案中，也可以使用多個磁阻元件。所述單一磁阻元件被按照單個元件間的數據磁軌間距被抽頭分接，這在下文將針對其幾種實施例作進一步說明。
在圖9中示出了按照本發明的一種讀出磁頭結構的一種說明性實施例的一個層。所述磁頭組件62的讀出層90包括兩組數據讀出元件92和一個置於中央的七元件伺服讀出段94。如圖所示，所述伺服讀出段94包括從一伺服讀出元件端區96延伸出來，終止於終結焊區95的引線98。所述數據元件的引線在圖中示為摺疊構形，其中一個引線摺疊在另一引線上，以減少容納引線所必需的空間。但是，本發明可以使用任何引線結構，而決不限於數據元件和引線的該種結構。
在圖10A和圖10B中更詳細地示出了所述伺服讀出元件端區96的替代實施例。如圖10A所示，該伺服讀出元件端區96包括一個單磁阻元件116，後者被從中引出的端引線按照數據磁軌間距抽頭分接。如圖10A所示，所述端引線包括端抽頭引線111和輸入輸出引線110和112。所述輸入輸出引線110、112用來連接到一個偏壓源或偏流源並接地，以便對所述元件加偏壓。在所述外側引線110和112之間是六個抽頭引線111，它們按數據磁軌間距分布，相互之間以絕緣材料113絕緣。這樣，所述單磁阻元件116就被抽頭分接以提供需要用於參照圖8A所述的說明性實施例的代表七個伺服讀出元件段的信號。顯然，取決於所使用的伺服結構，可以有任意數目的抽頭元件。
如圖10B的替代方案所示，伺服讀出端區296包括單磁阻元件216，還包括以引線的結構材料製造的輸入輸出段217、219。所述輸入輸出段217、219與所述單磁阻讀出元件216對齊，以控制流經各個單一讀出元件的單一磁阻材料的電流。因此，電流基本上線性地從所述輸入引線段217流到所述輸出引線段219，這與圖10A所示實施例不同，在圖10A的實施例中，電流不是線性地流入所述單磁阻元件116，而有一定的角度。通過使用圖10B所示的輸入輸出引線段，在同樣的條件下，電流從輸入到輸出的流動更為均一，由所述單一元件的抽頭段提供的電壓也更為均一。所述端區296還包括隔離引線291、210和212的絕緣層213。
另外，通過使用相互鄰接的伺服讀出元件段，相鄰的段用作一個中間抽頭磁頭的一半。這樣的結構使得兩不同讀出元件間因製造公差導致的靈敏度的變化最小化。另外，這樣的抽頭結構還使得由於磁頭到磁帶的位置變化而導致的信號幅度的變化最小化。對於圖10A和圖10B所示的結構，分別禁止了電流流經所述端引線111和291。
所述抽頭單磁阻元件116提供代表所述單一元件116的抽頭元件段的輸出信號到伺服讀出電路63。所述磁帶伺服系統60的該伺服讀出電路63用來端接或接收來自所述多個伺服讀出元件段的輸出，示於圖13中。該伺服讀出電路63包括薄膜放大器128、130各自的兩個群組122、124。這兩個放大器組的輸出連接到各組122、124自己的多路轉換器126和128。所述放大器128和130用來通過所述多路轉換器126和128提供來自所述單磁阻元件116的每一抽頭伺服讀出元件段的可選擇的輸出。通過多路傳輸各個輸出並提供來自每一群組122、124的代表相鄰伺服讀出元件段的輸出，可以由差值放大器142通過比較所述兩個輸出而生成一個誤差信號。
來自所述放大器142的該差值信號被提供給信號處理單元65(圖6)，比如是一個數位訊號處理器，用來生成一個位置誤差信號命令，以控制定位驅動機構68，來在磁帶64長度方向的橫向上移動磁頭組件62，從而將所述相鄰伺服讀出元件對對正所述伺服磁軌的中央。所述輸出還由一個加法放大器140進行求和，該放大器可用來提供自動增益控制。另外，可以用一個比較器144來比較其中一個輸出與某一基準值或者閾值，以確定所述磁頭組件62相對於所述磁帶64移動的橫向方向。
如圖13所示，抽頭伺服讀出元件段116A的一側連接到放大器組122的放大器128A。該抽頭伺服讀出元件段116A的另一側，也是段116B的一個側界，也連接到放大器128A，同時還連接到放大器組124的放大器130B。抽頭伺服讀出元件段116B的另一側連接到放大器組的放大器128C的一個輸入端，同時還連接到放大器組124的放大器130B的另一輸入端。其他的抽頭伺服讀出元件段116C-116G以類似方式連接所述兩個放大器組122、124的相應放大器。應當注意，每一伺服讀出元件段，除了兩個外側的伺服讀出元件段116A和116G之外，的引線，每一個都連接到放大器組122和124各自的一個放大器，以便將代表相鄰的伺服讀出元件段116的信號提供給相對的兩個放大器組的放大器。例如，代表相鄰元件段116A和116B的信號被分別提供給放大器組122和124。這樣，各個放大器組122、124的輸出當被相應的多路轉換器選中時就代表了相鄰的伺服讀出元件段。所述輸出然後可以被比較，以提供有關某一對相鄰伺服讀出元件段相對於某一伺服磁軌中心的位置的位置誤差信號。
現在參照所述抽頭伺服讀出元件116描述所述伺服系統60的工作過程，所述元件116相當於在圖8中在伺服帶上橫向移動的多伺服讀出元件80。當磁頭組件62相對於磁帶64的長度方向橫向移動時，伺服讀出元件段116A和116B就在第一伺服磁軌85上橫向越過。當伺服元件116A在伺服磁軌85上方移動時，前置放大器128A上的信號增強。如果僅有伺服讀出元件116A位於伺服磁軌85上，由差值放大器142生成的差值就表明僅有伺服讀出元件116A定位於伺服磁軌85上。當伺服讀出元件116B開始移到伺服磁軌85上方而伺服讀出元件116A的一部分開始離開伺服磁軌85時，來自放大器組122和124的被選中的代表所述相鄰元件段116A和116B的輸出就接近而趨於同一。多路轉換器126和128的輸出經過濾波器128、136和整流器134、138濾波整流後提供給差值放大器142。該差值放大器142比較所述輸出，當所述兩輸出值的差值趨近於零時，信號處理單元65就作出判斷示差傳感器對，也就是所述抽頭伺服讀出元件段116A和116B已經找到了伺服磁軌的中心。這樣，磁頭組件62就實現了在伺服磁軌85上的伺服鎖定。然後就可以利用數據讀寫元件82來在與所述伺服帶76相鄰的第一條磁軌上讀寫數據。應當注意，示於圖7中，以及圖6的磁頭組件中的數據讀寫元件有許多。
為了應付與提供給所述前置放大器的信號有關的每一伺服讀出元件段兩端的巨大的電壓降，需要在所述前置放大器中提供一個交流電源的電容器或者一個補償電路，這在圖13中並未示出。例如，所述抽頭伺服讀出元件段的信號通常可能是，例如整個單磁阻元件兩端的直流電壓的百分之一到三。
顯而易見，可選的用來利用抽頭伺服讀出元件進行輸出差值比較的奇數/偶數個放大器組的設計，基於所用的伺服結構，可以包括任何數目的伺服讀出元件段，以及任何數目的放大器。圖13所示的說明性實施例提供了七個伺服讀出元件段的端接，所述伺服讀出元件段是與圖8A和圖8B所示的伺服結構配合使用的。但是，本發明決不限於該特定的說明性實施例，而是以所附權利要求的陳述為限。
儘管在出廠時可寫入各種結構的伺服磁軌，但最好，所述磁頭組件62包括一個伺服寫入器102，用來即時地寫伺服磁軌。按照本發明的伺服寫入器102示於圖6對磁頭組件62的圖解中，如圖11所示沿著一條公共縫線167(圖6)嵌在所述數據寫入元件104中間。圖11是所述磁頭組件的一個數據寫入層100的圖解，示出了多個數據寫入元件104，所述伺服寫入器102嵌在兩組數據寫入元件104的中間。所述伺服寫入器102離所述數據寫入元件有1/2個數據磁軌間距，以便所述伺服磁軌的定位便於所述伺服讀出元件的讀操作，並在對中時正確地將數據元件對準數據磁軌。
所述磁頭組件62是一個薄膜磁頭，所述伺服寫入器102包括一個薄膜伺服寫入梳形結構106，後者在圖12中圖示得更詳細，該圖同時還更詳細地示出了兩個相鄰的數據寫入元件104。所述伺服寫入器還包括由之延伸出的端引線108。
如圖12所示，所述梳形結構106用來對磁帶64上的非鄰接的伺服磁軌進行單遍寫入。所述伺服寫入器102位於所述數據元件104的中間，以使最外側的數據元件到所述伺服帶76的間距最短，但所述伺服帶的別種定位也是可以的。所述數據寫入元件104均勻地間隔整數個數據磁軌間距，除非有如圖8B所示的隔離帶。
所述薄膜伺服寫入器102包括一個公共基極(bottom pole)166、一層或多層168設置的一個連續線圈組，和一個頂極(top pole)172。所述頂極具有兩個或多個分隔的齒狀或指狀物，用來在在此所述的各種伺服結構中隨意地對伺服磁軌進行寫操作。為所述基極166還提供了一個後罩170。另外，如圖12所示，所述頂極在所述磁帶接觸面上凹入了幾個微米，以防止在不希望寫入伺服信息的齒間區域錄入信號。通過對各個齒形物使用同一公共線圈，可以寫入相同的伺服磁軌。由於伺服磁軌是同時寫入的，並且各齒形物具有公共的縫線，因此，各磁軌間易於保持平行性和/或共線轉換(collinear transition)。
如圖12所示的所述梳形結構是一個三齒或三指的梳形，比如系用來寫入如圖8A所示的伺服磁軌。伺服寫入器102大約佔據了單個數據帶74的寬度。另外，所述梳形結構106的齒構成了各個寫入極，它們具有公共的平面縫線167(圖6)，後者與所述數據寫入元件104的縫線是同一的。在磁帶64初次通過所述磁頭組件62時，伺服信息可以寫入到一個預先擦洗了的伺服帶。通常，這隻操作一次。隨後，所有數據寫入和讀出操作都在磁頭組件62受到伺服控制的前提下進行。這就使得廠家不必具有伺服寫入能力。如果所述伺服信息被無意中破壞，可以由驅動器利用所述伺服寫入器102進行重寫。
所述伺服寫入器102利用公共的薄膜加工工序嵌在所述數據寫入元件中間。例如，對於伺服寫入器的形成，利用公共加工工序，同時形成所述伺服寫入器102的頂極和所述數據寫入元件的頂極。對於伺服寫入器和數據寫入元件，形成兩種寫入元件的薄膜加工步驟是公共的，以使所述元件具有公共的縫線。例如，數據和伺服寫入元件通常的極板級同時公共構建是這樣的在合適的陶瓷基底比如氧化鋁碳化鈦陶瓷(alumina titanium-carbide，Al2O3TiC)上鍍上高磁矩、低矯頑力磁性材料的第一層或者基極層，所述磁性材料比如是坡莫合金NiFe，或者是鈷鋯鉭合金(cobalt zirconium tantalum，CZT)。然後鍍上絕緣的形成縫隙(gap)的氧化鋁(Al2O3)層。使用光刻技術，從將拋光形成前縫隙(front gap)的地方偏離開的(displaced)一個或多個線圈層被鍍以必不可少的燒固(baked)光致抗蝕劑絕緣層。在所述線圈上鍍上一層燒固光致抗蝕劑的光滑頂層，然後再在上面鍍上一層與所述第一磁性層相同的磁性材料層，形成所述頂極。然後鍍上氧化鋁的第三層，該層足夠厚，以允許所述基底的薄膜側拋光形成一個平面，然後極板的薄膜側被拋光，形成一個平面。
類似地，所述伺服讀出元件可以利用公共的薄膜加工工序嵌在所述數據讀出元件中間。對於伺服讀出元件和數據讀出元件，形成兩種讀出元件的薄膜加工步驟是公共的，以使所述伺服讀出元件和數據讀出元件同時形成並具有公共的縫線，如圖9所示。例如，數據和伺服讀出元件通常的極板級同時公共構建是這樣的在合適的陶瓷基底比如氧化鋁碳化鈦陶瓷(Al2O3TiC)上鍍上高磁導率、低矯頑力磁性材料的第一屏蔽層，所述磁性材料比如是坡莫合金NiFe，或者是鈷鋯鉭合金(CZT)。然後鍍上絕緣的形成縫隙的氧化鋁(Al2O3)層。使用光刻技術，鍍上一個刻圖的磁阻讀出傳感器夾心層，該夾心層由非常薄的坡莫合金薄膜、磁性薄膜和非磁性層構成。然後再鍍上第二氧化鋁層，再在上面鍍上一個與所述第一磁性層相同的磁性材料層，形成所述頂屏蔽層。然後，鍍上厚的保護性氧化鋁層，並被拋光形成一個平面。
儘管加大伺服磁軌間隔可減少伺服磁軌識別方面的模糊性，從而減少由於磁頭滑離磁軌一個或若干個伺服磁軌而導致誤識別的可能性，但某種程度的模糊性仍然會存在。用下述方法可以消除伺服磁軌識別的模糊性利用同一寫入的伺服磁軌，但利用伺服磁軌間的不同的物理間隔來確定哪一伺服磁軌被訪問。這樣的無二義性地確定伺服磁軌識別的物理間隔將在下文參照示於圖14到16的伺服結構補充方案進行說明。通過在可同時同一寫入的伺服磁軌對之間提供變化的間隔，即使任何伺服磁軌都不具有區別特徵也就是例如變化的頻率、強度，每一伺服磁軌都可以用鄰接設置的伺服讀出元件唯一識別。
利用單遍伺服寫入器進行可靠的磁軌識別，可以通過對伺服磁軌的布局進行編碼而實現，也就是，在兩個或多個伺服磁軌對或者每一伺服磁軌對之間提供有差異的間隔。其中一種形式是，如下文所述，在每相繼的伺服磁軌對之間增加一個磁軌間距的間隔，這樣的磁軌可以用類似於圖12所示的寫入器齒間具有不同間隔的伺服寫入器進行寫入。
一種利用前述差異間隔的變化間隔伺服磁軌結構示於圖14中。該伺服系統的結構包括數據帶202，一伺服帶200位於所述數據帶的中間。所述伺服帶200包括伺服磁軌204和多伺服讀出元件206。按照本發明，相鄰伺服磁軌對210、212的伺服磁軌間的中心間距大約是兩個數據磁軌間距，而伺服磁軌對212、214的伺服磁軌間的中心間距大約為三個數據磁軌間距。
隔離帶208將編碼的伺服磁軌204與數據帶202隔離開，以使數據帶的信號可以充分減弱而不會被伺服讀出元件讀為可訪問的伺服信號。但是，如果伺服磁軌是用顯著不同於數據頻率的同一單頻同時同一寫入的，則伺服帶200邊緣上的隔離帶通常不是必需的。
示於圖14中的伺服磁軌結構在除去隔離帶208後更詳細地示於圖15中。如圖14所示，貼近伺服帶200及伺服讀出元件206的各不相同的位置的，是一個代數碼，用以解釋所述伺服讀出元件206相對於差異間隔的伺服磁軌204的各位置的唯一性。如圖15所示，在相鄰伺服磁軌對的伺服磁軌間的間隔單調遞增，從一個伺服磁軌對到下一伺服磁軌對，所述間隔增加一個磁軌間距。但是也可以用別的編碼方式。例如，所述碼可以是相繼磁軌對間的為1、2、4、8……的間隔的二進位碼，或者所述相鄰伺服磁軌對可以是隨機間隔。另外，也可以利用磁軌間距周期間隔(track pitch interval spacing)的倍數。
在操作時，如圖15所示，伺服讀出元件C和D移動到一個位置，在該位置，由伺服讀出電路從伺服讀出元件接收到信號。該伺服讀出電路類似於伺服讀出電路63，但任何能夠探測相鄰伺服讀出元件相對於伺服磁軌的位置的電路都可以使用。代表所述多伺服元件206中的每一個的信號可以被多路傳輸或者遍歷(cycle through)，以確定與一伺服磁軌相鄰定位的相鄰伺服讀出元件對。在相鄰伺服讀出元件對已鎖定某一特定伺服磁軌後，比如元件C和D鎖定在伺服磁軌210的中心之後，代表每一伺服讀出元件的輸出被遍歷，以確定所述元件C和D是鎖定的哪一伺服磁軌。例如，當伺服元件C和D鎖定伺服磁軌210時，所述多伺服元件的輸出對應的編碼是ABCD。該輸出被提供給一個與磁頭組件62配合使用的驅動處理單元。這樣，所述驅動處理單元就判斷出伺服讀出元件C和D鎖定在伺服磁軌210上。類似於前面參照圖8A對抽頭伺服讀出元件所作的描述，當元件C和D的定位使得來自它們的信號相等時，就表明探測到了伺服磁軌210的中心，從而完成伺服鎖定。然後就可以進行讀寫功能。
當伺服讀出元件206貼近另外的伺服磁軌212和214時，也存在唯一的編碼對所述元件鎖定的是哪一伺服磁軌加以識別。例如，在圖中所示的最後一個位置，元件A和B貼近伺服磁軌214，則有唯一的編碼ABCD用來識別伺服磁軌214。這樣，在伺服元件A、B、C、D的每一位置，都有一個各不相同的編碼，以便無二義性地識別所述相鄰伺服元件對所鎖定的伺服磁軌。
圖16示出了每個伺服帶伺服數目增加了的數據磁軌組的編碼序列。例如，如果數據帶中的數據磁軌數為10，則伺服帶220中的伺服磁軌數為4，其中離得最遠的伺服磁軌間的中心間距為四個數據磁軌間距，如圖16所示。這樣，就可以有14個代數碼用來指示六個伺服讀出元件相對於伺服磁軌222的唯一定位。
通常，用在變化間隔的伺服磁軌結構中的伺服讀出元件的數目等於至少K+1，其中K等於離得最遠的相鄰伺服磁軌對的伺服磁軌中心間的磁軌間距數。例如，如圖15所示，伺服磁軌212和214中心間的磁軌間距數為三。因此，所需的伺服讀出元件206數至少為四。類似地，如果離得最遠的伺服磁軌對的中心間距為四個磁軌間距，則伺服讀出元件至少為五個。但是，如圖16所示，為了向伺服讀出元件在伺服帶中每一種可能的位置提供唯一的代碼，以伺服具有10個數據磁軌的各數據帶，至少需要6個伺服讀出元件。
顯然，就本發明所描述的各種元件可以單獨使用，在同一系統中一起使用，或者與其他的伺服結構一同使用，且本發明僅限於所附的權利要求。例如，參照圖14到16描述的差異間隔的伺服磁軌結構可以同從抽頭單磁阻元件形成的伺服讀出元件一同使用，或者可以進一步包括一種伺服讀出元件設計，其中所述元件不是抽頭形成的，而是使用分立的磁頭。另外，例如，在此描述的所述可以用來單頻單遍寫入非鄰接伺服磁軌的伺服寫入器不必是所述磁頭組件的一部分。這樣的伺服磁軌可以在廠中寫入而不是即時寫入。類似地，前所描述的所述伺服讀出電路可以與參照圖14到16描述的變化間隔的伺服磁軌結構一同使用，並可以有對於本領域技術人員來說眾所周知的一些變動。
儘管本發明是參照特定的實施例進行說明的，但本領域技術人員會知道在形式和細節上可以有一些修改和變化，而並不脫離如所附權利要求所述的本發明的範圍。
權利要求
1.一種伺服跟蹤數據記錄磁帶，該磁帶包括至少一個具有一系列磁軌間距為P的數據磁軌的數據帶；一個專用於伺服信息的伺服帶，該伺服帶包括兩個或多個不相鄰接的伺服磁軌，其中每一對相鄰磁軌的中心間距為M×P，其中，M是≥2的任何整數，所述兩個或多個不相鄰接的伺服磁軌中的相鄰伺服磁軌對之間的中心間距對於至少兩對相鄰伺服磁軌來說是不同的。
2.一種磁帶伺服系統，該系統包括具有一系列磁軌帶的磁帶，所述磁軌帶系列包括至少一個具有一系列磁軌間距為P的數據磁軌的數據帶，和一個專用於伺服信息的伺服帶，所述伺服帶包括兩個或多個不相鄰接的伺服磁軌，其中每一對相鄰磁軌的中心間距為M×P，其中M是≥2的任何整數，所述兩個或多個不相鄰接的伺服磁軌中的相鄰伺服磁軌對之間的中心間距對於至少兩對相鄰伺服磁軌來說是不同的；一個磁頭組件，該磁頭組件具有一系列伺服讀出元件(H)，用來讀出寫入到所述伺服帶中的伺服信息，所述伺服讀出元件(H)的數目至少為K+1，其中，K是具有最大中心間距的那個相鄰伺服磁軌對的兩個伺服磁軌中心間的磁軌間距數；一個移動(repositioning)裝置，用來根據利用所述伺服讀出元件系列從所述伺服帶讀出的伺服信息，來移動所述磁頭組件。
3.如權利要求2所述的系統，其中，所述伺服讀出元件是從一個單磁阻元件抽頭分接出的伺服讀出元件。
4.如權利要求1到3之任何一項所述的產品，其中，所述兩個或多個伺服磁軌的每一相鄰磁軌對的伺服磁軌間的距離至少是0.7P，且每一伺服磁軌的寬度大於P。
5.如權利要求2或3所述的系統，其中，所述單磁阻元件位於兩組數據元件的中間，並與這兩組數據元件具有同一縫線。
6.如權利要求2或3所述的系統，其中，所述兩個或多個不相鄰接的伺服磁軌中的相鄰伺服磁軌對之間的中心間距對於至少兩對相鄰伺服磁軌來說是不同的。
7.如權利要求6所述的系統，其中，伺服讀出元件(H)的數目至少為K+1，其中，K是具有最大中心間距的那個相鄰伺服磁軌對的兩個伺服磁軌中心間的磁軌間距數。
8.如權利要求1到3之任何一項所述的產品，其中，所述兩個或多個伺服磁軌的每一相鄰磁軌對間的距離對於伺服帶上的每一對伺服磁軌來說是不同的。
9.如權利要求8所述的產品，其中，在所述伺服帶上，從一對伺服磁軌到其後續的伺服磁軌對，相鄰伺服磁軌對間的距離遞增一個或若干個磁軌間距。
10.如權利要求3所述的系統，其中，所述單磁阻元件被一系列抽頭引線以等於數據磁軌間距的間隔抽頭分接，並在該單磁阻讀出元件的兩端分別接出一個輸入引線和一個輸出引線。
11.如權利要求10所述的系統，其中，所述系統還包括一個第一放大器組和一個第二放大器組，所述分接所述單磁阻讀出元件的抽頭引線連接到該第一和第二放大器組，使得所述單磁阻讀出元件的端部抽頭伺服元件之間的每一抽頭伺服元件連接到所述第一和第二放大器組的每一組的某一個放大器，選擇所述第一和第二放大器組中的放大器，由之提供代表相鄰抽頭伺服讀出元件的伺服信息的輸出信號，所述系統還包括比較來自所述第一和第二放大器組的被選中的輸出信號的裝置，該裝置在比較後提供一個差值信號，用來移動所述磁頭組件。
12.如權利要求1或2所述的系統，其中，每一數據帶包括N個數據磁軌，所述伺服讀出元件的數目為H，所述伺服磁軌的數目為S，而且S×(H-1)≥N。
13.如權利要求12所述的系統，其中，所述至少一個數據帶包括至少兩組被一間隔分開的數據磁軌，其中間隔數等於S-1，每一間隔的寬度為dP1；其中所述磁頭組件還包括一系列數據元件，包括至少一個以一定距離位於與所述伺服帶相鄰的數據帶中的數據元件，所述相鄰的數據帶被一個伺服隔離帶與所述伺服帶中最外側的伺服磁軌隔離開，其中，每一對相鄰伺服磁軌的間隔等於(dP1+M×P)，從伺服讀出元件組的中心線到相鄰數據元件的中心的距離是[G+(S-1)×(M×P+dP1)+P×(H/2)]，其中，dP1小於P，G是伺服隔離帶的寬度，不小於零。
14.一種向磁帶的伺服帶中寫入伺服磁軌信息的系統，該系統包括具有一系列磁軌帶的磁帶，該磁軌帶系列包括至少一個具有一系列磁軌間距為P的數據磁軌的數據帶，和一個專用於伺服信息的伺服帶；一個磁頭組件，包括一系列數據讀出元件和一個伺服寫入器，後者與前者在同一縫線上，所述伺服寫入器用來對所述伺服帶中的兩個或多個不相鄰接的伺服磁軌進行寫操作，其中每一對相鄰磁軌的中心間距為M×P，其中，對於每一對相鄰伺服磁軌，M可以是≥2的任何整數。
15.如權利要求14所述的系統，其中，所述伺服寫入器包括一個梳形的單遍寫入結構，該寫入結構包括若干具有一公共縫線的齒，齒數等於要寫的伺服磁軌的數目，每個齒等於所述伺服磁軌系列的寬度，並且所述伺服寫入元件具有一個公共線圈。
16.如權利要求15所述的系統，其中，所述梳形結構的相鄰齒對間的中心間距對於至少兩對相鄰齒來說是不同的。
17.一種伺服磁軌識別方法，包括下列步驟間隔不相鄰接的伺服磁軌系列，使得相鄰伺服磁軌對之間的中心間距對於所述不相鄰接的伺服磁軌系列的至少兩對相鄰伺服磁軌來說是不同的；進行檢測，看是否有至少一對相鄰伺服讀出元件貼近至少一個伺服磁軌的中心。
18.如權利要求17所述的方法，其中，所述伺服讀出元件的數目至少為K+1，其中K為所述不相鄰接的伺服磁軌系列中具有最大中心間距的一對相鄰伺服磁軌中的兩個伺服磁軌的中心間的磁軌間距數。
19.如權利要求17所述的方法，還包括這樣的步驟將所檢測到的信息與一個預定的標記每一伺服磁軌的代數碼相比較。
20.如權利要求19所述的方法，其中，對於所述伺服帶上的不相鄰接的伺服磁軌系列的每一對伺服磁軌，相鄰伺服磁軌對間的距離是不同的。
21.如權利要求19所述的方法，其中，在所述伺服帶上，從一對伺服磁軌到其後續的伺服磁軌對，相鄰伺服磁軌對間的距離遞增一個或若干個磁軌間距。
22.一種讀出伺服信息的方法，該方法包括下列步驟提供具有一系列磁軌帶的磁帶，該磁軌帶系列包括至少一個具有一系列磁軌間距為P的數據磁軌的數據帶，和一個專用於伺服信息的伺服帶，所述伺服帶包括兩個或多個不相鄰接的伺服磁軌，其中每一對相鄰磁軌的中心間距為M×P，其中，對於每一對相鄰伺服磁軌，M可以是≥2的任何整數；將一個抽頭單磁阻讀出元件貼近所述磁帶設置，以提供代表K+1個伺服讀出元件的K+1個抽頭伺服讀出元件信號，其中，K等於具有最大中心間距的那對相鄰伺服磁軌對應的整數M；選擇性地在K+1個代表所述抽頭伺服讀出元件的抽頭伺服讀出元件信號中循環(cycling selectively through…)，以提供一對代表所述抽頭伺服讀出元件中的相鄰伺服讀出元件相對於一個或多個不相鄰接的伺服磁軌的位置的輸出信號；比較所述輸出信號對，確定出一個作為其函數的位置誤差信號。
23.一種磁頭組件，它包括沿著一條寫入縫線分布的一系列數據寫入元件；一個包括沿著所述寫入縫線分布的若干伺服寫入元件的單遍伺服寫入器，用來寫入兩個或多個不相鄰接的伺服磁軌。
24.如權利要求23所述的磁頭組件，它還包括沿著一條第二縫線分布的一系列數據讀出元件；一個單磁阻伺服讀出元件，該元件被抽頭，以提供一系列嵌在所述沿著第二縫線分布的若干數據讀出元件之間的分段伺服讀出元件。
25.如權利要求24所述的磁頭組件，還包括一個沿著一條第三縫線布置的伺服擦除元件。
26.如權利要求23或24所述的磁頭組件，其中，所述伺服寫入器包括一個梳形結構，該梳形結構包括若干沿著一條寫入縫線布置的齒，其中，齒數等於要寫的伺服磁軌的數目。
27.如權利要求26所述的磁頭組件，其中，所述齒的中心間距等於所述伺服磁軌系列的中心間距，每個齒的寬度等於所述伺服磁軌系列的寬度，並且所述伺服寫入元件具有一個公共線圈。
28.如權利要求26所述的磁頭組件，其中，相鄰的齒對間的中心間距對於至少兩對相鄰齒來說是不同的。
29.一種磁頭組件，包括一個單磁阻讀出元件；若干引線，後者將所述單磁阻讀出元件以等於一個磁帶數據磁軌間距的間距抽頭分接，利用這些抽頭引線，可利用所述磁頭組件提供至少三個分段伺服讀出元件。
30.如權利要求29所述的磁頭組件，其中，所述單磁阻元件位於具有一個公共讀出縫線的兩組數據讀出元件的中間，該單磁阻元件沿著該公共讀出縫線嵌在其間。
全文摘要
一種磁帶伺服系統(60),它包括:具有一系列磁軌帶的磁帶,所述磁軌帶系列包括至少一個具有一系列磁軌間距為P的數據磁軌的數據帶,和一個專用於伺服信息的伺服帶(76)。所述伺服帶包括兩個或多個不相鄰接的伺服磁軌(85、87、89),其中每一對相鄰磁軌的中心間距為M×P,其中M對於每一對相鄰伺服磁軌可以是≥2的任何整數。所述系統還包括一個磁頭組件(80),該磁頭組件具有一個單磁阻讀出元件(116),後者被抽頭分接,以提供至少(K+1)個抽頭伺服讀出元件,用來讀出寫在所述伺服帶中的伺服信息;其中,K是具有最大中心間距的那個相鄰伺服磁軌對所對應的整數M,並由一個移動裝置來根據所述伺服信息移動所述磁頭組件。另外,所述兩個或多個不相鄰接的伺服磁軌中的相鄰伺服磁軌對之間的中心間距對於至少兩對相鄰伺服磁軌(210、212、214)來說是不同的。本發明還提供了一種伺服跟蹤數據記錄磁帶,該磁帶具有兩個或多個不相鄰接的伺服磁軌,而這些不相鄰接的伺服磁軌中的相鄰伺服磁軌對之間的中心間距對於至少兩對相鄰伺服磁軌來說是不同的。本發明還提供了連同所述磁帶一起使用的一種伺服磁軌識別方法。另外本發明還分別提供了讀(96)/寫(106)磁軌磁頭組件(90、100),其中所述伺服讀寫元件分別與數據讀(92)寫(104)裝置在同一縫線上。
文檔編號G11B5/55GK1249840SQ98803084
公開日2000年4月5日 申請日期1998年2月12日 優先權日1997年3月4日
發明者西奧多·A·施沃茨, 羅伯特·J·昂奎斯特, 亨·T·特蘭 申請人:伊美申公司