JP5878493B2 - 装置、磁気読取素子およびトランスデューシングヘッド - Google Patents

装置、磁気読取素子およびトランスデューシングヘッド Download PDF

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Description

要約
本開示の様々な実施例は、一般的に、２次元データ検出が可能な磁気センサに向けられている。
米国特許第７，８１３，０６６号明細書 米国特許第７，６３６，２１９号明細書 米国特許第７，５６７，３９７号明細書 米国特許第７，１２６，８９０号明細書 米国特許第６，８２６，１４０号明細書 米国特許第６，１０４，５６２号明細書 米国特許出願公開第２００７／００１９３３５号明細書 米国特許出願公開第２００５／００３６４３７号明細書
様々な実施例によると、磁気読取素子は、少なくとも２つは、スキュー角のずれの影響を受けずに、２次元ユーザーデータを同時に読み取るように構成されている、回転軸について対称に配置された複数の読取センサを用いて構成され得る。
データ記憶デバイスの例示の部分のブロック図である。 例示のデータ記憶デバイスの上面から見たブロック図である。 様々な実施例に従って構成され、作動される例示のデータセンサの一部のブロック図である。 様々な実施例に従って構成され、作動される例示のデータセンサの一部のブロック図である。 様々な実施例に従って構成され、作動される例示のデータセンサの一部のブロック図である。 例示のデータ記憶デバイスの一部の上面からみたブロック図である。 様々な実施例に従って実行されるデータセンサ製造ルーチンのフローチャートである。
詳細な説明
近年のデータ記憶デバイスは、データ容量の増大、データアクセスの高速化およびフォームファクタの低減に向けて着実に進歩している。これらの３つの目標のうちの少なくとも２つは、熱補助型磁気記録（ＨＡＭＲ）およびビットパターン媒体（ＢＰＭ）などの、面密度を増大させる技術を介して達成される。ＨＡＭＲおよびＢＰＭの成熟度の現在のレベルのために、面データビット密度を増大させるようにデータ記憶デバイスにおいてすぐに実装され得る代替のおよび補完的な技術が発展してきている。そのような技術の１つは、後でデコードされ、複数のデータトラックを処理する、データの多次元エンコーディングを採用した、２次元磁気記憶（ＴＤＭＲ）の使用である。
面密度を増大させることに加え、ＴＤＭＲは、複数のデータトラックからデータが同時に読み取られると、チャネルバッファを減らしつつ、リードバックデータレートを増大させ得る。しかしながら、複数のデータトラックを同時に読み取ることができるトランスデューシング素子の構成は、特にデータトラックの幅が小さくされた装置で、様々なスキュー角において、スキュー角によって引き起こされたトラックのずれに悩まされる。そのようなトラックのずれは、デバイスの能力を損なうが、単一の読取センサを用いて近傍のデータトラックの複数のパスを実施することにより軽減できる。したがって、産業の要求が、スキュー角のずれの影響を受けずに複数のデータトラックからデータを同時に読み取ることができる複数の読取センサを有するトランスデューシング素子を強く求めている。
そこで、少なくとも２つはスキュー角に関係なく２次元ユーザーデータを同時に読み取るように構成された複数の読取センサが、回転軸について対称に配置され得る。回転軸に関しての読取センサの対称的な配置により、読取センサが、回転軸を中心に回転することにより、データ媒体表面のあらゆる場所において、隣接するデータトラックに並ぶことを可能にする。読取センサ構成は、さらに、コンパクトに構成されることが可能であり、様々なデータ記憶環境に対応するように異なる面密度のデータ媒体に拡大縮小可能である。
図１は、一般的に、同時にあるいは個別にデータを読み書きするための複数のデータセンサを用い得るデータ記憶デバイスの例示のデータトランスデューシング部１００を示す。トランスデューシング部１００は、本美術の様々な実施例が実施され得る環境において示される。しかしながら、この開示の様々な実施例はそのような環境によって限定されず、様々な異なるデータ記憶条件において実現され得る。
トランスデューシング部１００は、磁気記憶媒体１０８上に位置するプログラムされたデータビット１０６の上方にトランスデューシングヘッド１０４を位置させる作動アッセンブリ１０２を有する。記憶媒体１０８は、空気軸受面（ＡＢＳ）１１２を生成するために使用の間に回転するスピンドルモータ１１０に取り付けられ、空気軸受面（ＡＢＳ）１１２の上を、作動アッセンブリ１０２のスライダ部１１４がヘッドジンバルアッセンブリ（ＨＧＡ）１１６に向かって飛ぶ。ヘッドジンバルアッセンブリ（ＨＧＡ）１１６は、媒体１０８の所望の部分の上方において、トランスデューシングヘッド１０４を含む。
トランスデューシングヘッド１０４は、記憶媒体１０８から、夫々、データをプログラムおよび読み取りするように作動する、磁気ライタおよび磁気反応性リーダなどの１つ以上のトランスデューシング素子を含み得る。この方法では、作動アッセンブリ１０２の制御された動きは、データを書込み、読出し、および上書きするように、記憶媒体の表面上に規定されたデータトラック（図示せず）にトランスデューサを並ばせる。
図２は、図１のデータ記憶デバイス１００において用いることができるデータトランスデューシングアッセンブリ１２０の上方から見たブロック図を示す。データトランスデューシングアッセンブリ１２０の作動部１２２は、データ記憶媒体１３０の様々なデータトラック１２８にアクセスするように平行移動する、スライダ１２４とロードビーム１２６とを少なくとも有する。示されるように、作動部１２２の回転は、作動部１２２のスキュー角と呼ばれ得る、データトラック１２８に対するスライダ１２４の角度方向を変える。
ＴＤＭＲにおいて、面データビット密度を増大するために一緒に処理されるデータを取得するように、隣接データトラックに複数のデータトランスデューサがアクセスする。しかしながら、複数のデータトランスデューシング素子の任意の無作為の構成を有するトランスデューシングアッセンブリ１２０を単に構成し、作動させても、スキュー角の全ての範囲において隣接するデータトラックと並ぶことは保証されない。たとえば、データトランスデューサ上に配向された回転軸を有するトランスデューシングアッセンブリ１２０を構成することは、ゼロのスキュー角においてデータトラックと一直線に並ぶことを提供し得るが、別々のシールド構造に少なくとも部分的に起因して、±１４°等の高いスキュー角において、トラック間の干渉を受け易く、データトラックからずれ易い。
スライダ１２４の角度のいくらかの変化はデータ処理によって許容され得るものの、トラックピッチ（５０ｎｍ等の、重複しない各トラックの幅）を減少させつつデータビット密度を増大させるという傾向のために、複数のトランスデューシング素子を有するスライダ１２４が、スキュー角が変わると、特に、２次元磁気記憶において、データを読み書きするのに非効率な位置に配置され得る。したがって、複数のデータトランスデューシング素子を有するスライダ１２４をできるだけ小さく、かつ回転軸について対称に構成すると、データトラックが削減され、データビット密度が高く、スキュー角によって引き起こされたずれの影響を受け難い環境において、データトラックと一直線に並ばせることが可能になり得る。
図３は、２次元データ記憶を提供するように、図２のデータトランスデューシングアッセンブリ１２０ならびに図１のデータ記憶デバイス１００において用いることができるデータ素子１４０の一部の上面から見たブロック図を示す。データ素子１４０は、データ素子１４０の回転中心として機能する回転軸１４４について対称に配置された一対の読取センサ１４２を有する。集約化された回転軸１４４についてのそのような読取センサ１４２の構成は、任意のスキュー角において異なるデータトラック上のデータビットへアクセスするための両方の読取センサ１４２の同時期の積極的な使用を可能にし得る。
回転軸１４４についての読取センサ１４２の対称的な配向は、データトラックピッチ１４６およびセンサ１２０の角度の配向にかかわりなく、複数のデータトラックへの同時アクセスに対応する、様々な制限されない構成を可能にし得る。いくつかの実施例は、読取センサ１４２間の距離１４８を、トラックピッチ１４６のおおよそ半分（各読取センサ１４２から回転軸１４４までの距離１５０が、トラックピッチ１４６のおおよそ４分の１であることに相当）として構成する。別の実施例は、さらに、１つ、あるいは両方の読取センサ１４２が、トラックピッチ１４２のおおよそ半分の長手方向長さ１５２を有するように構成し得る。
図３の読取センサ１４２および回転軸１４４の構成は、データ素子１４０の同じ幅方向レベルにおいて複数のセンサを実装しつつ、複数のデータトラックに同時にアクセスするように複数のセンサを配列し得る。すなわち、共通の軸１５４に沿って読取センサ１４２を配置することにより、積層レイヤとは対照的に、単一のセンサレイヤの製造に起因する磁気シールド等の、磁気特性およびプロセス制御を共有するデータ素子１４０の効率的な構成を可能にし得る。
回転軸１４４についての読取センサ１４２の対称配置は、図４の例示のデータ素子１６０の一部のブロック図において一般的に示されるように、さらに、３つの、隣接するが異なるデータトラックからのデータを同時に読み出すように拡張され得る。回転軸１６２は、多様なスキュー角に対してデータトラックと一直線に並ぶことが可能な、第１読取センサ１６４、第２読取センサ１６６および第３読取センサ１６８の回転中心として機能する。
第３読取センサ１６８の導入により、ダウントラック（クロストラック（第１読取センサ１６４および第２読取センサ１６６によって提供される、Ｘ軸に沿ったデータビット読み取り）を補完し得るＹ軸に沿ったデータビット読み取り）に２次元解像度を向上させることができる。回転軸１６２からの第３読取センサ１６８のダウントラックの付加により、トラック幅１７２（５０ｎｍ等）を常時超える長さの増大されたリーダ幅１７０（７５ｎｍ等）に、トラック間干渉の解消と、第１読取センサ１６４および第２読取センサ１６６の検出精度の向上とを支援する、３つの隣接するデータトラックからのデータ信号を同時に受信させることができる。
回転軸１６２からの第３読取センサ１６８のダウントラック距離１７４は、様々なデータ記憶環境において用いられ得る、対称および非対称の構成の両方を提供するように調整され得る。すなわち、第３読取センサ１６８は、第３読取センサ１６８の増大された幅１７０に少なくとも部分的に起因するデータ検出精度を保ちつつ、データトラック幅１７２よりも小さい読取センサ幅１７６に対応する所定のダウントラック距離１７４で構成され得る。
第３読取センサ１６８の増大された幅１７０は、さらに、第１読取センサ１６４および第２読取センサ１６６が、距離１７８で示されるようにさらに離れて位置するようにでき、データ素子１６０上の様々な磁気および電気素子（シールドおよび接点等）のためのさ
らなる空間を可能にする。読取センサ１６４、読取センサ１６６および読取センサ１６８の大きさおよび配向は、図４に示されるものに限定されず、単一および複数の軸に沿う回転軸１６２について対称に配置されるようにセンサのいくつかあるいは全てが構成され得ることに留意すべきである。
読取センサ１６４，１６６および１６８を回転させることができるため、様々なデータ記憶デバイスのフォームファクタに対応するようにデータ素子１６０の物理的な寸法が制御され得る。しかしながら、異なるセンサレイヤ上の第３読取センサ１６８の寸法と位置とを、第１読取センサ１６４および第２読取センサ１６６のように正確に構成することは問題となり得る。図５は、回転軸１９０について対称に配置された４つの読取センサ１８２，１８４，１８６および１８８を採用した例示のデータ素子１８０の一部のブロック図を示す。
データ素子１８０を、回転軸１９０に関してＸ軸およびＹ軸の両方に沿って対称に構成することにより、クロストラックのデータ解像度に影響を与えることなく、製造のバリエーションを可能にする冗長ダウントラック／アップトラック読取センサ１８６および１８８に起因する、読取センサ製造のプロセスおよび位置バリエーションが可能となる。第３読取センサ１８６および第４読取センサ１８８が共通の第１幅１９２ならびに回転軸１９４からの距離を用いて示される一方で、どちらかの読取センサは、特に極端なスキュー角において、データ検出精度を増大し、データトラックに一直線に並ぶように、個別に形成され、配置され得る。
ある実施例において、第３読取センサ１８６および第４読取センサ１８８は、データトラックピッチ１９６の２倍（５０ｎｍの単一のデータトラックピッチに対して１００ｎｍ等）に実質的に一致するように形成される。様々な実施例は、第１読取センサ１８２および第２読取センサ１８４が回転軸１９０について対称である一方で、第３読取センサ１８６および第４読取センサ１８８が回転軸１９０ではなくＹ軸について対称であるように、第３読取センサ１８６および第４読取センサ１８８を、回転軸１９０の片側にオフセットさせ得る。
回転軸１９０に関する様々な読取センサの寸法および位置の構成は、広い範囲のスキュー角に渡ってデータトラックに並ぶことに対応しつつ、３つの別個の隣接するデータトラックからの同時の正確なデータビット検出を確かにするために調整され得る。第４読取センサを含むと、データ素子１９０にレイヤと物理的な大きさを付加することになり得るが、４つの読取センサのバランスの取れた使用により、第１読取センサ１８２および第２読取センサ１８４が低減されたクロストラック長さ１９８（３７．５ｎｍ等）と増大された分離距離２００（データトラックピッチ１９６と一致する５０ｎｍ等）とを有するようにでき、クロストラックデータビット解像度を増大し得る。
図６は、一般的に、ＴＤＭＲを実施する様々な実施例に従って構成された例示のデータ記憶デバイスの上面ブロック図を示す。用いられるデータセンサの数および寸法に関係無く、トランスデューシングアッセンブリ２１２は、データ記憶媒体２２０の所定の部分（複数のデータトラック２１８等）の上方で空気軸受スライダ２１６を位置させるように片持ち支持されたロードビーム２１４を有し得る。
複数のデータセンサ（図３−５のセンサ構成等）について対称に配置された回転軸を介してロードビーム２１４に空気軸受スライダを接続するように構成することにより、スライダ２１６を回転させて、トランスデュースドデータビットがデータ媒体の内径にあるか外径にあるかに関係無く、１つ以上のデータトラック２１８にデータセンサを並ばせることができる。そのような位置決めは、データトラック２１８の異なる部分からの排他的なユーザまたはサーボデータの同時読出しを可能にする。
限定的でない一例として、トランスデューシングアッセンブリ２１２は、回転軸がデータトラックと交差するように、あるいはデータトラックの間の境界の上方に位置するように、空気軸受スライダ２１６を配置し得る。そのような回転軸の配置は、トランスデューシングアッセンブリ２１２が、データトラックに対する回転軸の位置に起因するスキュー角のずれの影響を受けないようにすることができる。
図７は、様々な実施例に従って実行される例示のデータ素子製造ルーチン２３０を提供する。最初に、ルーチン２３０は、ステップ２３２にて、データ素子の構成および作動に関する、複数の非限定的な設計の選択肢を評価する。評価は、回転軸に対する読取センサの寸法および配向とともに、少なくとも、製造される読取センサの数を含む。図３−５に示されるように、データ素子は、スキュー角により誘発されたずれの影響をより受け難くしつつ、効率的な製造と、異なるデータトラックでのデータビットの正確な検出とを可能にする様々な構成で製造され得る。
そこで、ステップ２３２は、所定のデータ記憶デバイス特性（データビット密度およびデータ転送速度等）に合わせられたデータセンサ構成を選択する。そして、ステップ２３４は、選択された数のデータ読取センサを形成する。これは、集約された回転軸の周りに配置された１つ以上のラミネーションの堆積として実現され得る。様々な実施例が、磁気シールディングによって分けられ、磁気的に隔てられた共通の連続レイヤとしてデータセンサを形成する。別の実施例は、データセンサを異なるダウントラック位置に配置する複数の異なるレイヤを用いる。
次にステップ２３６において、ステップ２３４にて製造されたデータセンサが、トランスデューシングヘッドに組み付けられる。これは、複数の隣接するデータトラックからの同時のデータビットの検出を可能にする１つ以上の電気的および物理的接続を形成することを含み得る。ステップ２３６は、具体的には、様々な電気的接点を接続し、ロードビームを有するジンバル接点内に回転軸を配置し得るが、そのような作業は要求されず、あるいは限定されない。
ステップ２３６において部分的にあるいは完全に組み立てられたトランスデューシングヘッドを用いて、ステップ２３８は、次に、図２の作動アッセンブリ１２２のようなトランスデューシングアクチュエータを組み立てる。トランスデューシングヘッドは、ステップ２３８において、データ記憶媒体の表面の内径から外径への移動を可能にする電動源に組み付けられ得る。特定の構成に限定されないが、トランスデューシングアクチュエータは、データ記憶媒体の異なる部分（反対側等）において多数のトランスデューシングヘッドを提供するように製造され得る。
トランスデューシングヘッドおよびトランスデューシングアクチュエータの数および設計に関係なく、ステップ２４０は、データ記憶媒体の所定の部分に各アクチュエータを向かせる。ステップ２４０は、少なくとも、ゼロのスキュー角を確立するようにトランスデューシングアクチュエータを設定すること（データトラックの内径と外径との中間に実質的にトランスデューシングヘッドを配置すること等）を含み得る。
ルーチン２３０の様々なステップを通して、２次元データ検出を提供するように隣接するデータトラックからデータビットを同時に読み取ることができるデータ素子が製造され得ることが認められ得る。しかしながら、ルーチン２３０は、様々なステップが省略され、変更され、付加されるものとして、限定的なものでないように理解されるべきである。
上記で提供されたデータ素子の様々な構造的および作動的構成は、少なくとも２次元磁気読み取りを可能にする。回転軸について様々なデータセンサを対称に配置することで、トランスデューシングアッセンブリのスキュー角に関係無く、センサをデータトラックに並ばせることができる。スキュー角が誘発したずれへのそのような耐性は、隣接するデータトラックに対するデータセンサの寸法およびアライメントに少なくとも部分的に起因して、データ検出精度を向上しつつ、２つ以上のデータトラックからのデータに同時にアクセスするために実現される。さらに、実施例は磁気検出に向けらている一方で、特許請求の範囲に記載の技術は、任意の数の別のアプリケーションにおいて容易に利用できることが認められるであろう。
本開示の様々な実施例の数々の特性および利点が、様々な実施例の構成および機能の詳細とともに上記の説明で述べられたが、この詳細な説明は例示のためのものであり、特に、添付の特許請求の範囲で表現されている用語の広い一般的な意味によって示される最大の範囲の本開示の本質内での構成事項および部品の配置において、変更が詳細になされ得る。たとえば、本技術の精神および範囲から逸脱しない範囲で、特定の要素が到底のアプリケーションに依存して変わり得る。

Claims (18)

  1. 回転軸について対称に配置された複数の読取センサを備え、
    前記複数の読取センサのうちの少なくとも２つは、２次元ユーザーデータを同時に読み取るように構成されており、
    前記少なくとも２つの読取センサの各々は、データ記憶媒体のデータトラックのトラックピッチの半分である共通の長さを有し、前記回転軸から前記共通の長さの半分の位置に位置付けられる、装置。
  2. 前記少なくとも２つの読取センサの各々は、データ記憶媒体の個別のデータトラックから読み取る、請求項１に記載の装置。
  3. 前記個別のデータトラックの各データトラックは、共通のトラック幅を有する、請求項２に記載の装置。
  4. 前記共通のトラック幅は、５０ｎｍである、請求項３に記載の装置。
  5. 前記回転軸は、共通のスライダ上にある、請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
  6. 前記複数の読取センサの各々は、前記共通のスライダの空気軸受けの表面上に配置される、請求項５に記載の装置。
  7. 前記複数の読取センサの第１の読取センサおよび第２の読取センサが、前記回転軸の側部側に配置される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
  8. 前記複数の読取センサは、前記回転軸に交差する中心軸に対称な第３の読取センサをさらに含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。
  9. 前記複数の読取センサの各読取センサは、磁気抵抗性である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
  10. 回転軸に対して互いに反対側に配置され、各々が第１の長さを有する第１の読取センサおよび第２の読取センサと、
    前記回転軸からのダウントラックであってかつ前記回転軸に対して対称に配置された第３の読取センサとを備え、前記第３の読取センサは、前記第１の長さよりも長い第２の長さを有する、磁気読取素子。
  11. 前記第１の読取センサ、前記第２の読取センサおよび前記第３の読取センサは、データ記憶媒体の別々のデータトラックに関与するように配置される、請求項１０に記載の磁気読取素子。
  12. 前記第３の読取センサの反対側に、前記回転軸からアップトラックであってかつ前記回転軸に対して対称に配置された第４の読取センサをさらに備える、請求項１０または１１に記載の磁気読取素子。
  13. 前記第３の読取センサは、前記回転軸から前記第１の長さの２倍の位置に配置される、請求項１０から１２のいずれか１項に記載の磁気読取素子。
  14. 前記第１〜第３の読取センサの各々は、同時にユーザデータを読み取りつつ、複数のデータトラックに渡って広がる、請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の磁気読取素子。
  15. 回転軸周りに回転するともに、空気軸受面（ＡＢＳ）を介してデータ記憶装置に隣接して支持されるスライダと、
    前記回転軸に交差する長手方向の中心線の横方向に互いに反対側に、前記スライダによって支持された第１の読取センサおよび第２の読取センサと、
    前記長手方向の中心線に交差するダウントラック位置に、前記スライダによって支持された第３の読取センサとを備え、
    前記第３の読取センサは、前記第１の読取センサまたは前記第２の読取センサのうちの選択された少なくとも一方と部分的に重なり合う、トランスデューシングヘッド。
  16. 前記第１の読取センサおよび前記第２の読取センサは、共通の第１の長さを有し、
    前記第３の読取センサは前記共通の第１の長さよりも大きい第２の長さを有する、請求項１５に記載のトランスデューシングヘッド。
  17. 前記第３の読取センサは、前記中心線に対して対称であり、かつ前記第１の読取センサおよび前記第２の読取センサの双方に部分的に重なり合う、請求項１５または１６に記載のトランスデューシングヘッド。
  18. 前記第１の読取センサおよび前記第２の読取センサは、夫々、別々の第１のデータトラックおよび第２のデータトラックに関与するように構成され、
    前記第３の読取センサは、共通の第３のデータトラックに関与するように構成され、前記第３のデータトラックは、前記第１のデータトラックおよび前記第２のデータトラックとは異なる、請求項１５〜１７のいずれか１項に記載のトランスデューシングヘッド。
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