本发明涉及具有磁头的磁盘驱动器，该磁头包括单独的读和写元件，本发明还涉及到将标志（ID）信息写入磁盘及通过考虑到两个读写元件之间的有效偏移而利用ID信息的方法和元件。 当磁盘驱动器使用扇区伺服系统时，磁盘记录表面上多个磁道中的每个磁道被分成多个扇区，每个扇区包括伺服段，ID段和数据段。当对预定扇区中数据段内的数据进行读或写时，从顺序扇区的ID段中读ID信息对于磁盘来说是必须的。最近，装有单独的读和写元件的双元件头作为磁头已被广泛使用。
对于双元件磁头应该考虑到读和写元件之间的有效偏移。当磁头定位到一个磁道时，读和写元件会相对于磁道的纵向作横向偏移或者说是沿着磁盘的半径方向偏移。这种偏移来源于生产公差或磁头与磁道之间的偏差。由于存在这种偏移，如果写数据时磁头通过将写元件的中心线与磁道的中心线（或数据段）对齐来定位，那么读元件的中心线就与磁道的中心线存在着偏移。同样，在读数据时磁头定位是使读元件的中心线与磁道的中心线对齐，而写元件的中心线就与磁道地中心线存在偏移。重要的是在两种情况下读元件都要能够正确地读ID信息。
现有技术下的每个扇区的典型格式如图3所示，图中一个ID段31设置成与磁道中心线35对称，该磁道中心线是由记录在伺服段30中的伺服信息预先决定的。在这个例子中，如果读元件34与写元件33之间的偏移值用d来表示，那么数据段32的中心线37就右向偏移磁道及ID段的中心线35d/2的距离。写数据时，通过将写元件33的中心与数据段32的中心线37对齐来定位磁头，如图3（A）所示，而读数据时，磁头是通过将读元件34的中心与中心线37对齐来定位的，如图3（B）所示。在任何一种情况下，由于读元件34完全定位在ID段31范围内，因此其读ID信息的读错误率就会稍微加以改善。
然而，从图3可知，在读和写操作中，读元件是定位在其中心线36或37上，而中心线36或37横向偏移ID段中心线35d/2的距离，所以ID信息的读错误率不可避免地高于数据的读错误率。此外，由于数据通常附加一个错误改正码，所以充分地改善了数据的读错误率。因此，ID信息是整个错误中的决定因素。
所以，本发明的主要目的是提供改善ID信息的读错误率的技术。
本发明的更为明确的目的是提供具有一对ID段的磁盘驱动器，该对ID段可在数据读和写操作中选择中加以使用以便改善ID信息的读错误率。
本发明的另一个更为明确的目的是提供为在扇区伺服类型磁盘驱动器的磁头中的多个扇区的每一个建立一对ID段的方法，用以改善ID信息的读错误率，同时也提供了建立和使用这种ID段的方法。
在包含单独的读和写元件的扇区伺服类型磁盘驱动器中，为磁盘的每个磁道中的每个扇区建立一对标识段用来在那个扇区上记录ID信息。这对标识段沿着磁道彼此分开并且彼此沿着半径方向偏移一个距离，该距离等于读和写元件之间的偏移。定位磁头以便读元件能在磁道的数据写操作过程中读这对ID段中的一个，而且定位磁头以便读元件在磁道的数据读操作过程中读另一个ID段。
图1是实现本发明的扇区伺服类型磁盘驱动器的构造示意图;
图2表示根据本发明具有一对ID段的扇区与读元件及写元件之间的各种位置关系;
图3表示根据现有技术具有一个ID段的扇区与读元件及写元件之间的各种位置关系;以及
图4是表示该元件的偏离磁道距离与读错误率之间的关系图。
20 伺服段
21a 读ID段
21b 写ID段
22 数据段
23 写元件
24 读元件
26 写ID段的中心线
27 读ID段和数据段的中心线
如图1所示，实现本发明的扇区伺服类型磁盘驱动器包括磁盘1，磁头2，旋转马达3，前置放大器4，读/写通道5，控制器6和伺服控制及驱动电路7。磁头2是包括单独的读和写元件的双元件磁头。磁盘1具有多个磁道，每个磁道又分成多个扇区。控制器6通过伺服控制及驱动电路7驱动马达3，因此可将磁头2定位到预定的磁道上。控制器6可包括硬盘控制器，微处理器和存储元件。
下一个图2表示根据本发明格式化的扇区与碰头2之间的各种位置关系。但是图中只表示了磁头2的读元件24和写元件23，而省略了支撑之两个元件的滑座。磁头2的一个具体例子使用磁阻效应（MR）类型传感器作为读元件24并使用薄膜感应（TFI）类型传感器作为写元件23。从图2可知，在伺服段20与数据段22之间建立一对ID段。即，读ID段21a和写ID段21b。图示的读ID段21a和写ID段21b的布置只是一个例子，两个ID段的次序当然可以调换。ID段21a和21b沿着磁道彼此分开并且沿着半径方向（图2中的横向）彼此偏移一个距离，该距离等于偏移值S，S表示与磁道相关的读元件24与写元件23之间的径向偏移。对磁道中的多个扇区的每一个设置这样的ID段21a和21b的相应过程如下：
（Ⅰ）当为多个磁道的每一个定位磁头2时，首先准备好一个代表读和写元件之间径向偏移的偏移值。当使用旋转马达3时，由于磁头2对磁道的偏移随着磁道的不同而不同，所以对于每个磁道，读和写元件之间的径向偏移也就不同。因此，对每个磁道需准备不同的偏移值。举例来说，这种偏移值可通过计算来取得，这种计算考虑了由于生产公差或磁头2对磁道的偏移而引起的两个元件之间的偏移。
（Ⅱ）S表示为根据选定磁道而准备的偏移值，T表示为由该磁道中伺服段的径向宽度预先决定的值。在图1的控制器6的控制下，如图2所示，磁头2被定位以便将读元件24的中心定位到代表第一径向位置的线26上，第一径向位置向左偏移磁道中心线25一个距离T，而磁道中心线25是由伺服段20中的伺服信息决定。然后，在相应的计时下，通过用写元件23将相应的ID信息写入到该磁道的每个扇区中来建立读ID段21a。尽管在这个例子中T＝s/2，但是它并不一定是这个值，它也可以等于其他的值。由于偏移值为S，因此写元件23的中心在代表第二径向位置的线27上，第二径向位置向右偏移磁道中心线25T＝s/2的距离。所以线27成为读ID段21a的中心线，并且因此也是数据段22的中心线。
（Ⅲ）在控制器65的控制下，如图2（B）所示，磁头2被定位以便将读元件的中心定位到代表第二径向位置的线26上，第二径向位置向左偏移磁道中心线26T+S距离，然后，在相应的计时下，通过用写元件23将相应的标识信息写入到该磁道的每个扇区中来建立写ID段21b。在这种情况下，由于写元件23的中心在线26上，因此线26成为写ID段的中心线。
（Ⅳ）对于所有的磁道重复操作（Ⅱ）和（Ⅲ）。当然（Ⅱ）和（Ⅲ）的次序可以交换以便先建立写ID段21b，然后再建立读ID段21a。
因此所建立的读ID段21a和写ID段21b可选择地用于读或写数据。首先，在对一个磁道的数据写操作过程中，如图2（C）所示，磁头2被定位以便将读元件24的中心定位在写ID段21b的中心线上，并且读元件24从这个写ID段21b中读取ID信息。然后写元件23将通过图1读/写通道5和前置放大器4传送过来的数据写到数据段22中。另一方面，在这个磁道的数据读操作过程中，如图2（D）所法，磁头2被定位以便将读元件24的中心定位在读ID段21a及数据段22的中心线上，并且读元件24从读ID段21a中读取ID信息并从数据段22中读取数据。
其次要考虑读错误率。一般，读错误率是以10-n形式表示。这意味着每读10n个比特会发生一个比特错。图4中，当使用相当于大约5000TPI（每英寸磁道数）的读元件宽度时，基本上呈V形的曲线E大体上表示出读元件偏离磁道距离与读错误率之间的关系。然而，对于错误率仅表示了其对数值或-n。根据本发明，在数据写或读的任何操作过程中，读元件24的中心定位在两个ID段21a及21b的任意一个的中心线上，这样偏离磁道的距离接近为0，因此读错误率的对数值保持在曲线E的最小值-10的低值附近。
另一方面，在如图3所示的当前技术情况下，由于读元件34是处于偏离磁道的状态，这种状态下读元件的中心总是向左或向右偏移ID段31的中心线d/2的距离，因此读错误率变得更高（更坏）。作为一个例子，为了满足在传输1010比特数据时只允许一个ID读错误率的要求，假定这里ID段31是7个字节（56位）长并且ID段32是512字节（4096位）长，那么如果ID所需要的读错误差是10-x，下面的关系式成立：
1-（1-10-x）56＝（110/4096）-1
从这个关系表达式，可得-x＝-8.14。在图4中这个值的错误率相应于大约0.5μm的偏离磁道距离。在当前技术下，取得前面所述的d/2、大约0.5μm的要求是相当严格的。通过进一步缩短这个距离来进一步降低错误率是非常困难的。如果磁道密度进一步加大或磁盘的尺寸做得更大，那么这种要求变得如此严格以至当前技术根本不能满足这种要求。然而本发明就可完全满足这种要求。
本发明能够改善ID信息的读错误率。