[发明专利]磁头及磁带驱动系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种数据存储系统，更具体地，本发明涉及一种具有可变磁道宽度的读取器的磁头。

背景技术

商业、科学和娱乐领域依赖于处理和记录数据的计算系统。在这些领域中，常常将大量数据存储或转移到永久性存储介质，例如磁盘、磁带、光盘、软盘或可光读软盘。通常，磁带是数据存储或存档的最经济、方便和可靠的手段。

存储技术的持续发展使存储容量和存储可靠性提高。磁存储介质的磁存储密度的提高，例如，是由于存储介质材料的发展、纠错技术的进步以及区域位元大小的减小，导致磁存储介质的数据存储密度提高。例如，半英寸磁带的数据容量，当前测量的是几百GB。

由于用于读取磁存储介质上的数据以及将数据写到磁存储介质上的磁头组件的改进，磁介质数据存储容量得到大幅度提高。换能器技术的主要进步是随着IBM公司最初开发的磁电阻(MR)传感器出现的。最近开发了使用GMR效应的传感器。AMR和GMR传感器将磁场变化转换成电阻变化，经过处理后产生数字信号。对于给定的读取传感器宽度，AMR和GMR传感器提供的信号水平高于从传统感应读取头得到的信号水平，使读取器宽度可以更小，从而单位英寸的轨道更多，数据存储密度更高。此外，传感器输出信号仅仅取决于存储介质中的瞬时磁场强度，并与相对传感器/介质速度产生的磁场时间变化率无关。在工作时，磁存储介质，例如磁带或磁盘表面，经过磁读/写(R/W)头组件，从其上面读取数据，以及将数据写在上面。

通过增大横过磁带的数据轨道数量，可以增大存储在磁带上的数据量。通过减小读取器和写入器的特征尺寸，例如，通过使用薄膜制备技术以及MR传感器，可以形成更多的轨道。但是，读取器和写入器的特征尺寸不能任意减小。诸如横向磁带瞬时运动和磁带横向膨胀和收缩等因素必须用读取器/写入器尺寸平衡，读取器/写入器尺寸提供了可以接受的书写轨道和读回信号。一个限制磁录密度的特殊问题是由磁带横向膨胀和收缩引起的不重合。由于湿度、磁带张力、温度等变化导致的膨胀和收缩，磁带宽度变化高达0.1％。

因此，虽然读取器/写入器阵列宽度未变，但磁带的数据轨道间距随磁带膨胀和收缩而变。理想上，读取器轨道宽度与被读取的数据轨道宽度一样，这将提供最好的信号。但是，传感器轨道宽度不能制成与数据轨道一样宽，因为传感器在磁带膨胀或收缩和/或由于磁带和磁头之间的横向不重合时将读取相邻轨道。因此，读取器宽度目前设计成基本小于数据轨道宽度，以及在给定磁头中的所有读取器具有相同轨道宽度。读取器轨道宽度的选择用于适应最差情况，即，设计者在确定读取器轨道宽度时考虑最大膨胀/收缩和横向不重合，从而每个传感器在任何时间都在给定轨道上。图1A-1C表示磁带横向膨胀和收缩对读取器相对其位置的影响。图1A表示磁头100相对磁带102，其中磁带具有额定宽度。如图所示，读取器104对准磁带102上的数据轨道106。图1B表示磁带横向收缩影响。如图所示，最外侧读取器108沿外数据轨道外边缘定位。图1C表示磁带横向膨胀的影响。如图所示，最外侧读取器108沿外数据轨道的内边缘定位。因为所有读取器104具有相同宽度，从每个读取器读回信号水平通常相同。

一种补偿磁带横向膨胀和收缩的方案是方位角地旋转磁头到静名义角(static nominal angle)，接着进行小角度调节，使突出读取器跨度对准磁带的轨道。此方案表示在图2A-2C中。图2A表示磁头200相对磁带202，其中磁带具有额定宽度。如图所示，读取器204对准磁带202上的数据轨道206，磁头旋转了角度θ_nom。图2B表示磁头200旋转的角度大于θ_nom，用于补偿磁带横向收缩。图2C表示磁头200旋转的角度小于θ_nom，用于补偿磁带横向膨胀。此方案的问题是静旋转导致与走偏相关的不重合，这一般是复杂的并难以实现。例如，旋转磁头的构成必须不操纵磁带，等等。

发明内容

一种根据本发明一个实施例的磁头，包括一个读取器阵列，每个读取器具有轨道宽度，其中阵列的内读取器的轨道宽度大于相对于其的外读取器的轨道宽度。