專利名稱：用于向記錄磁帶上寫入數(shù)據(jù)的寫入模塊和磁帶驅(qū)動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁帶驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)。具體來說，本發(fā)明涉及用 于讀取記錄磁帶上的數(shù)據(jù)并向記錄磁帶上寫入數(shù)據(jù)的薄膜磁帶頭。
背景技術(shù)：
使用與磁盤驅(qū)動(dòng)器制造商所使用的相同制造技術(shù)來構(gòu)建磁性信 息存儲(chǔ)系統(tǒng)(例如，磁帶驅(qū)動(dòng)器)的薄膜磁帶頭。這樣的結(jié)構(gòu)的特征 是，包括讀取和寫入轉(zhuǎn)換器元件的薄膜層垂直地面向磁頭的磁帶支撐面(TBS)。這樣的磁頭可以簡稱為"垂直，，磁頭，因?yàn)樽x取和寫入間隙 部分位于TBS上，而元件分層結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)離TBS垂直地延伸。在具有 多磁道記錄功能的垂直磁頭中，通常多個(gè)轉(zhuǎn)換器元件并排排列，以形 成橫切磁帶移動(dòng)的方向的線性轉(zhuǎn)換器陣列。陣列中的每一個(gè)轉(zhuǎn)換器元 件都被定位，以寫入或讀取磁帶上的分離的縱向磁道。此方案如圖1 所示，該圖描述了具有薄膜轉(zhuǎn)換器元件"E"(其間隙"G"在磁帶移動(dòng) "D"的方向沿著磁道"TR，，嚙合磁帶"T")陣列的垂直磁頭"H"。 圖2 顯示了垂直磁頭"H"的示范性內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其中，轉(zhuǎn)換器包括交替的讀 取和寫入元件"R"和"W"。 如圖3所示，圖2的垂直磁頭"H"可以 固定到與互補(bǔ)垂直磁頭"H'"(其讀取和寫入元件是相反的順序)相關(guān) 聯(lián)的安裝架"MB"。所產(chǎn)生的磁頭組件將具有在磁帶"T，，的順著磁道的 方向?qū)?zhǔn)的讀取/寫入元件對(duì)。此方案提供了常規(guī)的寫后讀功能，其 中，立即讀回被寫入到磁帶"T"中的數(shù)據(jù)，并檢查其中有無錯(cuò)誤。寫 后讀功能還可以利用單個(gè)垂直磁頭(具有磁道對(duì)準(zhǔn)的讀取和寫入元件 的對(duì)，它們是根據(jù)在磁盤驅(qū)動(dòng)器中使用的已知的"背馱，，方案構(gòu)建的) 取得。其他常規(guī)垂直磁頭設(shè)計(jì)包括其中所有轉(zhuǎn)換器元件"E"要么是讀 取元件要么是寫入元件的磁頭。然后，可以通過將只讀磁頭粘接到只
寫磁頭以提供磁道對(duì)準(zhǔn)的讀取和寫入元件對(duì)，取得寫后讀功能。如上文所描述的垂直磁頭結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是，TBS中的轉(zhuǎn)換器元件 間隙彼此之間必須有足夠的間隔，以為凹進(jìn)到TBS后面的轉(zhuǎn)換器元 件結(jié)構(gòu)的主要部分提供空間。對(duì)于寫入元件，凹進(jìn)的結(jié)構(gòu)包括磁極片 和線圏繞組(從圖2可以看出)，與TBS中的寫入間隙結(jié)構(gòu)相比， 相當(dāng)笨重。對(duì)于讀取元件，凹進(jìn)結(jié)構(gòu)包括電導(dǎo)線和磁性硬偏壓元件(如 果存在的話)。與TBS中的讀取間隙結(jié)構(gòu)相比，這些也相對(duì)來說比 較笨重，雖然與寫入元件相比程度輕一些。前面的間隔要求使垂直磁 頭的轉(zhuǎn)換器陣列比對(duì)于在任何給定時(shí)刻讀取或?qū)懭氲拇诺罃?shù)量必須的 間隔要求寬得多。問題是，轉(zhuǎn)換器陣列內(nèi)得間隙間距比間隙寬度大得 多，以致于對(duì)于被陣列讀取或?qū)懭氲拿總€(gè)磁道，在沒有發(fā)生轉(zhuǎn)換的磁 道之間將會(huì)間隔。從圖2可以看出此"梳子，，影響，該圖顯示了，對(duì)于 與相鄰的讀取和寫入元件"R"和"W"對(duì)準(zhǔn)的每對(duì)磁道"TR，，，在未轉(zhuǎn)換 的磁帶"T"上在磁道之間存在空白。可以通過在多次轉(zhuǎn)換操作過程中在跨磁道方向步進(jìn)磁頭來解決 梳子影響，以便在進(jìn)行了一些操作之后最終向磁道之間的空白處記錄 數(shù)據(jù)。也可以使用被稱為"瓦片般重迭"的過程以小于寫入轉(zhuǎn)換器的間 隙寬度向磁帶磁道中寫入。根據(jù)此技術(shù)，對(duì)于每一個(gè)連續(xù)的轉(zhuǎn)換操作， 使磁頭步進(jìn)小于寫入元件間隙寬度的值，以便前面被寫入的磁道的邊 緣在下一次操作過程被改寫，就向屋頂上的木瓦那樣。雖然前面的磁道寫入技術(shù)可使數(shù)據(jù)密集地壓縮到磁帶上，但是， 一個(gè)持續(xù)的懸而未決的問題是寫入和讀取操作之間的磁帶尺寸變化所 導(dǎo)致的磁道對(duì)準(zhǔn)不良。例如，可以在一組溫度和濕度條件下向磁帶中 寫入數(shù)據(jù)，然后，又在不同的環(huán)境條件下讀取數(shù)據(jù)。對(duì)于常規(guī)的磁帶 材料，尺寸變化可以達(dá)到.12%。這些磁帶尺寸變化將會(huì)使磁帶磁道 間距的幾何尺寸變寬或變窄，導(dǎo)致與磁帶頭發(fā)生磁道對(duì)準(zhǔn)不良，而磁 帶頭的間隙間隔的幾何尺寸基本上不變。雖然可以使用磁帶頭的旋轉(zhuǎn) 來通過改變轉(zhuǎn)換器陣列的有效磁道間距來解決配準(zhǔn)不良的問題，但是， 此解決方案需要復(fù)雜的機(jī)械和歪斜補(bǔ)償電路。
為說明配準(zhǔn)不良問題，假設(shè)轉(zhuǎn)換器陣列在最外面的元件之間橫跨x nm，磁帶尺寸的百分比變化是.12%。在最外面的元件下磁帶磁道 的間隔的產(chǎn)生的變化將是.0012x nm。另一方面，如果轉(zhuǎn)換器陣列橫 跨.5x jun，那么，磁帶尺寸的.12%變化將在最外面的元件之下只 將磁帶磁道間距改變.0006x jim。如此，.5x轉(zhuǎn)換器陣列跨度將只體 驗(yàn)到x轉(zhuǎn)換器跨度體驗(yàn)到的磁帶尺寸變化的一半，以致于磁道對(duì)準(zhǔn)不 良的可能性稍小。注意，如果磁頭間隙間距可以縮短到接近間隙寬度 的值，則可以取得能夠執(zhí)行連續(xù)的磁道束寫入的進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)。然后， 磁頭將能夠在單一操作中讀取和寫入轉(zhuǎn)換器下面的整個(gè)磁帶區(qū)域，從 而緩和在多次操作中瓦片般重迭磁道所需的準(zhǔn)確的尋道。相應(yīng)地，需要改進(jìn)用于讀取記錄磁帶上的數(shù)據(jù)并向記錄磁帶上寫 入數(shù)據(jù)的薄膜磁帶頭的設(shè)計(jì)。特別需要的是，具有降低讀取和寫入元 件的間隙間距的能力的磁頭設(shè)計(jì)，特別是降低到接近間隙寬度的水平。發(fā)明內(nèi)容通過具有用于可選地讀取記錄磁帶上的數(shù)據(jù)并向記錄磁帶上寫 入數(shù)據(jù)的低磁道間距寫入模塊和雙向磁帶頭，解決了前面的問題，并 改進(jìn)了現(xiàn)有技術(shù)。寫入模塊和磁帶頭具有用于嚙合記錄磁帶和多個(gè)寫 入元件的磁帶支撐面。每一個(gè)寫入元件包括第一和第二磁極片，它們 具有在磁帶支撐面上彼此間隔的相應(yīng)的極端，以形成寫入間隙。寫入 元件進(jìn)一步包括后間隙區(qū)域，在那里，磁極片以磁性方式彼此連接。 寫入元件如此排列，以便相鄰的寫入元件的寫入間隙的彼此間隔不超 過大致一個(gè)間隙寬度，而一般沿著垂直于記錄磁帶的移動(dòng)方向的軸對(duì) 準(zhǔn)。根據(jù)一個(gè)示范性實(shí)施例，寫入模塊中的每一個(gè)寫入元件包括與寫 入模塊磁帶支撐面成一般平行平面關(guān)系的多個(gè)薄膜層。寫入元件可以 包括扁平線圏結(jié)構(gòu)或螺旋形線圍結(jié)構(gòu)。在這兩種情況下，寫入元件都 可以包括一對(duì)極端和一對(duì)磁極片，所述極端在寫入模塊磁帶支撐面提 供寫入間隙，所述磁極片對(duì)從極端延伸到連接了磁極片的后間隙區(qū)域， 后間隙區(qū)域在順著磁道的方向與寫入間隙間隔開來。寫入元件可以這
樣排列，以便相鄰的寫入元件具有相鄰的極端，但是相反地延伸磁極 片和后間隙。這可使寫入元件有間隔寫入間隙，或者具有接近連續(xù)的 寫入間隙，以便在磁記錄介質(zhì)的連續(xù)的磁道上進(jìn)行束寫入。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，寫入元件具有垂直結(jié)構(gòu)，所述垂直結(jié)構(gòu)包括 與磁帶支撐面以大體垂直關(guān)系定向的多個(gè)薄膜層。寫入元件可以具有 螺旋形線團(tuán)配置，其中，螺旋形線圏巻繞垂直磁極片中的一個(gè)。為有 助于寫入間隙的接近連續(xù)的間隔，相鄰的寫入元件的部分可以排列在 交互層中?？梢酝ㄟ^相對(duì)于包括寫入元件的寫入模塊成固定關(guān)系安裝一個(gè) 或多個(gè)單獨(dú)的讀取模塊，提供寫后讀功能。如果使用垂直寫入元件， 則可以在具有寫入元件的共同襯底上制造具有垂直結(jié)構(gòu)的一個(gè)或多 個(gè)讀取元件陣列。可以將相鄰的讀取元件置于交替的垂直層中，以降 低讀取間隙間隔要求。


如附圖所說明的，根據(jù)下列對(duì)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的比較特定的說明，本發(fā)明的前面的及其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見，其中 圖1是顯示了現(xiàn)有技術(shù)的薄膜垂直磁帶頭的透視圖； 圖2是顯示了圖1的現(xiàn)有技術(shù)的磁帶頭的示范性結(jié)構(gòu)的透視圖；圖3是顯示了固定到安裝架的圖1的一對(duì)垂直磁帶頭的側(cè)面圖；圖4是顯示了示范性混合型磁帶頭的磁帶支撐面的部分平面 圖，有一段記錄磁帶重疊在磁帶頭上；圖5是顯示了圖4的磁帶頭的寫入模塊的一部分的放大的平面圖；圖6是沿著圖5中的直線6-6截取的寫入元件剖面圖；圖7是沿著圖4中的直線7-7截取的磁頭剖面圖； 圖8是顯示了寫入模塊伺服讀取器的平面圖; 圖9是沿著圖8中的直線9-9截取的剖面圖10是在圖9中的箭頭10-10的方向截取的側(cè)視圖；圖11是顯示了另一個(gè)示范性磁帶頭的磁帶支撐面的部分平面圖，有一段記錄磁帶重疊在磁帶頭上；圖12是顯示了圖11的磁帶頭的寫入模塊的一部分的放大的平面圖；圖12A是顯示了如圖12所示的寫入模塊的寫入元件的修改方案的放大平面圖；圖13是沿著圖12中的直線13-13截取的寫入元件剖面圖；圖14是沿著圖11中的直線14-14截取的磁頭剖面圖；圖15是顯示了另一個(gè)示范性磁帶頭的磁帶支撐面的部分平面圖，有一段記錄磁帶重疊在磁帶頭上；圖16是沿著圖15中的直線16-16截取的放大部分剖面圖，并顯示了圖15的磁帶頭的寫入模塊的一部分；圖16A是沿著圖16中的直線16A-16A截取的寫入元件剖面圖；圖17是沿著圖16中的直線17-17截取的寫入元件剖面圖；圖18是沿著圖15中的直線18-18截取的磁頭剖面圖；圖19是顯示了另一個(gè)示范性磁帶頭的磁帶支撐面的部分平面圖，有一段記錄磁帶重疊在磁帶頭上；圖20是沿著圖19中的直線20-20截取的磁頭剖面圖；圖21是顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示范性實(shí)施例構(gòu)建的磁帶頭的磁帶支撐面的部分平面圖，有一段記錄磁帶重疊在磁帶頭上； 圖22是沿著圖21中的直線22-22截取的磁頭剖面圖； 圖23是顯示了磁帶驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備的功能方框圖；以及 圖24是顯示了與基于磁帶盒的磁帶介質(zhì)一起使用的圖20的磁帶驅(qū)動(dòng)器存儲(chǔ)設(shè)備的示范性結(jié)構(gòu)的透視圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在將通過示范性實(shí)施例描述本發(fā)明，示范性實(shí)施例是通過圖形 (不一定按比例)顯示的，其中，在所有圖形中，類似的參考編號(hào)表 示類似的元件。現(xiàn)在請(qǐng)參看圖4，磁帶頭2包括平面寫入模塊4，它可以獨(dú)自 使用，也可以可選地與一對(duì)垂直讀取模塊6和8中的一個(gè)或兩者一 起使用。寫入模塊4具有寫入模塊磁帶支撐面10，用于嚙合記錄磁 帶"T",其一個(gè)邊緣如圖4所示。如圖5-7另外所示，寫入模塊4具 有平面磁頭結(jié)構(gòu)，其中，寫入模塊4中的多個(gè)寫入元件12中的每 一個(gè)包括與寫入模塊磁帶支撐面10成一般平行平面關(guān)系的多個(gè)薄膜 層"L"?？梢钥闯?，寫入元件12如此排列，以便相鄰的寫入元件的 轉(zhuǎn)換間隙(寫入間隙)14可以沿著垂直于記錄磁帶的流向的軸"A-A" 大略地對(duì)準(zhǔn)(如圖4中的箭頭"D"所顯示)?？蛇x讀取模塊6和8中的每一個(gè)都具有用于嚙合記錄磁帶"T，， 的讀取模塊磁帶支撐面16。如圖7另外所示，讀取模塊6和8具 有常規(guī)垂直磁頭結(jié)構(gòu)，其中，多個(gè)讀取元件18各自包括與讀取模塊 磁帶支撐面16以大體垂直關(guān)系定向的多個(gè)薄膜層。雖然未顯示，也 可以在讀取模塊6和8的不同層形成相鄰的讀取元件18，以降低 讀取間隙間隔要求。雖然如圖4和7所示的讀取模塊6和8是與 寫入模塊4連續(xù)的，但是，讀取模塊中的一個(gè)或^個(gè)可以與寫入模塊 間隔開來，彼此成固定的關(guān)系。在由圖4-7代表的示范性實(shí)施例中，寫入元件12包括扁平線團(tuán)結(jié)構(gòu)。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，寫入線圍20在單--層薄膜層"L，，具有多個(gè)線圏繞組，從圖6可以看出。提供了一對(duì)接觸墊22和24，用于將 寫入線圏20連接到信息調(diào)制電流源(未顯示)。寫入元件12進(jìn)一 步包括一對(duì)極端26和28,它們在寫入模塊磁帶支撐面10上提供 寫入間隙14。 一對(duì)磁極片30和32分別從極端26和28延伸到 連接了磁極片的后間隙區(qū)域34?？梢杂猛ǔＳ糜谥圃旄袘?yīng)的寫入磁頭 (用于信息存儲(chǔ))的那種類型的任何合適的導(dǎo)磁材料來制造極端 26/28和磁極片30和32。從圖6可以看出，磁極片30和32最 初在一般垂直于寫入模塊^^帶支撐面10的方向從極端26和28 延伸。然后，每一個(gè)磁極片30和32在寫入模塊4的單獨(dú)的一層"L"
上進(jìn)行大約90。的彎曲，此后，大略平行于寫入模塊磁帶支撐面10延 伸到后間隙區(qū)域34。從而，后間隙區(qū)域34在順著磁道的方向(即， 沿著磁道)與寫入間隙14分開。
從圖5和6可以看出，寫入線團(tuán)20巻繞后間隙區(qū)域34，后 間隙區(qū)域的一側(cè)的線團(tuán)繞組位于磁極片30和33之間。當(dāng)寫入線團(tuán) 20被通電時(shí)，它將在磁極片30和32中產(chǎn)生磁通量，以便在極端 26和28中產(chǎn)生跨寫入間隙14擴(kuò)散的磁場。應(yīng)該理解，寫入間隙 14中的磁場的強(qiáng)度部分地取決于寫入線閨20的線圍的數(shù)量。雖然未 顯示，增大線團(tuán)繞組的數(shù)量而不會(huì)增大寫入元件的總的大小的一種方 式(當(dāng)在圖5的平面圖方向查看時(shí))將是在寫入模塊4的一個(gè)或多 個(gè)單獨(dú)的層"L"上形成另外的線團(tuán)。
如圖5和6另外所示的，寫入元件12這樣排列，以便相鄰的 寫入元件具有相鄰的極端26/28，但是相反地延伸磁極片30/32和后 間隙34。取決于寫入線圏20的大小，寫入元件12可以有間隔的 寫入間隙(如圖5所示)，它們之間具有所需要的間隔距離(優(yōu)選情 況下，不超過大致一個(gè)間隙寬度)，或者可以有接近連續(xù)的寫入間隙 (未顯示)，它們之間具有標(biāo)稱間隔(基本上小于一個(gè)間隙寬度)， 以便在磁記錄介質(zhì)的連續(xù)的磁道上進(jìn)行束寫入。在第一種情況下，間 隙間距(即，相鄰的寫入間隙的中心線之間的距離)大致為2個(gè)間隙 寬度。在第二種情況下，間隙間距約等于間隙寬度。作為示例，可以 使用對(duì)應(yīng)于寫入元件可擦帶的寬度的間隙間隔。該情況下的間隙間距 將是間隙寬度和可擦帶寬度的總和。通常，可擦帶寬度大致為間隙尺 寸(即，在磁帶運(yùn)動(dòng)的方向，磁極片30/32之間的間隔)的3-5倍。 假設(shè)大致5微米的典型的間隙尺寸，間隙間隔(如果等于可擦帶寬度) 大致為15-25微米。注意，寫入線團(tuán)20的大小將在很大程度上取 決于在寫入模塊4的任何給定層"L"中形成的線團(tuán)繞組的數(shù)量，該數(shù) 量可以通過使用如上文所討論的多個(gè)層來控制。
如圖4所示，磁帶頭2包括用于讀取磁帶"T"上的常規(guī)的基于 時(shí)間的伺服磁道"ST"的伺服讀取元件。可以通過讀取模塊6和8
上的另外的讀取元件18提供伺服讀取元件，也可以通過寫入模塊4 上的平面伺服讀取元件36來提供。如圖8-10所示，每一個(gè)平面伺 服讀取元件36包括在寫入模塊4的多個(gè)薄膜層"L"(它們與寫入模 塊磁帶支撐面10成平行平面關(guān)系)中形成的傳感器結(jié)構(gòu)38。如那些 精通本技術(shù)的人員將理解，傳感器結(jié)構(gòu)層可以包括磁性針腳層40、墊 圍層42和無磁性層44?？梢栽趥鞲衅鹘Y(jié)構(gòu)的每一側(cè)提供一對(duì)電極/ 硬偏壓結(jié)構(gòu)46,以提供CIP (Current-In-Plane)傳感器。雖然未顯 示，也可以使用CPP (Current-Perpendicular to-Plane)傳感器。4吏 用常規(guī)的磁導(dǎo)47將來自寫入模塊磁帶支撐面10的磁通量傳送到 無磁性層44。
圖7顯示了當(dāng)從圖4的磁帶"T"的邊緣查看時(shí)的磁帶頭2?？?以看出，從在磁帶頭2 (與磁帶支撐面10相對(duì))的表面上形成的電 接觸板48與寫入元件12進(jìn)行電連接?？梢允褂脗鹘y(tǒng)技術(shù)將電纜 (未顯示)連接到接觸墊48?？梢允褂萌鐖D1所示的那種常規(guī)接觸 墊，提供與讀取元件18的電連接，如通常用于垂直讀取元件的那樣。 雖然未顯示，可以在寫入模塊4的接觸墊48上方制造驅(qū)動(dòng)器組件， 如FET (場效應(yīng)晶體管)。或者，可以在單獨(dú)的芯片上制造驅(qū)動(dòng)器， 然后，將芯片安裝于磁帶頭2的附近。磁帶頭2的磁帶支撐面10 和16可以重疊起來，以在磁帶"T，，經(jīng)過磁頭時(shí)定義優(yōu)選的磁帶纏繞 角度。
現(xiàn)在請(qǐng)參看圖11-14，顯示了備選的寫入模塊4'，用于其中寫入 元件12，包括螺旋形線團(tuán)結(jié)構(gòu)的磁帶頭2中。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，寫入線 圏20'在多個(gè)薄膜層"L"中具有多個(gè)線圏繞組，從圖13可以看出。 具體來說，在第一層"L"中形成第一組線圍繞組元件20A，，在第二層 "L，，中形成第二組線圏繞組元件20B，，在位于線圍繞組元件20A，和 20B，之間的中間層中形成第三和第四組線團(tuán)繞組元件20C'和20D， (參見圖12)。提供了一對(duì)接觸墊22，和24，，用于將寫入線團(tuán)20，連 接到信息調(diào)制電流源(未顯示)。寫入元件12，進(jìn)一步包括一對(duì)極端 26，和28，，它們在寫入模塊磁帶支撐面10，上提供寫入間隙14，。 一
對(duì)磁極片30'和32，分別從極端26，和28，延伸到連接了磁極片 的后間隙區(qū)域34'?？梢杂猛ǔＳ糜谥圃旄袘?yīng)的寫入磁頭(用于信息 存儲(chǔ))的那種類型的任何合適的導(dǎo)磁材料來制造極端26728，和磁極 片30，和32'。從圖13可以看出，磁極片30，和32，最初在一般 垂直于寫入模塊磁帶支撐面10，的方向從極端26，和28，延伸。然 后，每一個(gè)磁極片30'和32，在寫入模塊4，的單獨(dú)的一層"L"上進(jìn) 行大約90。的彎曲，此后，大略平行于寫入模塊磁帶支撐面10，延 伸到后間隙區(qū)域34，。從而，后間隙區(qū)域34，在順著磁道的方向與寫 入間隙14'分開。
從圖13可以看出，寫入線團(tuán)20'巻繞磁極片32'。當(dāng)寫入線圍 20'被通電時(shí)，它將在磁極片30'和32，中產(chǎn)生磁通量，以便在極端 26，和28，中產(chǎn)生跨寫入間隙14，擴(kuò)散的磁場。應(yīng)該理解，寫入間隙 14，中的磁場的強(qiáng)度部分地取決于寫入線團(tuán)20，的線圏的數(shù)量。可以 通過延長磁極片30'和32'的長度來增大寫入線團(tuán)20'的線圍的數(shù) 量，
如圖11和12所示，寫入元件12，這樣排列，以便相鄰的寫 入元件具有相鄰的極端26'/28，，但是相反地延伸磁極片30732，和后 間隙34。還可以看出，寫入元件12，如此排列，以便相鄰的寫入元 件的寫入間隙14，可以沿著垂直于記錄磁帶的流向的軸"A-A，，大略 地對(duì)準(zhǔn)(如圖11中的箭頭"D"所顯示)。為處理方便，可能需要稍 微交錯(cuò)相鄰的寫入元件12，的轉(zhuǎn)換間隙14，，如圖12A所示。然而， 寫入間隙14'仍然圍繞垂直于磁帶運(yùn)動(dòng)的方向的公共軸線"A-A"的 每一側(cè)對(duì)稱地對(duì)準(zhǔn)。取決于轉(zhuǎn)換線團(tuán)20'的大小，寫入元件12，可 以有間隔的寫入間隙(未顯示)，它們之間相隔大致 一 個(gè)間隙寬度(即， 兩倍于間隙寬度的間隙間距)，或者可以有接近連續(xù)的轉(zhuǎn)換間隙(如 圖11和12所示)，它們之間具有標(biāo)稱間隔(基本上小于一個(gè)間隙 寬度)，以便在磁記錄介質(zhì)的連續(xù)的磁道上進(jìn)行束寫入。如上文涉及 圖4-7的寫入元件12所描述的，可以使用對(duì)應(yīng)于寫入元件12，的 可擦帶寬度的間隙間隔。間隙間距是間隙寬度和可擦帶寬度的總和.
假設(shè)大致5微米的典型的間隙尺寸，間隙間隔(如果等于可擦帶寬度) 大致為15-25微米(假設(shè)典型的可擦帶寬度大致為間隙尺寸的3-5 倍)。注意，寫入線圍20'的螺旋配置可使寫入元件12'具有相對(duì) 來說比較窄的機(jī)座面積(與上文所描述的扁平線團(tuán)配置相比)，有助 于產(chǎn)生接近連續(xù)的間隙配置。
現(xiàn)在請(qǐng)參看圖15，根據(jù)示范性三模塊配置構(gòu)建了備選磁帶頭 102，其中，可以獨(dú)自使用寫入模塊104，也可以可選地與一對(duì)讀取模 塊106和108中的一個(gè)或兩者一起使用。寫入模塊104具有寫入 模塊磁帶支撐面110,用于嚙合記錄磁帶"T",其一個(gè)邊緣如圖15所 示。如圖16-18另外所示，寫入模塊104具有垂直磁頭結(jié)構(gòu)，其中， 寫入模塊104中的多個(gè)寫入元件112中的每一個(gè)包括與寫入模塊 磁帶支撐面110以大體垂直關(guān)系定向的多個(gè)薄膜層"L"。從圖16A 可以看出，寫入元件112如此排列，以便相鄰的寫入元件的轉(zhuǎn)換間隙 114沿著垂直于記錄磁帶的流向的軸"A-A，，大略地對(duì)準(zhǔn)(箭頭"D，，所 顯示)。
可選讀取模塊106和108中的每一個(gè)都具有用于嚙合記錄磁 帶"T，，的讀取模塊磁帶支撐面116。 如圖18另外所示，讀取模塊 106和108具有常規(guī)垂直磁頭結(jié)構(gòu)，其中，讀取元件118各自包括 與讀取模塊磁帶支撐面116以大體垂直關(guān)系定向的多個(gè)薄膜層。雖然 未顯示，也可以在讀取模塊106和108的不同層形成相鄰的讀取元 件118，以降低讀取間隙間隔要求。雖然如圖15所示的讀取模塊 106和108是與寫入模塊104連續(xù)的，但是，讀取模塊中的一個(gè)或 兩個(gè)可以與寫入模塊間隔開來，彼此成固定的關(guān)系。
從圖16和17可以看出，寫入元件112包括螺旋形線團(tuán)結(jié)構(gòu)。 根據(jù)此結(jié)構(gòu)，寫入線圍120在多個(gè)薄膜層"L，，中具有多個(gè)線團(tuán)繞組， 從圖17可以看出。具體來說，在第一層"L，，中形成第一組線團(tuán)繞組 元件120A,在第二層"L"中形成第二組線團(tuán)繞組元件120B，在位于 線圍繞組元件120A和120B之間的中間層中形成第三和第四組線 圏繞組元件120C和120D(參見圖16)。提供了一對(duì)接觸墊122和 124，用于將寫入線團(tuán)120連接到信息調(diào)制電流源(未顯示)。寫入 元件112進(jìn)一步包括一對(duì)極端126和128,它們在寫入模塊磁帶支 撐面110上提供寫入間隙114。 一對(duì)磁極片130和132分別從極 端126和128延伸到連接了磁極片的后間隙區(qū)域134?？梢杂猛ǔ?用于制造感應(yīng)的寫入磁頭(用于信息存儲(chǔ))的那種類型的任何合適的 導(dǎo)磁材料來制造極端126/128和磁極片130和132。從圖17可以 看出，磁極片130和132分別從極端126和128在大略地垂直于 寫入模塊磁帶支撐面110的方向延伸到后間隙區(qū)域134。
從圖17可以看出，寫入線團(tuán)120巻繞磁極片132。當(dāng)寫入線 團(tuán)120被通電時(shí)，它將在磁極片130和132中產(chǎn)生磁通量，以便 在極端126和128中產(chǎn)生跨寫入間隙114擴(kuò)散的磁場。應(yīng)該理解， 寫入間隙114中的磁場的強(qiáng)度部分地取決于寫入線團(tuán)120的線團(tuán) 的數(shù)量?？梢酝ㄟ^延長磁極片130和132的長度來增大寫入線團(tuán) 120的線圏的數(shù)量。
如圖16A和17另外所示，寫入元件112這樣排列，以便相 鄰的寫入元件具有相鄰的極端114，在共同層"L"中形成磁極片130。 在寫入模塊104的交互層"L，，中形成磁極片132和后間隙134，以 降低寫入間隙間隔要求。此結(jié)構(gòu)的變體是形成寫入元件112，以便在 相同的層"L"中形成相鄰元件的極端114。 這將導(dǎo)致極端114的寫 入間隙位于圖16A中的軸"A"的中心。如此，寫入元件112有接近 連續(xù)的寫入間隙(參見圖16和16A)，以便在磁記錄介質(zhì)的連續(xù)的 磁道上進(jìn)行束寫入。例如，可以使用對(duì)應(yīng)于寫入元件112的可擦帶寬 度的間隙間隔。間隙間距是間隙寬度和可擦帶寬度的總和。假設(shè)大致5 微米的典型的間隙尺寸，間隙間隔(如果等于可擦帶寬度)大致為15 -25微米(假設(shè)典型的可擦帶寬度大致為間隙尺寸的3-5倍)。如 圖16A所示，寫入元件112如此排列，以便相鄰的寫入元件的寫入 間隙114沿著垂直于記錄磁帶的流向的軸"A - A"大略地對(duì)準(zhǔn)(箭頭 "D"所顯示)。
如圖15所示，磁帶頭102包括用于讀取磁帶"T"上的常規(guī)的基
于時(shí)間的伺服磁道"ST"的祠服讀取元件。可以通過讀取模塊16和 18上的另外的讀取元件118提供伺服讀取元件(假設(shè)讀取模塊存 在)，也可以通過寫入模塊4上的伺服讀取元件36來提供。
圖18顯示了當(dāng)從圖15的磁帶"T"的邊緣查看時(shí)的磁帶頭 102。可以看出，從在磁帶頭102 (與磁帶支撐面110相對(duì))的表面 上形成的電接觸板148與寫入元件114進(jìn)行電連接?？梢允褂脗鹘y(tǒng) 技術(shù)將電纜(未顯示)連接到接觸墊148?？梢允褂萌鐖D1所示的那 種常規(guī)接觸墊，提供與讀取元件118的電連接，如通常用于垂直讀取 元件的那樣。雖然未顯示，可以在寫入和讀取模塊14、 16和18的 接觸墊148上方制造驅(qū)動(dòng)器組件，如FET(場效應(yīng)晶體管)?；蛘?， 可以在單獨(dú)的芯片上制造驅(qū)動(dòng)器，然后，將芯片安裝于磁帶頭12的 附近。如圖18所進(jìn)一步顯示的，磁帶頭102的磁帶支撐面110和 116可以重疊起來，以在磁帶"T，，經(jīng)過磁頭時(shí)定義優(yōu)選的磁帶纏繞角 度。
現(xiàn)在請(qǐng)參看圖19和20，顯示了修改過的磁帶頭102，，在各個(gè) 方面與磁帶頭102相同，只是省略了讀取模塊108。作為替代，只有 一個(gè)讀取模塊106(包含讀取元件118的第一陣列)，具有垂直寫入 元件112，的陣列和垂直讀取元件118，的集成陣列的寫入模塊 110，。雖然未顯示，優(yōu)選情況下，在寫入元件陣列和讀取元件陣列之 間的寫入模塊110，中形成EMI屏蔽層，以便防止寫入元件112， 和讀取元件118'之間的串話。
現(xiàn)在請(qǐng)參看圖21和22,顯示了第二修改過的磁帶頭102"，在 各個(gè)方面與磁帶頭102相同，只是省略了讀取模塊106和108。作 為替代，寫入模塊110"具有垂直讀取元件118"的兩個(gè)集成陣列， 它們夾著垂直寫入元件112"的陣列。雖然未顯示，優(yōu)選情況下，在 寫入元件陣列和讀取元件陣列之間的寫入模塊110"中形成EMI 屏蔽層，以便防止寫入元件112"和讀取元件118"之間的串話。
請(qǐng)參看圖23，這里所描述的發(fā)明構(gòu)思可以以磁帶驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)設(shè)備(磁帶驅(qū)動(dòng)器)200來實(shí)現(xiàn)，該設(shè)備用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，并由主機(jī)
數(shù)據(jù)處理設(shè)備202來檢索數(shù)據(jù)，而主機(jī)數(shù)據(jù)處理設(shè)備202可以是用 于與磁帶驅(qū)動(dòng)器200進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的其他處理設(shè)備的通用計(jì)算機(jī),磁 帶驅(qū)動(dòng)器200包括多個(gè)組件，提供了用于讀取磁帶介質(zhì)上的數(shù)據(jù)并向 磁帶介質(zhì)寫入主機(jī)數(shù)據(jù)的控制和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。只作為示例，這些組 件通?？梢园ㄍǖ肋m配器204、微處理器控制器206、數(shù)據(jù)緩沖器 208、讀取/寫入數(shù)據(jù)流電路210、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)212，以及磁帶接口 系統(tǒng)214，該磁帶接口系統(tǒng)214包括馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器電路216和讀/寫磁 頭單元218。微處理器控制器206為磁帶驅(qū)動(dòng)器200的操作提供開銷控制 功能。如常規(guī)的情況那樣，由微處理器控制器206執(zhí)行的功能可以通在數(shù)據(jù)寫入操作過程中(所有數(shù)據(jù)流與數(shù)據(jù)讀取操作相反)，微處理 器控制器206激活通道適配器204,以執(zhí)行所需的主機(jī)接口協(xié)議，以 便接收信息數(shù)據(jù)塊。通道適配器204將數(shù)據(jù)塊傳遞到數(shù)據(jù)緩沖器 208，該數(shù)據(jù)緩沖器208存儲(chǔ)了用于隨后的讀取/寫入過程的數(shù)據(jù)。而 數(shù)據(jù)緩沖器208又將從通道適配器204接收到的數(shù)據(jù)塊傳遞到讀 取/寫入數(shù)據(jù)流電路210,而該電路又將設(shè)備數(shù)據(jù)格式化為可以記錄在 磁帶介質(zhì)上的在物理上格式化的數(shù)據(jù)。讀取/寫入數(shù)據(jù)流電路210在 微處理器控制器206的控制下負(fù)責(zé)執(zhí)行讀取/寫入數(shù)據(jù)傳輸操作。來 自讀取/寫入數(shù)據(jù)流電路210的格式化的物理數(shù)據(jù)被傳遞到磁帶接口 系統(tǒng)214。后者包括讀/寫磁頭單元218中的一個(gè)或多個(gè)讀/寫磁頭， 以及驅(qū)動(dòng)馬達(dá)組件(未顯示)，用于執(zhí)行安裝在供帶盤222和巻帶盤 224上的磁帶介質(zhì)220的正反向移動(dòng)。磁帶接口系統(tǒng)214的驅(qū)動(dòng)器 組件被運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)212和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器電路216控制，以執(zhí)行諸如 正反向記錄和播放、倒帶之類的磁帶運(yùn)動(dòng)，及其他磁帶運(yùn)動(dòng)功能。此 夕卜，在多道磁帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)212相對(duì)于縱向磁帶運(yùn)動(dòng) 的方向橫向地定位讀/寫磁頭，以便將數(shù)據(jù)記錄在多個(gè)磁道中。在大多數(shù)情況下，如圖24所示，磁帶介質(zhì)220將安裝在磁帶 盒226上，而磁帶盒226通過插槽228插入到磁帶驅(qū)動(dòng)器200
中。磁帶盒226包括包含磁帶220的外殼230。所顯示的供帶盤 222安裝在外殼230上。相應(yīng)地，說明了用于讀取記錄磁帶上的數(shù)據(jù)并向記錄磁帶上寫入 數(shù)據(jù)的低磁道間距寫入磁頭和雙向磁帶頭。盡管顯示和描述了本發(fā)明 的各種實(shí)施例，但是，顯然，根據(jù)這里的原理，也可以實(shí)現(xiàn)許多修改 和替代實(shí)施例。因此，可以理解，不對(duì)本發(fā)明進(jìn)行任何形式的限制， 除非符合所附權(quán)利要求和它們的等效物的精神。
權(quán)利要求
1.用于向記錄磁帶上寫入數(shù)據(jù)的寫入模塊，包括用于嚙合所述記錄磁帶的磁帶支撐面；多個(gè)寫入元件，每一個(gè)寫入元件包括第一磁極片；第二磁極片；所述第一和第二磁極片具有在所述磁帶支撐面上彼此間隔的相應(yīng)的極端，以形成寫入間隙；所述第一和第二磁極片進(jìn)一步具有以磁性方式彼此連接的相應(yīng)的后間隙區(qū)域；所述寫入元件如此排列，以便相鄰的寫入元件的寫入間隙的彼此間隔不超過大致一個(gè)寫入間隙寬度；以及所述寫入間隙沿著垂直于所述記錄磁帶的移動(dòng)方向的軸大體對(duì)準(zhǔn)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的寫入模塊，其中，所述寫入元件 具有平面結(jié)構(gòu)，所述平面結(jié)構(gòu)包括與所述磁帶支撐面以大體平行的 關(guān)系定向的多個(gè)薄膜層，并這樣排列，以便相鄰的寫入元件具有相 鄰的極端，但是相反地延伸磁極片和后間隙。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的寫入模塊，其中，所述寫入元件 具有垂直結(jié)構(gòu)，所述垂直結(jié)構(gòu)包括與所述磁帶支撐面以大體垂直關(guān) 系定向的多個(gè)薄膜層，相鄰的寫入元件的部分在交替的薄膜層中排 列，以有助于縮小的寫入間隙間隔。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的寫入模塊，其中，所述寫入元件 包括扁平形磁極結(jié)構(gòu)，在所述扁平磁極結(jié)構(gòu)中，扁平形磁極線圍巻 繞所述磁極片中的一個(gè)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的寫入模塊，其中，所述寫入元件 包括螺旋狀結(jié)構(gòu)，在所述螺旋狀結(jié)構(gòu)中，螺旋形線團(tuán)巻繞所述磁極 片中的一個(gè)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的寫入模塊，組合了一個(gè)或多個(gè)讀 取模塊，每一個(gè)讀取模塊包括讀取元件的陣列，所述讀取模塊相對(duì) 于所述寫入模塊以固定關(guān)系進(jìn)行安裝。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的寫入模塊，與在具有所述寫入元 件的共同襯底上形成的一個(gè)或多個(gè)讀取元件的陣列相結(jié)合。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的寫入模塊，其中，所述讀取元件 陣列中的寫入元件和所述讀取元件具有垂直結(jié)構(gòu)，所述垂直結(jié)構(gòu)包 括與所述磁帶支撐面以大體垂直關(guān)系定向的多個(gè)薄膜層。
9. 在磁帶驅(qū)動(dòng)器中，用于向記錄磁帶上寫入數(shù)據(jù)的磁帶頭， 所述磁帶頭包括襯底；用于嚙合所述記錄磁帶的磁帶支撐面； 在所述襯底上形成的多個(gè)寫入元件，每一個(gè)寫入元件包括 第一磁極片； 第二磁極片；所述第一和第二磁極片具有在所述磁帶支撐面上彼此間隔的相 應(yīng)的極端，以形成寫入間隙；所述第一和第二磁極片進(jìn)一步具有以磁性方式彼此連接的相應(yīng) 的后間隙區(qū)域；所述寫入元件如此排列，以便相鄰的寫入元件的寫入間隙成 接近連續(xù)的關(guān)系，以有助于連續(xù)的磁道束寫入；所述寫入間隙沿著垂直于所述記錄磁帶的移動(dòng)方向的軸大體對(duì) 準(zhǔn)；以及所述寫入元件具有垂直結(jié)構(gòu)，所述垂直結(jié)構(gòu)包括與所述磁帶支撐 面以大體垂直關(guān)系定向的多個(gè)薄膜層。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的磁帶驅(qū)動(dòng)器，其中，相鄰的寫入 元件的部分在交替的薄膜層中排列，以有助于縮小的寫入間隙間 隔。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的磁帶驅(qū)動(dòng)器，其中，所述寫入元件包括螺旋狀結(jié)構(gòu)，在所述螺旋狀結(jié)構(gòu)中，螺旋形線團(tuán)巻繞所述磁 極片中的一個(gè)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的磁帶驅(qū)動(dòng)器，其中，在所述襯底 上形成一個(gè)或多個(gè)讀取元件的陣列。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的磁帶驅(qū)動(dòng)器，其中，所述讀取元 件陣列中的讀取元件具有垂直結(jié)構(gòu)，所述垂直結(jié)構(gòu)包括與所述磁帶 支撐面以大體垂直關(guān)系定向的多個(gè)薄膜層。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的磁帶驅(qū)動(dòng)器，其中，相鄰的讀取 元件如此排列，即讀取間隙具有等于所述寫入間隙之間的所述間隔 的讀取間隙間隔。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的磁帶驅(qū)動(dòng)器，其中，相鄰的讀取 元件在交替的薄膜層中形成，以有助于縮小的讀取間隙間隔。
16. 在磁帶驅(qū)動(dòng)器中，用于向記錄磁帶上寫入數(shù)據(jù)的磁帶頭， 所述磁帶頭包括寫入模塊；用于嚙合所述記錄磁帶的寫入模塊磁帶支撐面； 所述寫入模塊中的多個(gè)寫入元件，每一個(gè)元件包括 第一磁極片； 第二磁極片；所述第一和第二磁極片具有在所述寫入模塊磁帶支撐面上彼此 間隔的相應(yīng)的極端，以形成寫入間隙；所述第一和第二磁極片進(jìn)一步具有以磁性方式彼此連接的相應(yīng) 的后間隙區(qū)域；所述寫入元件如此排列，以便相鄰的寫入元件的寫入間隙成 接近連續(xù)的關(guān)系，以有助于連續(xù)的磁道束寫入；所述寫入間隙沿著垂直于所述記錄磁帶的移動(dòng)方向的軸大體對(duì) 準(zhǔn)；以及所述寫入元件具有平面結(jié)構(gòu)，所述平面結(jié)構(gòu)包括與所述寫入模塊 磁帶支撐面以一般平行關(guān)系定向的多個(gè)薄膜層。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的磁帶驅(qū)動(dòng)器，其中，所述寫入元 件這樣排列，以便相鄰的寫入元件具有相鄰的極端，但是相反地延 伸磁極片和后間隙。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的磁帶驅(qū)動(dòng)器，其中，所述寫入元 件包括扁平線團(tuán)結(jié)構(gòu)，在所述扁平線圍結(jié)構(gòu)中，扁平線團(tuán)巻繞所述 磁極片中的一個(gè)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的磁帶驅(qū)動(dòng)器，其中，所述寫入元 件包括螺旋狀結(jié)構(gòu)，在所述螺旋狀結(jié)構(gòu)中，螺旋形線團(tuán)巻繞所述磁 極片中的一個(gè)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的磁帶驅(qū)動(dòng)器，進(jìn)一步包括一個(gè)或 多個(gè)讀取模塊。
全文摘要
用于讀取記錄磁帶上的數(shù)據(jù)并向記錄磁帶上寫入數(shù)據(jù)的低磁道間距寫入模塊和雙向磁帶頭。寫入模塊和磁帶頭具有用于嚙合記錄磁帶和多個(gè)寫入元件的磁帶支撐面。寫入元件如此排列，以便相鄰的寫入元件的寫入間隙的彼此間隔不超過大致一個(gè)寫入間隙寬度，而一般沿著垂直于記錄磁帶的移動(dòng)方向的軸對(duì)準(zhǔn)。寫入元件具有平面結(jié)構(gòu)或垂直結(jié)構(gòu)，所述垂直結(jié)構(gòu)包括與磁帶支撐面成一般平行或垂直關(guān)系的多個(gè)薄膜層。還可以提供一個(gè)或多個(gè)讀取元件陣列。
文檔編號(hào)G11B5/31GK101149930SQ200710128798
公開日2008年3月26日 申請(qǐng)日期2007年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月19日
發(fā)明者羅伯特·G·比斯克伯恩 申請(qǐng)人:國際商業(yè)機(jī)器公司