(57)【要約】      （修正有）【課題】増幅器のアクティブ対を選択する回路を提供する。【解決手段】２次元磁気記録（ＴＤＭＲ）ディスクドライブは、気体軸受けスライダを有し、第１の磁気シールドに電気的に接続され、第１のトラック横断間隔を有する第１及び第２のセンサと、第２の磁気シールドに電気的に接続された異なるトラック横断間隔を有する第３及び第４のセンサとを含む。これらの異なる間隔により、第１及び第３のセンサ、並びに第２及び第４のセンサは、ヘッドスキューの影響を解消するトラック横断間隔を有する。各センサは、サスペンション配線と、関連するシールドに接続された共通配線とによって関連する増幅器に接続されている。切換回路は、データが読み出される半径方向位置に応じて、第１及び第３の増幅器又は第２及び第４の増幅器のいずれかをアクティブ対として選択する。これにより、ヘッドスキューが高くても、適切なセンサ対がデータトラックと位置合わせされる。【選択図】図８
2018206462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の円形データトラックを有する回転可能な磁気記録ディスクと、
ディスク対向面と、前記ディスク対向面に実質的に直交し、前記円形データトラックに対して概ねトラック横断方向に延びるトレーリング面とを有するヘッドキャリアと、
前記ヘッドキャリアに接続され、前記磁気記録ディスクを横切るように前記ヘッドキャリアを移動させる回転アクチュエータと、
前記ヘッドキャリアの前記トレーリング面上の第１のシールド層と、
前記第１のシールド層に電気的に接続され、トラック横断方向に離間した第１及び第２の読出ヘッドと、
前記ヘッドキャリアの前記トレーリング面上の第２のシールド層と、
前記第２のシールド層に電気的に接続され、前記第１及び第２の読出ヘッドのトラック横断間隔とは異なる間隔でトラック横断方向に離間し、トラック方向に沿って前記第１及び第２の読出ヘッドから離間する第３及び第４の読出ヘッドと、
前記第１のシールド層に接続された共通配線と、前記第１及び第２の読出ヘッドに接続された配線とを含む第１の配線の組と、前記第２のシールド層に接続された共通配線と、前記第３及び第４の読出ヘッドに接続された配線とを含む第２の配線の組とを有し、前記共通配線が互いに電気的に絶縁されているサスペンションと、
それぞれが関連する読出ヘッド及びその関連する共通配線からの配線に接続された４個の増幅器と、
前記増幅器に接続され、前記４個の増幅器の第１及び第３の増幅器、又は前記４個の増幅器の第２及び第４の増幅器をアクティブ対として選択し、選択されていない増幅器を非アクティブ対とする切換回路と、
を備える磁気記録ディスクドライブ。
【請求項２】
請求項１において、前記各増幅器に関連し、前記切換回路に接続された切換可能なインピーダンス要素であって、前記増幅器の非アクティブ対のインピーダンス要素は、前記増幅器のアクティブ対の選択に応答してサスペンション配線に接続するように構成されているインピーダンス要素を更に備えるディスクドライブ。
【請求項３】
請求項１において、前記選択された増幅器のアクティブ対からの出力信号を提供するために切換回路に接続された第１及び第２のマルチプレクサ増幅器を更に備えるディスクドライブ。
【請求項４】
請求項１において、前記切換回路は、前記磁気記録ディスク上の前記ヘッドキャリアの意図された半径方向の位置に応答して、前記アクティブ対の増幅器を選択するように適合化されているディスクドライブ。
【請求項５】
請求項１において、前記トラック横断間隔は、前記第１及び第３の読出ヘッド、並びに前記第２及び第４の読出ヘッドが同じデータトラックからデータを読み出すことを可能にするディスクドライブ。
【請求項６】
請求項１において、前記トラック横断間隔は、前記第１及び第３の読出ヘッド及び前記第２及び第４の読出ヘッドが隣接するデータトラックからデータを読み出すことを可能にするディスクドライブ。
【請求項７】
請求項１において、前記第１及び第２の読出ヘッドと前記第３及び第４の読出ヘッドとの間に設けられ、前記第１及び第２の読出ヘッドを前記第３及び第４の読出ヘッドから電気的に絶縁する絶縁材料を更に備えるディスクドライブ。
【請求項８】
請求項１において、前記各共通配線は、２つの共通副配線を含み、関連する読出ヘッドからの配線及び関連する共通配線に接続されている各増幅器は、前記共通配線の副配線の１つに接続されているディスクドライブ。
【請求項９】
請求項１において、それぞれが読出ヘッドに関連付けられている複数の中間シールドを更に備えるディスクドライブ。
【請求項１０】
請求項９において、前記第１の読出ヘッドは、前記第１のシールド層と第１の中間シールドとの間に配置され、前記第２の読出ヘッドは、前記第１のシールド層と第２の中間シールドとの間に配置されているディスクドライブ。
【請求項１１】
請求項９において、前記第３の読出ヘッドは、第３の中間シールドと前記第２のシールド層との間に配置され、前記第４の読出ヘッドは、第４の中間シールドと前記第２のシールド層との間に配置されているディスクドライブ。
【請求項１２】
２次元磁気記録（ＴＤＭＲ）ディスクドライブであって、
複数の円形データトラックを有する回転可能な磁気記録ディスクと、
気体軸受面と、前記気体軸受面に実質的に直交し、前記円形データトラックに対して概ねトラック横断方向に延びるトレーリング面とを有するスライダと、
前記スライダに接続され、前記磁気記録ディスクを横切るように前記スライダを移動させる回転アクチュエータと、
前記スライダの前記トレーリング面上の第１のシールド層と、
前記第１のシールド層に電気的に接続され、トラック横断方向に離間した第１及び第２の読出ヘッドと、
前記スライダの前記トレーリング面上の第２のシールド層と、
前記第２のシールド層に電気的に接続され、前記第１及び第２の読出ヘッドのトラック横断間隔とは異なる間隔でトラック横断方向に離間し、トラック方向に沿って前記第１及び第２の読出ヘッドから離間する第３及び第４の読出ヘッドと、
前記第１及び第２の読出ヘッドと前記第３及び第４の読出ヘッドとの間に設けられ、前記第１及び第２の読出ヘッドと前記第３及び第４の読出ヘッドとを電気的に絶縁する絶縁材料と、
前記第１のシールド層に接続された共通配線と、前記第１及び第２の読出ヘッドに接続された配線とを含む第１の配線の組と、前記第２のシールド層に接続された共通配線と、前記第３及び第４の読出ヘッドに接続された配線とを含む第２の配線の組とを有し、前記共通配線が互いに電気的に絶縁されているサスペンションと、
それぞれが関連する読出ヘッド及びその関連する共通配線からの配線に接続された４個の増幅器と、
前記増幅器に接続され、前記磁気記録ディスク上の前記スライダの意図された半径方向の位置に応答し、前記４個の増幅器の第１及び第３の増幅器、又は前記４個の増幅器の第２及び第４の増幅器をアクティブ対として選択し、選択されていない増幅器を非アクティブ対とする切換回路と、
前記各増幅器に関連し、前記切換回路に接続された切換可能なインピーダンス要素であって、前記増幅器の非アクティブ対のインピーダンス要素は、前記増幅器のアクティブ対の選択に応答してサスペンション配線に接続するように構成されているインピーダンス要素と、
を備えるＴＤＭＲディスクドライブ。
【請求項１３】
請求項１２において、前記トラック横断間隔は、前記第１及び第３の読出ヘッド、並びに前記第２及び第４の読出ヘッドが同じデータトラックからデータを読み出すことを可能にするＴＤＭＲディスクドライブ。
【請求項１４】
請求項１２において、前記トラック横断間隔は、前記第１及び第３の読出ヘッド、並びに前記第２及び第４の読出ヘッドが隣接するデータトラックからデータを読み出すことを可能にするＴＤＭＲディスクドライブ。
【請求項１５】
２次元磁気記録（ＴＤＭＲ）ディスクドライブ内のデータトラックからデータを読み出すための磁気抵抗読出ヘッド構造であって、
ディスクと対向するディスク対向面と、前記ディスク対向面と略直交するトレーリング面とを有するヘッドキャリアと、
前記トレーリング面上の第１の磁気シールドと、
前記第１の磁気シールドに電気的に接続され、トラック横断方向に離間した第１及び第２の読出ヘッドと、
前記ヘッドキャリアのトレーリング面上の第２の磁気シールドと、
前記第２の磁気シールドに電気的に接続され、前記第１及び第２の読出ヘッドのトラック横断間隔とは異なる間隔でトラック横断方向に離間し、トラック方向に沿って第１及び第２の読出ヘッドから離間する第３及び第４の読出ヘッドであって、前記第１及び第２の磁気シールドは、互いに電気的に絶縁されている、第３及び第４の読出ヘッドと、
前記第１の磁気シールドに電気的に接続された第１のスライダ終端パッドと、
前記第２の磁気シールドに電気的に接続された第２のスライダ終端パッドであって、前記第１及び第２のスライダ終端パッドは、互いに電気的に絶縁されている第２のスライダ終端パッドと、
を備える読出ヘッド構造。
【請求項１６】
請求項１５において、前記第１及び第２の読出ヘッドと前記第３及び第４の読出ヘッドとの間に設けられ、前記第１及び第２の読出ヘッドと前記第３及び第４の読出ヘッドとを電気的に絶縁する絶縁材料を更に備える読出ヘッド構造。
【請求項１７】
請求項１５において、前記第１の磁気シールドと前記第２の磁気シールドとの間に設けられ、それぞれが読出ヘッドに関連付けられている複数の中間磁気シールドを更に備える読出ヘッド構造。
【請求項１８】
請求項１５において、前記トラック横断間隔は、前記第１及び第３の読出ヘッド、並びに前記第２及び第４の読出ヘッドが同じデータトラックからデータを読み出すことを可能にする読出ヘッド構造。
【請求項１９】
請求項１５において、前記トラック横断間隔は、前記第１及び第３の読出ヘッド、並びに前記第２及び第４の読出ヘッドが隣接するデータトラックからデータを読み出すことを可能にする読出ヘッド構造。
【請求項２０】
複数の磁気記録ディスクドライブ読出ヘッドから信号を受信するように適合化された集積回路モジュールであって、
それぞれが関連する読出ヘッドから信号を受け取るように適合化された入力を有し、共通入力によって接続されている第１の増幅器の対と、
それぞれが関連する読出ヘッドから信号を受信するように適合化された入力を有し、前記第１の増幅器の対の共通入力から電気的に絶縁された共通入力によって接続されている第２の増幅器の対と、
前記第１及び第２の増幅器の対に接続され、各対から１つの増幅器を選択することによってアクティブな増幅器の対を選択する切換回路と、
前記切換回路に接続され、前記アクティブな増幅器の対の一方からの出力信号を提供する第１のマルチプレクサ増幅器と、
前記切換回路に接続され、前記アクティブな増幅器の対の他方からの出力信号を提供する第２のマルチプレクサ増幅器と、
を備える集積回路モジュール。
【請求項２１】
請求項２０において、前記切換回路に接続された複数の切換可能なインピーダンス要素であって、それぞれが前記関連する増幅器の第１及び第２の対の入力に接続されるように適合化され、前記アクティブな増幅器の対の選択に応答してオンに切り換えられる複数の切換可能なインピーダンス要素を更に備える集積回路モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２次元磁気記録（two-dimensional magnetic recording：ＴＤＭＲ）ディスクドライブに関し、詳しくは、複数の積層型センサ（stacked sensors）を有し、リードバック信号を提供するために異なるセンサが選択されるＴＤＭＲディスクドライブに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録ディスクドライブの読出ヘッドとして使用される従来の磁気抵抗（magnetoresistive：ＭＲ）センサの１つのタイプは、巨大磁気抵抗（giant magnetoresistance：ＧＭＲ）効果に基づく「スピンバルブ」センサである。ＧＭＲスピンバルブセンサは、典型的には銅（Ｃｕ）又は銀（Ａｇ）である非磁性導電性スペーサ層によって分離された２つの強磁性層を含む層のスタックを有する。スペーサ層に隣接する一方の強磁性層は、磁化方向が、例えば、隣接する反強磁性層との交換結合（exchange coupling）によりピン止め（pinned）されることにより固定されており、基準層又はピン層と呼ばれる。スペーサ層に隣接する他方の強磁性層は、外部磁場の存在下で磁化方向が自由に回転し、自由層と呼ばれる。検知電流をセンサに供給することにより、外部磁場の存在による、ピン層磁化に対する自由層磁化の回転を電気抵抗の変化として検出できる。検知電流がセンサスタック内の層の面に対して垂直に向けられている場合、このセンサは、面垂直電流（current-perpendicular-to-the-plane：ＣＰＰ）センサと呼ばれる。
【０００３】
ＣＰＰ−ＧＭＲ読出ヘッドに加えて、ＣＰＰセンサの別のタイプとして、磁気トンネル接合センサがあり、これは、トンネリングＭＲ又はＴＭＲセンサとも呼ばれ、この場合、非磁性スペーサ層は、非常に薄い非磁性トンネル障壁層である。ＣＰＰ−ＴＭＲセンサでは、層を通るトンネル電流の量は、２つの強磁性層における磁化の相対的な向きに依存する。ＣＰＰ−ＴＭＲ読出ヘッドでは、非磁性スペーサ層は、ＴｉＯ２、ＭｇＯ又はＡｌ２Ｏ３等の電気絶縁材料によって形成される。
【０００４】
複数のＣＰＰ−ＭＲセンサを用いる２次元磁気記録（ＴＤＭＲ）が提案されている。ＴＤＭＲでは、単一の構造上に配置された複数のセンサが、同じ又は隣接するデータトラックにアクセスして、信号を取得し、この信号は、共同的に処理される。この結果、データビット面密度が高まる。データビット面密度を高めることに加えて、ＴＤＭＲは、同時に読み出される複数のデータトラックからの２つの信号の信号処理により、リードバック面密度を高めることができる。ＴＤＭＲのための複数の積層型読出センサを有する構造は、ＵＳ２０１３／０２８６５０２Ａ１に記載されている。
【０００５】
ＴＤＭＲ読出ヘッド構造内の個々のＣＰＰ−ＭＲセンサのそれぞれは、読み出されるデータビットに隣接する記録されたデータビットからセンサをシールドする透磁性材料の２つのシールドの間に位置することが要求される。リードバックの間、シールドは、各センサがそのターゲットビットからの情報のみを読み出すことを確実にする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
２つ以上の積層型センサを有する構造のようなＴＤＭＲセンサ構造では、ディスクの内径（inside diameter：ＩＤ）及び外径（outside diameter：ＯＤ）領域におけるセンサのスキューにより問題が生じる。これは、センサが半径方向のアクチュエータ上に支持されているため、センサがディスクを通過する際、円弧状の経路を形成するからである。ディスクの中径（ＭＤ）領域では、スキュー角θ（センサに直交する線とデータトラックとの間の角度）は、ゼロに近い。一方、ＩＤ及びＯＤ領域では、スキュー角は、アクチュエータ及びディスクの形状に応じて、最大１０〜２０度になる。これにより、センサがターゲットトラックからずれることがある。積層型センサ間のトラックに沿った間隔を減少させることができれば、スキュー効果を低減できるが、磁気シールドは、その効果を発揮するために最小限の厚さを有さなければならず、このため、センサの配置間隔には、制約がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施形態は、複数の読出ヘッド又はセンサと、センサ増幅器の適切な対を選択する回路とを有し、ヘッドがディスクの内径（ＩＤ）及び外径（ＯＤ）領域にあるときに、高いヘッドスキューの悪影響なしにデータトラックを読み出すことができるＴＤＭＲディスクドライブに関する。ディスクドライブの気体軸受スライダ（gas-bearing slider）は、第１の磁気シールドに電気的に接続された第１及び第２の離間したセンサと、第２の磁気シールドに電気的に接続された第３及び第４の離間したセンサとを含む。第１及び第２のセンサのトラック横断間隔は、第３及び第４のセンサのトラック横断間隔とは異なり、これにより、第１及び第３のセンサと、第２及び第４のセンサとがトラック横断間隔を有することになる。各センサは、サスペンション配線とこれに関連するシールドに接続された共通配線によって関連する増幅器に接続されている。切換回路は、データが読み出される半径方向位置、すなわち、ＩＤ領域、ＯＤ領域又はＭＤ領域に応じて、第１及び第３の増幅器又は第２及び第４の増幅器のいずれかをアクティブ対として選択する。これにより、スキューが高くても、トラック横断間隔を有する適切なセンサ対がデータトラックと整列される。切換可能なインピーダンス要素は、各増幅器に関連付けられ、アクティブ増幅器対が選択されると非アクティブ増幅器に関連するインピーダンス要素は、サスペンション配線と接続するように切り替えられる。これにより、望ましくない伝送ライン共振を引き起こす可能性があるサスペンション終端での特性インピーダンスの大幅な変化は生じない。
本発明の特徴及び利点をより明瞭にするために、添付の図面を参照して、本発明を以下に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】２次元磁気記録（ＴＤＭＲ）に用いることができる従来の磁気記録ハードディスクドライブのカバーを除去して示す平面図である。
【図２】従来技術による導電性配線、並びに接続パッド及び終端パッドを有するサスペンションの平面図である。
【図３】図１の３−３方向の図であり、ディスクから見た従来の書込ヘッド及びＴＤＭＲ読出ヘッド構造の端部を示す図である。
【図４】図３の４−４方向における気体軸受面（gas-bearing surface：ＧＢＳ）の図であり、ディスクから見た従来のＴＤＭＲ用の積層型ＣＰＰ−ＭＲセンサ構造の１つのタイプを構成する層を示す図である。
【図５】図４の従来の構造においてディスクを見た図であり、積層型センサのスキューの問題を示す図である。
【図６】４つの積層型センサ（リーダＲｄｒ１、２、３、４）及びこれらの磁気シールドＳ１、Ｓ２、Ｓ３を有する本発明の実施形態を示す概略図である。
【図７】本発明の一実施形態においてディスクを見た図であり、選択されたセンサがスキューの問題をどのように解決するかを説明する図である。
【図８】本発明の一実施形態に基づくセンサ（リーダＲｄｒ１、２、３、４）、サスペンション、及び読出／書込集積回路（Ｒ／Ｗ  ＩＣ）を備えたスライダを示す電気回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明のＣＰＰ磁気抵抗（ＭＲ）センサ構造は、磁気記録ディスクドライブに適用され、この動作を図１〜図５を参照して簡単に説明する。図１は、２次元磁気記録（ＴＤＭＲ）のために動作できる従来の磁気記録ハードディスクドライブのブロック図である。ディスクドライブは、磁気ディスク１２と、ディスクドライブハウジング又はベース１６に支持された回転ボイスコイルモータ（voice coil motor：ＶＣＭ）アクチュエータ１４とを含む。ディスク１２は、回転中心１３を有し、ベース１６に取り付けられたスピンドルモータ（図示せず）によって方向１５に回転される。アクチュエータ１４は、軸１７を軸として枢動し、剛性アクチュエータアーム１８を含む。一般的に可撓性を有するサスペンション２０は、撓み要素２３を含み、アーム１８の端部に取り付けられている。撓み要素２３には、ヘッドキャリア又は気体軸受スライダ２２が取り付けられている。スライダ２２のトレーリング面２５には、磁気記録読出／書込ヘッド２４が形成されている。撓み要素２３及びサスペンション２０により、スライダは、回転ディスク１２によって生成される気体軸受上で「ピッチ」及び「ロール」することができる。通常は、スピンドルモータによって回転されるハブ上に複数のディスクが積層され、別個のスライダ及び読出／書込ヘッドが各ディスク表面に関連付けられる。
【００１０】
回転アクチュエータにより、ヘッド２４は、ディスク１２のデータ領域の内径（ＩＤ）と外径（ＯＤ）との間で、円弧状経路３０に沿ってディスク１２を横切る。ライン３２は、ＩＤにおけるヘッド２４の位置を表し、ライン３４は、ＯＤにおけるヘッド２４の位置を表す。スキュー角θは、ＯＤにおけるライン３４で示されるように、ヘッド２４（又はトレーリング面２５）とデータトラックとの間の角度として定義される。円弧状経路３０のために、スキュー角θは、ヘッド２４の半径方向の位置によって変化し、中径（ＭＤ）領域のある点でゼロとなり、ＩＤ及びＯＤで最大となる。
【００１１】
アクチュエータ１４には、アーム電子回路又は読出／書込電子集積回路（Ｒ／Ｗ  ＩＣ）チップ又はモジュール４０が取り付けられている。フレックスケーブル４４は、Ｒ／Ｗ  ＩＣ４０と、ベースプレート１６に取り付けられた回路基板４６上のディスクドライブシステム電子回路４２とを電気的に接続する。フレックスケーブル４４の一端は、固定ブラケット４５によって固定され、システム電子回路４２に接続されている。
【００１２】
そして、Ｒ／Ｗ  ＩＣモジュール４０は、図２に更に示すようにサスペンション２０を介して延び、スライダ２２に接続されている複数の電気経路によって接続されている。これらの電気経路は、一般的に配線（traces）４１と呼ばれ、通常は、銅によって形成されている。サスペンションのロードビーム構造は、バネ金属層であり、これは、通常、ステンレス鋼によって形成される。サスペンションのテールエンド２０Ｔは、対応する配線４１に電気的に接続するための一組のテール終端パッド４３を有する。配線は、スライダ上の読出ヘッド及び書込ヘッドの信号、並びに、例えば、熱突出アクチュエーション（heater protrusion actuation）によって制御される浮上量制御用の信号等、必要とされる追加の信号を搬送する。図２の例示的なサスペンションは、サスペンションのスライダ端部２０Ｈでスライダに接続される８つのスライダ接続パッド４７を提供する８つの終端パッドを有する。異なる数のパッド及び対応する配線も一般的に知られている。配線は、幅を変化させてもよく、インピーダンス等の電気的パラメータを制御するための追加の構造／機能を経路に含ませてもよい。配線は、誘電体材料によってバネ金属層から分離され、配線上には、通常、カバー層誘電体材料が堆積される。減法型及び／又は加法型のフォトリソグラフィ、堆積及びエッチングプロセスを用いて、サスペンションを製造し、配線を形成できる。
【００１３】
図３は、図１の３−３方向から見たスライダ２２の拡大端面及びディスク１２の断面を示している。スライダ２２は、撓み要素２３に取り付けられ、ディスク１２に面する気体軸受面（ＧＢＳ）２７と、ＧＢＳに略直交するトレーリング面２５とを有する。ＧＢＳ２７により、回転ディスク１２からの気体流が、スライダ２２をディスク１２の表面に非常に近接又は略接触させて支持する気体（典型的には空気又はヘリウム）軸受を生成する。読出／書込ヘッド２４は、トレーリング面２５上に形成され、トレーリング面２５上のスライダ終端パッド２９への電気的接続によって、ディスクドライブ読出／書込電子回路に接続される。図２の断面図に示すように、ディスク１２は、従来の連続メディア（continuous-media：ＣＭ）ディスクであり、記録層５０は、粒状記録材料の連続層である。ＣＭディスクでは、書込ヘッドが連続記録層に書込を行うと、トラック幅ＴＷの同心データトラックが作成される。
【００１４】
図４は、図３の４−４方向の図であり、ディスク１２から見た読出／書込ヘッド２４の端部を示している。非常に小さい寸法を示すことが困難であるため、図４は、原寸に比例していない。読出／書込ヘッド２４は、周知の薄膜ヘッド製造技術を用いて、スライダ２２のトレーリング面２５に堆積され、リソグラフィによってパターン化された一連の薄膜である。書込ヘッドは、垂直磁気書込ポール（write pole：ＷＰ）を含み、また、トレーリング及び／又はサイドシールド（図示せず）を含むことができる。
【００１５】
読出／書込ヘッド２４の読出ヘッド部分は、ＴＤＭＲに対応するディスクドライブに使用するための複数のＣＰＰ−ＭＲ読出ヘッド又はセンサ１００、２００を積層したセンサ構造として示されている。この例では、両方の読出センサ１００、２００は、（図４の垂直方向に）トラックに沿った間隔又は「ダウントラック」間隔「ｄ」を空けて互いに整列しており、トラック幅ＴＷで同じデータトラックを読み出す。下位読出センサ１００は、２つの磁気シールド、すなわち下位シールドＳ１と中間シールドＳ３ａとの間に配置されている。また、上位読出センサ２００は、２つの磁気シールド、すなわち中間シールドＳ３ｂと上位シールドＳ２との間に配置されている。シールドＳ１、Ｓ３ａ、Ｓ３ｂ、Ｓ２は、透磁性材料で形成され、導電性を有していてもよく、これにより、リードセンサ１００、２００への電気リードとして機能できる。シールドは、従来の磁気シールドに使用される周知のいずれの材料で形成してもよく、例えば、約４０原子パーセントより多い量のＮｉを含むＮｉＦｅ合金で形成してもよい。これに代えて、ＮｉＦｅＣｒ、ＮｉＦｅＭｏ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＺｒＮｂ及びＣｏＦｅＺｒ合金等の他の軟質強磁性材料を使用してもよい。絶縁材料の層は、２つのセンサが互いに電気的に絶縁されるようにシールドＳ３ａ及びＳ３ｂを分離する。シールドの機能は、読出センサ１００、２００を、読み出されているデータビットに隣接する記録データビットから遮蔽することである。下位シールドＳ１及び上位シールドＳ２は、通常、それぞれ、トラック方向に最大数ミクロンの厚さを有し、これに対し、トラック方向に沿った各読出センサ１００、２００の合計厚さは、約２０〜４０ｎｍの範囲内であってもよい。ＣＰＰ−ＭＲ読出センサ１００、２００の構造、機能及び製造方法は、周知であり、したがって詳細には説明しない。
【００１６】
図４は、積層型センサ１００、２００が垂直に整列して同じデータトラックを読み出す例を示している。あるアプリケーションでは、２つのセンサからのリードバック信号を処理することによって、同じ相対量の電子雑音に対して信号を２倍にすることができ、したがって、信号対雑音比（ＳＮＲ）を向上させることができる。また、センサ１００、２００は、同じトラックの異なる部分を読み出すために、又は別々のトラックを読み出すために、互いに横方向にオフセットさせてもよい。
【００１７】
センサ１００、２００は、トラック方向に沿って間隔を置いて配置されているので、ＩＤ領域及びＯＤ領域におけるセンサのスキューに起因して問題が生じる。これを図５に示す。中径（ＭＤ）領域では、スキューは殆どなく（θ＝０）、両方のセンサ１００、２００がデータトラックに揃う。ＩＤ領域では、スキュー−θｍの結果として、センサ２００が左にシフトされ、センサ１００が右にシフトされ、各センサは、トラックの一部のみしか読み出せなくなる。同様に、ＯＤ領域では、スキュー＋θｍの結果として、センサ２００が右にシフトされ、センサ１００が左にシフトされ、各センサは、同様に、トラックの一部のみしか読み出せなくなる。トラックに沿った間隔「ｄ」を減少させることができれば、この問題を軽減できる。しかしながら、シールドＳ３ａ、Ｓ３ｂ（図４）の必要な厚さのために、「ｄ」を減少させることはできない。
【００１８】
本発明の実施形態は、ＩＤ領域及びＯＤ領域の高いスキューの悪影響なしでＴＤＭＲを可能にする積層型マルチセンサを提供する。図６は、４つの積層型センサ（リーダＲｄｒ１、２、３、４）、並びにこれらの磁気シールドＳ１、Ｓ２及び中央磁気シールドＳ３ａ、Ｓ３ｂ、Ｓ３ｃ、Ｓ３ｄを有する本発明の実施形態を示す概略図である。非常に小さい寸法を示すことが困難であるため、図６は、原寸に比例していない。
【００１９】
Ｒｄｒ１及びＲｄｒ２は、スライダ１２２のトレーリング面１２５に形成された下位磁気シールドＳ１上に位置し、これに電気的に接続されている。Ｒｄｒ１とＲｄｒ２は、トラック横断間隔（ＣＴＳ−１）を有する。Ｒｄｒ１は、下位シールドＳ１と中間シールドＳ３ａとの間に位置する。Ｒｄｒ２は、下位シールドＳ１と中間シールドＳ３ｂとの間に位置する。Ｒｄｒ１への電気的接続は、シールドＳ３ａを介して行われ、Ｒｄｒ２への電気的接続は、シールドＳ３ｂを介して行われ、Ｒｄｒ１とＲｄｒ２は、共通の電気リードＳ１を共有する。
【００２０】
Ｒｄｒ３及びＲｄｒ４は、上位磁気シールドＳ２に電気的に接続されている。Ｒｄｒ３及びＲｄｒ４は、ＣＴＳ−１とは異なるトラック横断間隔（ＣＴＳ−２）を有する。Ｒｄｒ３とＲｄｒ４は、トラック方向に距離ｄ１だけＲｄｒ１とＲｄｒ２から離間している。Ｒｄｒ３は、上位シールドＳ２と中間シールドＳ３ｃとの間に位置する。Ｒｄｒ４は、上位シールドＳ２と中間シールドＳ３ｄとの間に位置する。Ｒｄｒ３への電気的接続は、シールドＳ３ｃを介して行われ、Ｒｄｒ４への電気的接続は、シールドＳ３ｄを介して行われ、Ｒｓｒ３とＲｄｒ４は、共通の電気リード線Ｓ２を共有する。
【００２１】
一対のセンサＲｄｒ１、Ｒｄｒ２が一対のセンサＲｄｒ３、Ｒｄｒ４から電気的に絶縁されるように、Ｓ３ａ、Ｓ３ｂ、Ｓ３ｃ、Ｓ３ｄの間には、絶縁材料が配置されている。また、絶縁材料は、Ｓ３ａをＳ３ｂから、及びＳ３ｃをＳ３ｄから分離している。図６に示す実施形態では、シールドは、センサのための電気リードとしても機能するが、シールドとセンサとの間に別個の電気リードを配置することも可能である。
【００２２】
本発明の一実施形態では、Ｒｄｒ１とＲｄｒ３又はＲｄｒ２とＲｄｒ４のいずれか組のみが動作中にリードバック信号を提供する。センサの組は、ディスク上のスライダの半径方向の位置に基づいて選択される。図７は、ディスクを見た図であり、選択されたセンサがスキューの問題にどのように対処するかを示している。ＩＤ領域では、Ｒｄｒ２及びＲｄｒ４がアクティブであり、両方が実質的にデータトラックと整列している。ＯＤ領域では、Ｒｄｒ１及びＲｄｒ３がアクティブであり、両方が実質的にデータトラックと整列している。スライダが、スキューがゼロであるＭＤ位置に正確にあるとき、センサのいずれかの組がトラックの実質的な部分に整列し、図７に示す例では、Ｒｄｒ２及びＲｄｒ４の組が選択されている。適切なセンサの組は、この中点に対するスライダの意図された径方向位置、すなわちＩＤ又はＯＤに応じて選択される。
【００２３】
図６及び図７は、アクティブなリーダ（Ｒｄｒ１、Ｒｄｒ３又はＲｄｒ２、Ｒｄｒ４）が単一のトラックを読み出すように設計されたＴＤＭＲの実施形態を示している。しかしながら、間隔ｄ１、ＣＴＳ−１及びＣＴＳ−２を適切に選択することにより、アクティブなリーダは、２つの隣接トラックが同時に読み出されるＴＤＭＲシステムにおいて動作することもできる。また、トラック幅ＴＷに対する個々のセンサの幅は、リードバック信号が処理されることが意図される所望の手法に基づいて選択できる。
【００２４】
図８は、センサ（Ｒｄｒ１、２、３、４）、サスペンション及びＲ／Ｗ  ＩＣを有するスライダを示す電気回路図である。Ｒ／Ｗ  ＩＣは、関連するセンサのための増幅器、一対の増幅器を選択するための切換回路、及び複合リードバック信号を供給するマルチプレクサ（ｍｕｘ）増幅器を含む。Ｒｄｒ１及びＲｄｒ２は、サスペンション上のそれぞれの配線１５１、１５２及び共通配線１６１によって、これらに関連する増幅器Ａ１、Ａ２に接続されている。一対の増幅器Ａ１、Ａ２は、共通配線１６１に接続された共通入力を含む３つの入力を有する。Ｒｄｒ１とＲｄｒ２は、共通配線１６１に接続された下位シールド層Ｓ１に電気的に接続されている。
【００２５】
Ｒｄｒ３及びＲｄｒ４は、それぞれの配線１５３、１５４及び上位シールド層Ｓ２に接続された共通配線１６２によって、これらに関連する増幅器Ａ３、Ａ４に接続されている。一対の増幅器Ａ３、Ａ４は、共通配線１６２に接続された共通入力を含む３つの入力を有する。下位シールド層Ｓ１及びその共通配線１６１は、上位シールド層Ｓ２及びその共通配線１６２から電気的に絶縁されている。共通配線１６１、１６２の使用は、Ｒｄｒ１及びＲｄｒ２を増幅器に接続するために必要な配線が３個だけであり、Ｒｄｒ３及びＲｄｒ４を増幅器に接続するために必要な配線も３個だけであることを意味する。これにより、スライダ及びサスペンションに必要とされる終端パッド（図３ではパッド２９として示す。）の数を少なくすることができる。図８に示すように、スライダ終端パッド１５１ａ、１５２ａ、１６１ａは、関連するサスペンション配線１５１、１５２、１６１に接続されている。同様に、スライダ終端パッド１５３ａ、１５４ａ、１６２ａは、関連するサスペンション配線１５３、１５４、１６２に接続されている。
【００２６】
図８は、共通配線１６１、１６２がＲ／Ｗ  ＩＣ上の２つの共通副配線に分割され、各副配線が関連する増幅器に接続されることを示しており、例えば、配線１６１は、増幅器Ａ１の下位に接続される副配線と、増幅器Ａ２の下位に接続される副配線とを有する。なお、これに代えて、共通配線１６１、１６２は、Ｒ／Ｗ  ＩＣではなく、サスペンション上で２つの共通副配線に分割してもよく、例えば、配線１６１は、サスペンション−Ｒ／Ｗ  ＩＣ相互接続部を横切って増幅器Ａ１の下位に接続される一方の副配線と、サスペンション−Ｒ／Ｗ  ＩＣ相互接続部を横切って増幅器Ａ２の下位に接続される他方の副配線とを有していてもよい。
【００２７】
増幅器Ａ１、Ａ２、Ａ３及びＡ４は、切換回路によって制御されるそれぞれのスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３及びＳＷ４に接続されている。切換回路は、スライダをディスク上の意図された半径方向位置に移動させるシステムコマンドに応答して、一組のスイッチを開き、他の組を閉じる。ＳＷ１及びＳＷ３が閉じ、ＳＷ２及びＳＷ４が開かれると、増幅器Ａ１及び増幅器Ａ３がアクティブ対になり、Ｒｄｒ１及びＲｄｒ３がリードバック信号を提供する。同様に、ＳＷ２及びＳＷ４が閉じ、ＳＷ１及びＳＷ３が開かれると、増幅器Ａ２及び増幅器Ａ４がアクティブ対になり、Ｒｄｒ２及びＲｄｒ４がリードバック信号を提供する。マルチプレクサ増幅器（mux amplifier）Ｃ１２は、増幅器Ａ１又はＡ２のいずれかからの出力を提供し、マルチプレクサ増幅器Ｃ３４は、増幅器Ａ３又はＡ４のいずれかからの出力を提供する。したがって、マルチプレクサ増幅器Ｃ１２、Ｃ３４は、アクティブな増幅器対からシステム電子回路に出力信号を供給する。
【００２８】
本発明の実施形態では、リーダ及び増幅器の全てが、サスペンションを介してリーダを増幅器に接続する伝送ラインに接続されているが、その一部の増幅器のみがアクティブになる。このため、開かれた又は非アクティブの増幅器がサスペンション終端で特性インピーダンスを変化させるという問題が生じる可能性がある。これにより、望ましくない伝送ライン共振が引き起こされる可能性がある。この問題に対処するために、各増幅器Ａ１〜Ａ４は、図８に示すように、関連する選択可能なインピーダンス要素Ｉｍｐ１〜Ｉｍｐ４を有する。各インピーダンス要素は、関連する増幅器がアクティブであるときのインピーダンスと実質的に等しい値を有する。したがって、例えば、ＳＷ１とＳＷ３を閉じてアクティブ対としてＡ１とＡ３を選択すると、スイッチ回路を閉じてサスペンション終端に接続することでＩｍｐ２とＩｍｐ４がアクティブになり、伝送線路終端の特性インピーダンスに大きな変化は生じない。同様に、ＳＷ２とＳＷ４を閉じてアクティブ対としてＡ２とＡ４を選択すると、適切な終端処理のために切換回路を閉じてサスペンションに接続することによって、Ｉｍｐ１とＩｍｐ３がアクティブになる。インピーダンス要素Ｉｍｐ１〜Ｉｍｐ４は、固定又はプログラム可能な抵抗器であってもよく、或いは、インピーダンス要素は、エミッタ−フォロワ入力等のアクティブ終端を表していてもよく、この場合、バイアス電流が信号伝播なしで入力インピーダンスを決定し、電力が節約される。
【００２９】
好ましい実施形態を参照して本発明を具体的に示し、説明したが、本発明の思想及び範囲から逸脱することなく、これらの形態及び詳細を様々に変更できることは、当業者にとって明らかである。したがって、ここに開示した発明は、単なる例示であって、特許請求の範囲に特定された範囲によってのみ限定される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【外国語明細書】
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