专利名称：平坦轮廓磁带磁头、磁带驱动系统及使用方法
技术领域：
本发明涉及磁头结构，并且具体而言，本发明涉及具有多个模块和操作模式的磁头结构。
背景技术：
商业、科学和娱乐应用依赖于计算机处理和记录数据，同时常常有大量的数据被存储或被传送到非易失性存储媒体，例如磁盘、盒式磁带、盒式光盘、软盘或可光读的盘。典型地，磁带是最经济和便利的用于存储或存档数据的装置。存储技术持续发展以增加存储容量和存储可靠性。例如，磁性存储媒体内的数据存储密度的提高是由改进的媒体材料、改进的磁性读/写磁头、改进的纠错技术和减小的区域位大小所导致的。例如，半英寸磁带的数据容量目前被测量为是在512或更多数据磁道上为数百千兆字节。
图1示出根据现有技术的传统的平面重叠的双向、双模块磁带磁头100。如图所示，磁头包括一对基部102，每个基部配备模块104。基部通常为粘附耦合在一起的“U形梁”。每个模块104包括基底(substrate)104A和封闭物104B，并且在它们之间具有阅读器和写入器106。在使用时，以示出为用于使用阅读器和写入器106来读磁带108上的数据以及在磁带108上写数据的方式，使磁带108沿磁带支承面109在模块104上移动。传统上，在磁带108和磁带支承面109之间形成部分真空以便保持磁带108接近阅读器和写入器106。
两个公共参数与这种设计的磁头相关联。一个参数包括在磁带108和磁带支承面109的上表面位于其中的平面111之间限定的磁带包角αi、α0。应指出，磁带包角αi、α0包括内包角αi，该内包角的角度常常等于外包角α0。模块104的磁带支承面109设置成相互形成预定角度，从而在相对的边缘处形成预期的内包角αi。此外，磁带支承面长度112被限定为磁带支承面109的边缘之间的(沿磁带行进方向的)距离。包角αi、α0和磁带支承面长度112常常被调节以便以下文将变得清楚的方式来处理磁头(例如现有技术图1内的磁头)的各种操作情况。
传统上，在图1的磁头的使用期间会出现各种效果。图2是图1内用圆圈标记出的区域的放大视图。图2示出与图1的磁头100的使用相关联的第一已知效果。当磁带108如图所述横移过磁头时，空气通过基底104a的斜边204从磁带108下方切过，并且磁带108和磁带支承面109之间的区域中的减小的空气压力会允许大气压力朝磁带支承面109推动磁带，而不是磁带108从模块的磁带支承面109升高(直观上应如此)。
随着数据密度增加，模块之间的间隙到间隙的距离(间隙位于元件所在之处)变得更加重要。例如，在边写边读操作中，尾随模块上的阅读器读取刚刚被前导模块写入的数据，从而系统可验证数据被正确地写入。如果数据没有被正确地写入，则系统会认识到错误并可重写数据。但是，磁带不能非常好地沿直线横移过磁带支承面。相反，磁带在横移过磁带支承面时会来回移动或“摇晃”，导致动态偏斜(skew)或尾随阅读器与前导写入器未对准。摇晃的效果随着磁道密度的增加而加剧。阅读器在写入器之后越远，则磁道位置不正的可能性就越大。如果发生这种情况，则系统会不正确地认为已发生写错误。
另外，由于磁带上的磁道的数量的增加以及由此带来的盒式磁带容量的增加，当前需要增加磁头内的活动通道的数量以便保持数据速率。例如，从16个通道跳至32个通道会导致双倍的布线，因此对于针对32个通道中的每一个都具有阅读器/写入器对且还具有伺服阅读器和其它连接的模块，需要包括超过128个引线的电缆连接。这种电缆连接复杂且体积庞大。
此外，对于背负式(piggyback)阅读器/写入器对，典型的基底到封闭物的间隙长度为25-35微米。磁带不规则性趋向于在此间隙内略微地下垂并且会侵蚀元件。这产生了磁头-磁带间隔的问题，例如使信号分辨率下降。
因此，可清楚地感觉到在本领域内对一种其中使相对模块之间的间隙到间隙的间隔最小化的磁带磁头组件的需要。还需要一种使基底到封闭物的间隙长度最小化的磁带磁头组件。还需要一种允许使用具有最少数量的I/O线的电缆的磁带磁头组件。可清楚地感觉到在本领域内的这些未解决的问题和缺陷，本发明以下文所述的方式解决这些问题和缺陷。
发明内容
根据一实施例的一种磁头包括具有平坦轮廓(profile)磁带支承面的第一模块、具有平坦轮廓磁带支承面的第二模块和具有平坦轮廓磁带支承面的第三模块。该第三模块安置在第二模块与该第一模块相对的一侧上。该第一、第二和第三模块的磁带支承面沿基本平行的平面放置，该平面相互偏离。写和读功能可在给定时刻由不同模块执行。
在一实施例内，该第二模块包括多个阅读器和可选的伺服阅读器而不包括写入器。该第一和第三模块包括多个写入器而除了可选的伺服阅读器之外不包括阅读器。优选地，该第一和第三模块的写入器安置在间隙内，其中该间隙的平行于磁带在其上的行进方向所测量的厚度小于大约15微米。同样，该第二模块的阅读器可安置在相关联模块上的间隙内，其中每个间隙的平行于磁带在其上的行进方向所测量的厚度小于大约12微米，并理想地小于大约8微米。这些较小的间隙趋向于呈现较少磨损和减少的碎片积聚。
在一实施例内，该第一和第二模块以及该第二和第三模块的间隙之间的间隙到间隙的间隔小于大约1mm，并更优选地小于大约0.75mm。0.75mm的间隙到间隙的间隔比当前的线性磁带开放协议(LTO)磁带磁头间隔小大约50％。
第一模块的磁带支承面的平面可位于第二模块的磁带支承面的平面下方。第三模块的磁带支承面的平面也可位于第二模块的磁带支承面的平面下方。第一模块的磁带支承面的平面可与第三模块的磁带支承面的平面处于基本相同的平面上。
在某些实施例内，第二模块具有封闭物，而第一和第三模块没有封闭物。在其它实施例内，第一、第二和第三模块均具有封闭物，但是从平行于磁带在各个模块上的行进方向进行测量，第一和第三模块的封闭物优选地比第二模块的封闭物更短。
可提供外伸支架以便设定第一和第三模块的外包角。在一实施例内，至少一个模块包括元件的第一阵列和元件的第二阵列，元件的第一阵列与第一数据格式相关联，第一阵列的元件选自由阅读器、写入器以及它们的组合所组成的组。元件的第二阵列与第二数据格式相关联，该第二阵列的元件选自由阅读器、写入器以及它们的组合所组成的组。优选地，至少一个模块的元件的第一和第二阵列沿磁性媒体在该磁头上的行进方向的横向方向彼此相邻。在另一变型内，至少一个模块的第二阵列是该至少一个模块的第一阵列的按比例缩放版本。
在一实施例内，在横移过第三模块之前横移过第一模块的磁带在横移过该第三模块时不会变得平行于该第三模块的磁带支承面。相反，该磁带会带走空气，从而不会骑在第三模块的磁带支承面上。这减小了在该第三模块上的磨损。
在第一和第二模块的磁带支承面之间限定一第一包角。在第二和第三模块的磁带支承面之间限定一第二包角。说明性的第一和第二包角在大约0.7°到1.1°的范围内。
一种正切(成角度的)配置的磁头包括具有磁带支承面的第一模块、具有磁带支承面的第二模块和具有磁带支承面的第三模块，该第三模块安置在第二模块与该第一模块相对的一侧上。该第一和/或第三模块的磁带支承面相对于第二模块成角度，以便位于下述磁带的平面内，所述磁带的平面在距离第一模块最近的第二模块的磁带支承面的边缘处相对于第二模块的磁带支承面成预期包角。同样，写和读功能在给定时刻由不同模块执行。此实施例的另外的方面与上文所述的相同。
一种重叠配置的磁头包括具有平坦轮廓磁带支承面以及选自由阅读器和写入器所组成的组的相同种类的多个元件的第一模块，具有平坦轮廓磁带支承面以及选自由阅读器和写入器所组成的组的相同类型的多个元件的第二模块，和具有平坦轮廓磁带支承面以及选自由阅读器和写入器所组成的组的相同类型的多个元件的第三模块，该第三模块安置在第二模块与该第一模块相对的一侧上。第一和/或第三模块的磁带支承面与第二模块的磁带支承面的角度大于磁带相对于第二模块的磁带支承面的预期包角。写和读功能在给定时刻由不同模块执行。当第一模块执行写功能时第二模块执行读功能。当第三模块执行写功能时第二模块执行读功能。作为选项，根据磁带移动方向，当第二模块执行写功能时第一和第三模块执行读功能。此实施例的另外的方面与上文所述的相同。
磁带驱动系统包括如上所述的磁头、用于使磁性记录带通过该磁头的驱动机构以及与该磁头通信的控制器。
从下面的详细说明中将清楚地看到本发明的其它方面和优点，该详细说明结合附图仅作为示例说明了本发明的原理。
为了更完整地理解本发明的本质和优点以及本发明的优选使用模式，应参考下文的详细说明并结合附图阅读，在附图中现有技术图1示出根据现有技术的传统的平面重叠磁带磁头。
现有技术图2是图1的圆圈2的放大视图，其示出与图1的磁头的使用相关联的第一已知效果。
图3是根据一实施例的具有三个模块的磁带磁头的侧视图，其中所有模块基本沿平行平面放置。
图4是具有三个模块并在外部模块上具有外伸支架的磁带磁头的侧视图。
图5是具有正切(成角度)配置的三个模块的磁带磁头的侧视图。
图6是具有重叠配置的三个模块的磁带磁头的侧视图。
图7是在相同模块上包括元件的两种阵列的磁带磁头的磁带支承面视图，每种阵列适合于不同的格式。
图8是从图7的圆圈8得到的示出根据一实施例的元件的两种阵列的详细视图。
图9是示出横向间隔开的元件的两种阵列的磁带磁头的磁带支承面的详细视图。
图10是示出元件的三种阵列的磁带磁头的磁带支承面的详细视图，每种阵列用于不同的格式。
图11是用于若干子格式的元件的若干阵列的代表性图。
图12是磁带驱动系统的示意图。
具体实施例方式
下面的说明是目前预期的用于执行本发明的最佳模式。做出此说明是为了说明本发明的一般原理而不意味着限制在此被所要求的发明概念。此外，在此所述的具体特征可与各种可能的组合和改变中的每一个内所述的其它特征组合使用。
在附图内，类似和等同的元件在各个附图内用相同的标号指示。
下文所述的实施例公开了一种包括三个模块的新磁头设计，其中写和读功能分开。该磁头设计导致减小的动态偏斜(skew)、非常低的间隔损耗、减小的磨损以及适应性的电缆连接。
图3示出根据本发明的一实施例的磁头300，该磁头包括第一、第二和第三模块302、304和306，每个模块分别具有平坦轮廓磁带支承面308、310、312。应指出，尽管术语“磁带支承面”似乎是暗示面向磁带315的表面与该磁带支承面物理接触，但是情况并不必须如此。相反，更典型的是，磁带的一部分与磁带支承面恒定地或断续地接触，而磁带的其它部分在有时被称为“空气支承(air bearing)”的空气层上位于磁带支承面之上。第一模块302将被称为“前导”模块，因为对于沿指示方向移动的磁带，该模块是磁带在三模块设计内遇到的第一个模块。第三模块306将被称为“尾随”模块。尾随模块跟随中间模块并且是磁带在三模块设计内看到的最后一个模块。前导和尾随模块302、306共同被称为外部模块。还应指出，根据磁带315的行进方向，外部模块302、306将交替作为前导模块。
在此实施例内，第一、第二和第三模块302、304、306的磁带支承面308、310、312位于平行平面上，从而第二模块314的磁带支承面310高于第一和第三模块302、306的磁带支承面308、312。如下所述，这具有使磁带相对于第二模块304的磁带支承面310形成预期的包角α2的效果。
当磁带支承面308、310、312沿平行但偏移的平面放置时，直观上，磁带应会脱离前导模块302的磁带支承面308。但是，已通过实验发现，前导模块302的斜边318造成的真空足以保持磁带附着在前导模块302的磁带支承面308上。前导模块302的后缘320(磁带离开前导模块302的端部)为近似基准点，其在第二模块304的磁带支承面310上限定了包角α2。发明人已发现，磁带保持紧靠磁带支承面直到接近前导模块302的后缘320。因此，读和/写元件330可位于外部模块302、306的后缘附近。这些实施例尤其适合于读-写-读应用。
文中所述的此实施例以及其它实施例的好处在于，由于外部模块302、306固定在与第二模块304有确定偏移量之处，因此当模块302、304、306耦合在一起或另外固定在磁头上时，内包角α2是固定的。内包角α2大约为tan-1(δ/W)，其中δ是磁带支承面308、310的平面之间的高度差，而W是磁带支承面308、310的相对端之间的宽度。说明性的内包角α2在大约0.7°到大约1.1°的范围内，但是也可以为设计所需的任何角度。
有利地，当磁带315骑在前导模块306上时，在接收磁带的模块304的侧面(前缘)上的内包角α2将稍小于在后缘上的内包角α3。此差别通常是有利的，因为较小的α3趋向于与迄今为止均为更陡的退出时的有效包角不同。
还应指出，由于外部模块302、306的磁带支承面308、312低于第二模块304的磁带支承面310，所以在前导模块302的后缘320实现负包角。这通常有助于减小后缘320的磨损，只要适当地考虑在磁带脱离磁头处在磁带内形成的撬棍区域的位置。负包角还减小了前导模块302上的元件的颤动以及对元件的摩擦损坏。此外，在尾随模块306处，磁带315在磁带支承面312上掠过，从而实际上在元件上没有磨损。具体地，磁带315带走空气，从而将不会显著地骑在第三模块306的磁带支承面312上(会发生某种接触)。这是可允许的，因为前导模块302正在写入而同时尾随模块306为空闲。
写和读功能在任何给定的时刻由不同的模块执行。在一实施例内，第二模块304包括多个数据和可选的伺服阅读器331而没有写入器。第一和第三模块302、306包括多个标准写入器330而没有阅读器，除了外部模块302、306可包括可选的伺服阅读器之外。伺服阅读器被用于在写操作期间定位磁头。如果写入器没有被背负在阅读器上，则用于写入器模块的总的机械间隙可减小为大约15微米(或更小)。阅读器机械间隙可被减小为甚至比在没有背负写入器的情况下的间隙更小。例如，第二模块304的阅读器可被安置在间隙内，其中如平行于磁带在其上行进的方向所测量的，该间隙的厚度小于大约12微米，例如7-12微米。这些较小的间隙可呈现更小的磨损以及减小的碎片积聚。
通过在基底和封闭物之间的间隙内仅具有阅读器或并排的写入器和伺服阅读器，可大大减小间隙长度。典型的磁头具有背负的阅读器和写入器，其中写入器在每个阅读器上方形成。典型的间隙为25-35微米。但是，磁带不规则性趋向于下垂到该间隙内并产生间隙侵蚀。因此，间隙越小越好。在此所使能的较小间隙呈现出较少的与磨损有关的问题。
当每个模块仅具有阅读器或写入器时，除了在此列出的例外之外，阅读器处理可被优化并独立于写入器处理(在不同模块上)执行，反之亦然。根据动态偏斜限制，可从写入器中省略伺服阅读器。可选择地，伺服阅读器可反映具有比数据阅读器(GMR)更宽的间隙的较老的技术(AMR)。
在某些实施例内，第二模块304具有封闭物，而第一和第三模块302、306不具有封闭物。当不存在封闭物时，优选地将硬镀层添加在模块上。一个优选的镀层是仿钻结晶碳(DLC)。
在图3所示的实施例内，第一、第二和第三模块302、304、306每一个均具有封闭物，该封闭物延伸相关联的模块的磁带支承面，从而有效地远离磁带支承面的边缘安置读/写元件。第二模块304上的封闭物332可以是通常在磁带磁头上发现的类型的陶瓷封闭物。但是，如平行于磁带在各个模块上行进的方向所测量的，第一和第三模块302、306的封闭物334、336优选地比第二模块304的封闭物332更短。这样使得模块能够更接近。一种产生较短的封闭物334、336的方式是使第二模块304的标准陶瓷封闭物重叠额外的量。另一种方式是在薄膜处理期间在元件上镀或沉积薄膜封闭物。例如，可在模块上形成硬材料(例如铝硅铁粉或镍铁合金(例如45/55))的薄膜封闭物。
通过在外部模块302、306上的厚度减小的陶瓷或薄膜封闭物334、336或没有封闭物，可将写到读间隙的间隔减小为小于大约1mm，例如为大约0.75mm，或比标准LTO磁带磁头间隔小50％。模块302、304、306之间的空隙仍可被设定为大约0.5mm，这在某些实施例内对于稳定在第二模块304上的磁带运动是理想的。
典型地，在驱动器中例如通过滚轮来设定外包角α1。例如，具有偏轴的滚轮可被用于设定包角。该偏轴产生旋转的轨道弧，其允许对包角α1的精确调准。
外包角也可被外伸支架设定。图4示出实施例400，其中外伸支架402在外部模块302、306上形成。
外伸支架402控制磁带315相对于前导模块302的磁带支承面308的外包角α1。如图所示，每个外伸支架402可具有平坦的磁带支承面404，类似于典型的平坦轮廓磁头，该磁带支承面404导致在通过其上的磁带315和它的磁带支承面404之间的小间隔。外伸支架402可位于与相关联的模块的磁带支承面平行的平面上。在这种实施例内，外伸支架磁带支承面404位于相关联元件的磁带支承面下方，从而使磁带315相对于相关联模块的磁带支承面形成适当的包角α1。
此实施例的好处在于，由于外伸支架402可在模块上直接形成，所以总是可精确设定外包角α1(就如同当模块耦合在一起时内包角α2是固定的)。
尽管外伸支架402优选地在相关联模块上集成地形成，但是可选择地，外伸支架402可以是安装在相关联的模块上的、安装在驱动器内的、没有直接耦合到模块而是通过驱动器内的安装硬件相对于该模块被保持在合适位置等等情形的分离件。如上所述，优选地，外伸支架402相对于相关联的模块被固定地耦合，从而不管接近外伸支架402的磁带的初始外包角α0如何，外包角α1都保持固定。
通过使用外伸支架402，初始包角α0就不太重要了，并因此允许更大的公差。具体地，在外伸支架402的外(斜)边缘406处的磁带缠绕变化不会改变内包角α1。建议的外伸支架302的初始包角α0为0.6°±0.5°或0.7°±0.5°，但是可以高达2°或更高。发明人已发现，仅需存在非常小的初始包角α0(例如0.1°)以便使使磁带预期地附在该外伸支架的磁带支承面上。小于0.1度的缠绕具有较高的磁带脱离外伸支架402的危险，而高于1.1度的缠绕可能会在磁带内产生不希望的应力水平。
根据磁带张力和硬度，期望使外部模块的磁带支承面相对于第二模块的磁带支承面形成角度。图5示出实施例500，其中模块302、304、306为正切(成角度)配置。具体地，外部模块302、306的磁带支承面大约平行于与第二模块304形成预期包角α2的磁带。换句话说，外部模块302、306的磁带支承面308、312的平面以大约为磁带315相对于第二模块304的预期包角α2的角度被定向。发明人已发现，在此实施例内磁带也将会突然脱离尾随模块306，从而减小尾随模块306内的元件上的摩擦。这些实施例尤其适合于写-读-写应用。这些实施例的其它方面与上文所述相同。
图6示出实施例600，其中模块302、304、306为重叠配置。具体地，当磁带315被设定为相对于第二模块304成预期包角α2之时，外部模块302、306的磁带支承面308、312的角度稍大于磁带315。在此实施例内，磁带不会突然脱离尾随模块，允许其可用于写或读。因此，前导和中间模块都可执行读和/或写功能，而尾随模块可读取任何刚刚写入的数据。因此，这些实施例对于写-读-写、读-写-读和读-读-写应用是优选的。在后一实施例内，封闭物应比磁带罩更宽，以便确保读能力。更宽的封闭物会迫使更宽的间隙到间隙的分隔。因此，优选实施例具有写-读-写配置，其可使用缩短的封闭物，因此缩短的封闭物允许更近的间隙到间隙的分隔。
图5和6所示的实施例的另外方面类似于上文给出的那些内容。
上述实施例中以及它们的部分的组合中的任何一种也可被应用于已知以及将被发明的任何类型的磁头和磁性记录系统。例如，文中的讲授可容易地适用于交叉存取磁头，该磁头通常包括相对的模块，每个模块具有被配置提供成边读边写能力的交替阅读器和写入器的阵列。
另一实施例允许以多种格式读和/或写磁性媒体(例如磁带)。例如，磁头可以用传统格式和先进格式写和/或读数据，并且这样做以便使能完全向后兼容传统媒体类型的能力。这对于希望转移到新的、较高容量的格式但是仍具有以较旧格式存储在媒体上的数据的客户来说是重要标准。这可通过使磁头配备元件(阅读器和/或写入器)的两种阵列(每种阵列与不同格式相关联)来实现。元件的第一和第二阵列在磁性媒体在磁头上的行进方向的横向上相互接近，从而可在薄膜的组成期间被同时形成。根据格式，该格式通常被盒式存储器芯片传送给驱动器，(通过软件、系统、用户输入等)选择适当的阵列，并以传统方式(例如通过伺服)使阵列与给定数据带对准。在一个示例内，一旦系统确定将使用哪种格式，则与该格式相关联的特定阵列被加电并然后被用于读/写磁带上的数据。
图7-10示出多格式元件阵列的各种潜在配置。图7示出模块700的磁带支承面视图，该模块700具有与第一数据格式相关联的元件的第一阵列702和与第二数据格式相关联的元件的第二阵列704，其中第一和第二数据格式不同。同样，元件可包括阅读器、写入器或二者。磁带710用虚线示出。尽管通常不在同一磁带上以两种不同格式写数据，但是如下文所述，本实施例将使能此特征。为了示出不同格式，图7示出重叠的第一和第二格式的数据。这是用于说明的目的，本领域技术人员将理解，这两种格式的数据带通常不会同时存在于磁带的同一区域上。第一格式的数据与伺服道712和数据带(带0-3)相关联。第二格式的数据与伺服道712和714相关联，其应该为相同(第二)格式。第二格式的数据带小得多并因此没有用字母数字单独标识。
第二数据格式可以是新一代的一类格式，例如第一和第二代的LTO格式。第一和第二数据格式还可以是竞争方所使用的、在不同标准中使用的格式等。典型地，格式之间的差别将包括以下情况的一个或多个不同的伺服带位置、不同的元件中心线到中心线的间隔、不同的每数据带或磁带宽度的磁道密度、不同的磁道中心线到中心线的间隔等。因此，阵列将具有被设计成以与其相关联的格式起作用的元件间隔、元件宽度、伺服阅读器位置等。
图8示出模块700上的两种阵列702、704的可能的样子。如图所示，第一阵列702的元件802和第二阵列704的元件804彼此相邻。在包括此实施例的某些实施例内，第一和第二阵列702、704可共享一个伺服阅读器806。但是，有利地是，如图9所示，使第二阵列704与第一阵列702横向间隔开。将阵列702、704间隔开的一个优点是，靠近或位于磁带边缘处的部分与磁带的其它部分相比，趋向于导致磁头上的更多磨损。相对于比较新的磁带来说，较旧的磁带尤其如此，其更粗糙且会导致更多磨损。较新的磁带被设计为减小磨损。不均匀的磨损图案的后果是，当通过第一阵列702以第一格式读和写磁带的外部带时，磁带的边缘可能会在与第一阵列702相邻处导致磨损，并从而在第二阵列704上导致磨损。如图所示，如果第二阵列704比第一阵列702更紧凑，则磨损可以成为关注对象。通过将阵列间隔开，可在阵列之间导致磨损。
附加的实施例具有在单个模块上对齐的元件的多于两种阵列，每种阵列与不同的格式相关联。图10示出其中存在元件的三种阵列702、704、1002的实施例。同样，这些阵列可共享伺服元件或不共享。
在读-写-读(W-R-W)磁头内，外部写模块位于单个读模块的侧面。如名称所暗示的，外部模块包括例如如图7-10所示的配置的写入器的两种或多种阵列。读模块包括类似配置的阅读器的两种或多种阵列。多格式磁头的变型包括R-W-R磁头、R-R-W磁头、W-W-R磁头等。
在双格式实施例内，第二格式可以是第一格式的按比例缩小版本。因此，第二阵列704然后也将是第一阵列702的按比例缩小版本，可能在元件到元件的间隔、元件大小、伺服到伺服的间隔等方面按比例缩小。
例如，第二阵列704可具有相同数量的数据磁道，但是宽度比第一阵列702缩小了5倍。换句话说，第二阵列704的宽度大约为第一阵列702的宽度的20％。因此，格式特性也按比例缩小。例如，与第一格式相比，第二格式的磁带上的磁道密度应增加至少2倍，更优选地增加大约5倍。如果线性数据密度也加倍，则第二格式的磁带容量将会是第一格式的10倍。
此外，对于相同的间隙多格式概念，先进格式的数据组织(例如磁道布局)不必须以任何方式耦合于传统格式。因为耦合可能迫使将来的面密度受损或降低磁头性能，所以耦合是不理想的。
图11可视地示出根据一实施例的按比例缩放的概念。假设在此实施例内，希望能够以两种以前的子格式来读并以一种以前的子格式来写。示出三种格式族的元件阵列1100-1126。每种格式族具有若干子格式，其中每种子格式可以比之前的子格式包括更大的数据存储容量。限定了格式族的是每种阵列的伺服阅读器1150之间的宽度，该宽度对应于媒体的数据带宽度。格式1的子格式A和B的阵列1100、1102中的每一个可在给定时间具有8个活动通道。子格式C和D的阵列1104、1106中的每一个可在给定时间具有16个活动通道，但是其伺服阅读器间隔与阵列1100、1102相同。
第二格式的阵列1100、1104、1106的伺服阅读器宽度可以小于第一格式的阵列。阵列1108、1112的通道的数量可以与阵列1104、1106相等。阵列1108、1110共同形成多格式磁头，该磁头可读取先前的子格式C、D和当前子格式E，并以先前的子格式D和当前子格式E进行写入。阵列1112、1114共同形成多格式磁头，该磁头可读取子格式D、E和F，并以格式2的子格式E和F进行写入。阵列1116能够读子格式E、F、G和写子格式F、G，该阵列在此实施例内仅需要读回两种子格式并写一种以前的子格式。
类似地，第三格式的阵列1120、1124、1126的伺服阅读器间隔小于第二格式的阵列。阵列1118、1122的通道的数量与阵列1114、1116相等。阵列1118、1120共同形成多格式磁头，该磁头可读取子格式F、G和H并以子格式G和H进行写入。阵列1122、1124共同形成多格式磁头，该磁头可读取子格式G、H和I并以子格式H和I进行写入。阵列1126能够读子格式H、I、J和写子格式I、J，该阵列在此实施例内仅需要读回两种子格式并写一种以前的子格式。
这种类型的从一代到一代的格式化允许更频繁地按比例缩放数据带的宽度，因为第二阵列提供向后兼容性。
另一个优点是，由于元件占据更小的总跨度，所以读回对磁带横向膨胀和收缩所导致的磁带位置不正较不敏感。
应指出，此示例局限于读回两种以前的子格式并写回一种以前的子格式。但是，本领域技术人员将理解，多格式磁头可读回和写回或更多或更少的子格式。例如，阵列1108可读和写子格式A-D。
还应指出，阵列1108必须包含阅读器和写入器，而阵列1112仅需要包含写入器，即阵列1112不需要阅读器。还应指出，例如，可引入以子格式G而不是H开始的格式3(如图所示)，并且该格式3仍遵守说明性的兼容性规则。
为了集合上述实施例中的任何一个，可使用传统的U形梁组件。因此，得到的磁头的质量可保持等于或甚至小于前一代磁头。如上文所述，磁带支承面可以是平行的。由于磁带突然脱离下游写入器，所以这具有避免磁带重新形成尾随写入器模块的关键间隙的优点。这是可能的，因为在磁带运动的任一方向上只需要使用上游写入器。
此磁头的32通道的版本可使用电缆350(返回参照图3)，电缆350具有间距与当前的16通道的背负式LTO模块相同的引线，或可选择地，模块上的连接可被元件键盘化(organ-keyboard)以便减小50％的电缆跨度。对于该写入器，可使用相邻两层的(over-under)、未屏蔽写入对的电缆，其可具有集成的伺服阅读器。
对于驱动器集成，建议了一种两位置斜板以容纳对于左手和右手侧写入器的写入器到阅读器模块对准的小偏差。
文中所述的磁头配置的好处包括较少的碎片积聚。另外，该模块更易于制造，这是因为每个模块可以仅需要阅读器或写入器，因此对处理误差较不敏感。此外，磁头可更简单地设计和组装，尤其是当磁带支承面位于平行平面上时，这是因为模块不需要相互形成角度。另外，记录间隙宽度可被减小。
图12示出简化的磁带驱动器，该磁带驱动器可在本发明的上下文内使用。尽管图12内示出磁带驱动器的一种特定实现，但是应指出，前面附图的实施例可在任何类型的磁带驱动系统的上下文内实现。
如图所示，提供磁带供给盒1220和卷带盘1221以支承磁带1222。这些可形成可拆装盒式磁带的一部分但不必须是该系统的一部分。导向件1225引导磁带1222跨越优选的双向磁带磁头1226。这种磁带磁头1226继而经由写读电缆1230耦合到控制器组件1228。控制器1228继而控制磁头功能，例如伺服跟随、写、读等。致动器1232控制磁头1226相对于磁带2222的位置。
如图12内所示的磁带驱动器包括驱动磁带供给盒1220和卷盒盘1221以使磁带1222在磁头1226上沿直线移动的驱动电动机。磁带驱动器还包括读/写通道以将数据传送给磁头1226以记录在磁带1222上，并接收由磁头1226从磁带1222读取的数据。还提供接口，所述接口用于在磁带驱动器和主机(集成的或外部的)之间进行发送和接收数据的通信，以及用于控制磁带驱动器的操作，并将磁带驱动器的状态传送给主机，所有这些都将被本领域技术人员所理解。
根据本发明的一实施例，一种用于使用上述磁头将数据写入磁带的方法包括当具有平坦轮廓磁带支承面的第一模块相对于磁带行进方向是前导模块时，将信号发送给该第一模块上的写入器。在具有平坦轮廓磁带支承面的第二模块上接收来自阅读器的信号。当具有平坦轮廓磁带支承面的第三模块相对于磁带行进方向是前导模块时，将信号发送给该第三模块上的写入器。
本发明的某些实施例可采取完全硬件的实施例的形式，本发明的其它实施例可采取完全软件的实施例或者包含硬件和软件组件的实施例的形式。在优选实施例内，本发明由包括但不局限于固件、常驻软件、微代码等的软件所实现。
此外，本发明可采取可从计算机可用或计算机可读媒体访问的计算机程序产品的形式，该媒体提供被计算机或任何指令执行系统使用或与之相关的程序代码。为了本说明书的目的，计算机可用或计算机可读媒体可以是可包含、存储、传送、传播或传输被指令执行系统、装置或设备使用或与之相关的程序代码的任何装置。
该媒体可以是电、磁、光、电磁、红外或半导体系统(或装置或设备)或传播媒体。计算机可读媒体的示例包括半导体或固态存储器、磁带、可拆装计算机磁盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、刚性磁盘和光盘。光盘的当前示例包括致密盘——只读存储器(CD-ROM)，致密盘——读/写(CD-R/W)和DVD。
适于存储和/或执行程序代码的数据处理系统将包括通过系统总线直接或间接耦合到存储组件的至少一个处理器。存储组件可包括在程序代码的实际执行期间使用的局部存储器、海量存储装置和高速缓冲存储器，高速缓冲存储器提供对至少某些程序代码的临时存储装置，以便减小在执行期间必须从海量存储装置检索代码的次数。
输入/输出或I/O设备(包括但不局限于键盘、显示器、点击设备等)可直接或通过中间的I/O控制器耦合到系统。
网络适配器也可耦合到系统以使数据处理系统能够通过中间的私有网络或公共网络耦合到其它数据处理系统或远程打印机或存储设备。调制解调器、电缆调制解调器和以太网卡仅是目前可用的类型的网络适配器的一小部分。
尽管上文已说明了各种实施例，但是应理解，呈现这些实施例仅作为示例而不是限制。因此，优选实施例的广度和范围不应被上述示例性实施例中的任一个所限制，而应仅根据下面的权利要求以及它们的等同物被限定。
权利要求
1.一种磁头，包括具有平坦轮廓磁带支承面的第一模块；具有平坦轮廓磁带支承面的第二模块；和具有平坦轮廓磁带支承面的第三模块，该第三模块安置在第二模块与该第一模块相对的一侧上，其中该第一、第二和第三模块的磁带支承面沿基本平行的平面放置，该第一和第三模块的平面偏离第二模块的平面，其中写和读功能可在给定时刻由不同模块执行。
2.根据权利要求1的磁头，其中该第二模块包括多个阅读器而不包括写入器，其中该第一和第三模块包括多个写入器而除了可选的伺服阅读器之外不包括阅读器。
3.根据权利要求2的磁头，其中该第二模块的阅读器安置在间隙内，该间隙平行于磁带在其上的行进方向所测量的厚度小于大约12微米。
4.根据权利要求2的磁头，其中该第一和第三模块的写入器安置在相关联模块上的间隙内，其中每个间隙平行于磁带在其上的行进方向所测量的厚度小于大约15微米。
5.根据权利要求1的磁头，其中每个模块包括安置在其间隙内的元件，其中该第一和第二模块的间隙之间的间隙到间隙的间隔小于大约1mm。
6.根据权利要求5的磁头，其中该第二和第三模块的间隙之间的间隙到间隙的间隔大约等于该第一和第二模块的间隙之间的间隙到间隙的间隔。
7.根据权利要求1的磁头，其中每个模块包括安置在其间隙内的元件，其中该第一和第二模块的间隙之间的间隙到间隙的间隔小于大约0.75mm。
8.根据权利要求1的磁头，其中该第一模块的磁带支承面的平面位于该第二模块的磁带支承面的平面的下方。
9.根据权利要求1的磁头，其中该第三模块的磁带支承面的平面位于该第二模块的磁带支承面的平面的下方。
10.根据权利要求1的磁头，其中该第一模块的磁带支承面的平面与第三模块的磁带支承面的平面基本处于相同平面上。
11.根据权利要求1的磁头，其中该第二模块具有封闭物，其中该第一和第三模块没有封闭物。
12.根据权利要求1的磁头，其中该第一、第二和第三模块均具有封闭物，其中，从平行于磁带在各个模块上的行进方向进行测量，该第一和第三模块的封闭物比第二模块的封闭物更短。
13.根据权利要求1的磁头，还包括用于设定该第一模块的外包角的外伸支架。
14.根据权利要求1的磁头，其中该至少一个模块包括元件的第一阵列和元件的第二阵列，该元件的第一阵列与第一数据格式相关联，而该元件的第二阵列与第二数据格式相关联，该第一和第二阵列的元件选自由阅读器、写入器以及它们的组合所组成的组。
15.根据权利要求14的磁头，其中该至少一个模块的元件的第一和第二阵列沿磁性媒体在该磁头上的行进方向的横向方向彼此相邻。
16.根据权利要求14的磁头，其中该至少一个模块的第二阵列是该至少一个模块的第一阵列的按比例缩放版本。
17.根据权利要求1的磁头，其中在横移过第三模块之前横移过第一模块的磁带在横移过该第三模块时不会变得平行于该第三模块的磁带支承面。
18.根据权利要求1的磁头，其中在该第一和第二模块的磁带支承面之间限定一第一包角，该第一包角在大约0.7°到1.1°的范围内，其中在该第二和第三模块的磁带支承面之间限定一第二包角，该第二包角在大约0.7°到1.1°的范围内。
19.一种磁带驱动系统，包括根据权利要求1的磁头；用于使磁性记录带在该磁头上通过的驱动机构；以及与该磁头通信的控制器。
20.一种磁头，包括第一模块，具有平坦轮廓磁带支承面的和多个写入器，且除了可选的伺服阅读器之外没有阅读器；第二模块，具有平坦轮廓磁带支承面和多个阅读器，而没有写入器；和第三模块，具有平坦轮廓磁带支承面和多个写入器，且除了可选的伺服阅读器之外没有阅读器，该第三模块安置在第二模块与该第一模块相对的一侧上，其中该第一、第二和第三模块的磁带支承面沿基本平行的平面放置，该平面相互偏离从而该第二模块的磁带支承面的平面位于该第一和第三磁带支承面的平面之上。
21.一种磁头，包括具有磁带支承面的第一模块；具有磁带支承面的第二模块；和具有磁带支承面的第三模块，该第三模块安置在第二模块与该第一模块相对的一侧上，其中该第一模块的磁带支承面基本平行于在距离第一模块最近的第二模块的磁带支承面的边缘处相对于第二模块的磁带支承面成预期包角的磁带，其中写和读功能在给定时刻由不同模块执行。
22.根据权利要求21的磁头，其中该第三模块的磁带支承面基本平行于在距离第三模块最近的第二模块的磁带支承面的边缘处相对于第二模块的磁带支承面成预期包角的磁带。
23.根据权利要求21的磁头，其中该第二模块包括多个阅读器而不包括写入器，其中该第一和第三模块包括多个写入器而除了可选的伺服阅读器之外不包括阅读器。
24.根据权利要求23的磁头，其中该第二模块的阅读器安置在间隙内，其中该间隙平行于磁带在其上的行进方向所测量的厚度小于大约12微米。
25.根据权利要求23的磁头，其中该第一和第三模块的写入器安置在相关联模块上的间隙内，其中每个间隙平行于磁带在其上的行进方向所测量的厚度小于大约15微米。
26.根据权利要求21的磁头，其中每个模块包括安置在其间隙内的元件，其中该第一和第二模块的间隙之间的间隙到间隙的间隔小于大约1mm。
27.根据权利要求21的磁头，其中每个模块包括安置在其间隙内的元件，其中该第一和第二模块的间隙之间的间隙到间隙的间隔小于大约0.75mm。
28.根据权利要求21的磁头，其中该第二模块具有封闭物，其中该第一和第三模块没有封闭物。
29.根据权利要求21的磁头，其中该第一、第二和第三模块均具有封闭物，其中，从平行于磁带在各个模块上的行进方向进行测量，该第一和第三模块的封闭物比第二模块的封闭物更短。
30.根据权利要求21的磁头，还包括用于设定该第一模块的外包角的外伸支架。
31.根据权利要求21的磁头，其中在横移过第三模块之前横移过第一模块的磁带在横移过该第三模块时不会变得平行于该第三模块的磁带支承面。
32.根据权利要求21的磁头，其中在该第一和第二模块的磁带支承面之间限定一第一包角，该第一包角在大约0.7°到1.1°的范围内，其中在该第二和第三模块的磁带支承面之间限定一第二包角，该第二包角在大约0.7°到1.1°的范围内。
33.一种磁带驱动系统，包括根据权利要求21的磁头；用于使磁性记录带在该磁头上通过的驱动机构；以及与该磁头通信的控制器。
34.一种用于使用下述磁头把数据写到磁带的方法，该磁头包括第一模块、第二模块和第三模块，该第三模块位于该第二模块与该第一模块相对的一侧上，该方法包括当具有平坦轮廓磁带支承面的第一模块相对于磁带行进方向是前导模块时，将信号发送给该第一模块上的写入器；接收来自具有平坦轮廓磁带支承面的第二模块上的阅读器的信号；以及当具有平坦轮廓磁带支承面的第三模块相对于磁带行进方向是前导模块时，将信号发送给该第三模块上的写入器，其中，该第一、第二和第三模块的磁带支承面沿基本平行的平面放置，该第一和第三模块的平面偏离该第二模块的平面。
35.根据权利要求34的方法，其中该第二模块包括多个阅读器而不包括写入器，其中该第一和第三模块包括多个写入器而除了可选的伺服阅读器之外不包括阅读器。
全文摘要
根据一实施例的磁头包括具有平坦轮廓磁带支承面的第一模块、具有平坦轮廓磁带支承面的第二模块和具有平坦轮廓磁带支承面的第三模块。该第三模块安置在第二模块与该第一模块相对的一侧上。该第一、第二和第三模块的磁带支承面可以沿基本平行的平面放置，可配置成正切(成角度)配置，或可配置成重叠配置。数据写和读功能通常在给定时刻由不同模块执行。
文档编号G11B5/008GK1920953SQ20061011577
公开日2007年2月28日 申请日期2006年8月16日 优先权日2005年8月26日
发明者R·G·比斯科伯恩 申请人:国际商业机器公司