(57)【要約】【課題】テープベースのデータ・ストレージ・システムにおいて、より高いデータ・ストレージ密度を可能にする。【解決手段】１つの実施形態によるテープ支持表面を有する磁気ヘッドは、複数のライタを含み、各ライタは、テープ支持表面に向かって配置された極先端を各々が有する第１および第２の極と、極先端間に画定されたフロント・ギャップと、テープ支持表面から離れて配置された極の部分において極の電気的接続に沿って画定されたバック・ギャップとを有し、フロントおよびバック・ギャップの幅は、テープ支持表面に平行かつテープの堆積面に平行な方向に画定され、バック・ギャップの幅とフロント・ギャップ幅との比率は、約３：１未満である。磁気記録テープの種々の実施形態も開示される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
テープ支持表面を有する磁気ヘッドであって、
複数のライタを含み、各ライタは、テープ支持表面に向かって配置された極先端を各々が有する第１および第２の極と、極先端間に画定されたフロント・ギャップと、テープ支持表面から離れて配置された極の部分において極の電気的接続に沿って画定されたバック・ギャップとを有し、
前記フロントおよびバック・ギャップの幅は、前記テープ支持表面に平行かつテープの堆積面に平行な方向に画定され、
前記バック・ギャップの幅と前記フロント・ギャップの幅との比率が３：１未満である、
磁気ヘッド。
【請求項２】
前記バック・ギャップの前記幅と前記フロント・ギャップのうちの１つの前記幅との前記比率が１．５：１未満である、請求項１に記載のヘッド。
【請求項３】
前記バック・ギャップの前記幅と前記フロント・ギャップの前記幅との前記比率が１．５：１〜０．９：１である、請求項２に記載のヘッド。
【請求項４】
前記バック・ギャップの前記幅と前記フロント・ギャップの前記幅との前記比率が１：１である、請求項１に記載のヘッド。
【請求項５】
前記ライタがパンケーキ型ライタである、請求項１に記載のヘッド。
【請求項６】
前記フロント・ギャップの前記幅が２〜１０ミクロンである、請求項１に記載のヘッド。
【請求項７】
ライタ・ピッチが１５〜４５ミクロンである、請求項１に記載のヘッド。
【請求項８】
前記ライタ・ピッチが２８〜３３ミクロンである、請求項７に記載のヘッド。
【請求項９】
前記ライタの外部に配置されたサーボ・リーダをさらに含み、前記サーボ・リーダ間の距離が１．５ｍｍ未満である、請求項１に記載のヘッド。
【請求項１０】
前記サーボ・リーダ間の距離が０．７５ｍｍ未満である、請求項９に記載のヘッド。
【請求項１１】
前記サーボ・リーダ間距離が０．５ｍｍ未満である、請求項９に記載のヘッド。
【請求項１２】
前記ライタの各々がコイルを含み、該コイルは、少なくとも２層に積み重ねられる、請求項１に記載のヘッド。
【請求項１３】
前記ライタが直線的に位置合わせされる、請求項１に記載のヘッド。
【請求項１４】
テープ駆動システムであって、
磁気ヘッドであって、
複数のライタを含み、各ライタは、テープ支持表面に向かって配置された極先端を各々が有する第１および第２の極と、極先端間に画定されたフロント・ギャップと、テープ支持表面から離れて配置された極の部分において極の電気的接続に沿って画定されたバック・ギャップとを有し、
前記フロントおよびバック・ギャップの幅は、前記テープ支持表面に平行かつテープの堆積面に平行な方向に画定され、
前記バック・ギャップの幅と前記フロント・ギャップの幅との比率が３：１未満である、
磁気ヘッドと、
磁気記録テープに前記ヘッド上の通過させるための駆動機構と、
前記ヘッドと通信状態にあるコントローラとを含む、
テープ駆動システム。
【請求項１５】
磁気ヘッドであって、
フラット・プロファイル・テープ支持表面を有する第１のモジュールと、
フラット・プロファイル・テープ支持表面を有する第２のモジュールとを含み、
前記モジュールの少なくとも１つがライタの配列を有し、
各ライタは、前記関連したモジュールの前記テープ支持表面に向けて配置されたフロント・ギャップと、前記関連したモジュールの前記テープ支持表面から離れて配置された極の部分において前記極の電気的結合に沿って画定されたバック・ギャップとを有し、
前記フロントおよびバック・ギャップの幅は、前記テープ支持表面に平行かつテープの堆積面に平行な方向に画定され、
前記バック・ギャップの前記幅と前記フロント・ギャップの前記幅との比率は、２．５：１未満である、
磁気ヘッド。
【請求項１６】
テープ駆動システムであって、
請求項１５に記載の磁気ヘッドと、
磁気記録テープにヘッド上を通過させるための駆動機構と
前記ヘッドと通信状態にあるコントローラとをふくむ、
テープ駆動システム。
【請求項１７】
磁気記録テープであって、
複数のサーボ・トラックを含み、各サーボ・トラックは、一連の磁気的に画定されたバーを含み、
前記バーの平均高さが５０ミクロン未満である、
磁気記録テープ。
【請求項１８】
各サーボ・トラックが一連の磁気的に画定されたバーの基本セットを含み、各基本セットが２つバーを含む、請求項１７に記載の磁気記録テープ。
【請求項１９】
各サーボ・トラックが一連の磁気的に画定されたバーの基本セットを含み、各基本セットが３つのバーを含む、請求項１７に記載の磁気記録テープ。
【請求項２０】
各サーボ・トラックが一連の磁気的に画定されたバーの基本セットを含み、各基本セットが４つのバーを含む、請求項１７に記載の磁気記録テープ。
【請求項２１】
サーボ・トラック間の距離が１．５ｍｍ未満である、請求項１７に記載の磁気記録テープ。
【請求項２２】
サーボ・トラック間の前記距離が０．７５ｍｍ未満である、請求項１７に記載の磁気記録テープ。
【請求項２３】
サーボ・トラック間の前記距離が０．５ｍｍ未満である、請求項１７に記載の磁気記録テープ。
【請求項２４】
前記サーボ・トラックの１つが、その中に符号化されたデータを有する、請求項１７に記載の磁気記録テープ。
【請求項２５】
磁気記録テープであって、
複数のサーボ・トラックを含み、各サーボ・トラックは、一連の磁気的に画定されたバーを含み、
前記バーのうちの少なくともいつかの間の角度が１０度より大きい、
磁気記録テープ。
【請求項２６】
前記角度が１０〜２５度の間にある、請求項２５に記載の磁気記録テープ。
【請求項２７】
前記サーボ・トラックの１つが、符号化されたデータをその中に有する、請求項２５に記載の磁気記録テープ。
【請求項２８】
磁気記録テープであって、
少なくとも８本のデータ・バンドを含み、前記データ・バンドは、サーボ・トラック間で画定される、
磁気記録テープ。
【請求項２９】
８〜２６本のデータ・バンドが前記テープ上に存在する、請求項２８に記載の磁気記録テープ。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本出願は、出願番号第１１／２１３，３６６号として２００５年８月２６日に提出されたＢｉｓｋｅｂｏｒｎらの「マルチフォーマット磁気ヘッド」と題された米国特許出願に関する。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、テープベースのデータ・ストレージ・システムに関し、より具体的には、本発明は、テープベースのデータ・ストレージ・システム、および低減されたライタ・ピッチを有するその構成要素に関する。
【背景技術】
【０００３】
ビジネス、科学、および娯楽用アプリケーションは、データを処理および記録するためにコンピューティング・システムに依存している。これらのアプリケーションにおいて、大量のデータは、磁気ディスク、磁気テープ・カートリッジ、光ディスク・カートリッジ、フレキシブル・ディスケット、またはフロプティカル・ディスケットのような不揮発性ストレージ媒体に格納または転送されることがよくある。一般に、磁気テープは、データを格納またはアーカイブするための最も経済的、便利、そして安全な手段である。
【０００４】
ストレージ技術は、ストレージ容量およびストレージ信頼性を増大するべく継続的に駆り立てられている。例えば、磁気ストレージ媒体におけるデータ・ストレージ容量の改善は、改善された媒体材料、改善されたエラー補正技術および低減された面ビット・サイズによりもたらされた。例えば、ハーフ・インチ（約１．２７ｃｍ）磁気テープのデータ容量は、現在数百ギガバイトで測定される。
【０００５】
磁気媒体データ・ストレージ容量の改善は主に、データを磁気ストレージ媒体上で読み出しおよび書き込みするために用いられる磁気ヘッド・アセンブリの改善において生じる。トランスデューサ技術における主要な改善は、当初ＩＢＭコーポレーションにより開発された磁気抵抗（ＭＲ）センサにより成し遂げられた。後に、ＧＭＲ効果を用いるセンサが開発された。ＡＭＲおよびＧＭＲセンサは、磁場変化を抵抗変化に変換し、この抵抗変化は、デジタル信号を提供するために処理される。ＡＭＲおよびＧＭＲセンサは、所定の読み取りセンサ幅について従来の誘導読み取りセンサから利用可能な信号レベルよりも高い信号レベルを提供し、それゆえより小さいリーダ幅が可能になり、従ってインチ当たりより多くのトラック、およびより高いデータ・ストレージ密度が可能になる。さらに、センサ出力信号は、ストレージ媒体中の瞬時磁場強度にのみ依存し、相対的なセンサ／媒体速度から生じる磁場時間変化率と無関係である。操作時、テープまたは磁気ディスク表面のような磁気ストレージ媒体は、磁気読み取り／書き込み（Ｒ／Ｗ）ヘッド・アセンブリからデータを読み取りおよびその上にデータを書き込むためにこのヘッド・アセンブリ上を通過させられる。
【０００６】
テープに書き込まれる場合、今しがた書き込まれたデータのスパンは、ヘッド要素のスパンである。しかしながら、読み取り前のテープのどのような伸張および収縮も、データ・トラック間のスペース、従ってデータ・スパンの伸張または収縮という結果になる。現在のテープは一般に、約１０００分の１、すなわち０．１％伸張および収縮する。
【０００７】
現行のリニア・テープ・オープン（ＬＴＯ：Linear Tape Open）システムにおいて、ヘッドは、約３ｍｍ離れたサーボ・リーダを含む。テープ媒体は、約３ｍｍの間隔を有し、それによって、約３ｍｍのデータ・バンドを画定するサーボ・トラックも含む。３ｍｍの０．１％伸張は、データ・バンドについて約３マイクロメートルの伸張という結果になる。従って、データ・トラックそれ自体は、リーダ幅＋３マイクロメートルより大きくなければならず、さもないと、リードバックは、伸張または収縮により引き起こされる位置ずれを受けるであろう。従って、増大するトラック密度が関係する限り、現行のテープ・フォーマットは、その限界に到達しつつある。例示のため、以下の例を検討されたい。
【０００８】
現行のテープ・ヘッド製品において、読み取りセンサ幅は、テープ上のトラック幅の２分の１になるように選ばれる。トラックが１２マイクロメートル幅であると仮定する。センサはその場合、６ミクロン幅である。外側トラックにおいて、３マイクロメートルの位置ずれがあれば、外側データ・バンド上のリーダは、データ・バンドのエッジに沿って乗っていることがある。その場合、リーダは、補償されない側方変移によりトラックから外れることがある。従って、（この例における）トラック幅は、テープぶれによる読み取り間違いのリスクを増大させことなく、小さくすることはできない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
テープの側方伸張および収縮を補償するための１つの方法は、ヘッドを静的回転させ、次にヘッド中のリーダ／ライタをテープ上のトラックに位置合わせされた状態に保つために小さな角調節を行うというものである。しかしながら、静的回転は、傾斜に関連した位置ずれを引き起こし、さらに実施が一般に複雑かつ困難である。例えば、テープ等の進路を変えないように傾斜ヘッドが構成されなければならない。
【００１０】
提案された別の解決策は、テープ聴力制御することにテープ幅を制御しようとするものである。しかしながら、この方法は、限定された範囲上でのみ機能し、一般に十分な制御を提供しない。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の１つの実施形態によるテープ支持表面を有する磁気ヘッドは、複数のライタを含み、各ライタは、テープ支持表面（tape bearing surface）に向かって配置された極先端を各々が有する第１および第２の極と、極先端（pole tip）間に画定されたフロント・ギャップと、テープ支持表面から離れて配置された極の部分において極の電気的接続に沿って画定されたバック・ギャップとを有する。フロントおよびバック・ギャップの幅は、テープ支持表面に平行かつテープの堆積面に平行な方向に画定される。バック・ギャップの幅とフロント・ギャップ幅との比率は、約３：１未満である。
【００１２】
バック・ギャップの幅とフロント・ギャップのうちの１つの幅との比率は、約１．５：１未満であってもよい。例えば、バック・ギャップの幅とフロント・ギャップの幅との比率は、約１．５：１〜約０．９：１、さらには約１：１であってもよい。
【００１３】
ライタ（writers）は、パンケーキ型ライタであってもよく、コイルは、単一面に沿って位置してもよく、または少なくとも２層に積み重ねられてもよい。ライタは、直線的に位置合わせされ得る。
【００１４】
１つの実施形態において、フロント・ギャップの幅は、約２〜約１０ミクロンの間にあり得る。
【００１５】
別の実施形態において、ライタ・ピッチは、約１５〜約４５ミクロン、例えば、約２８〜約３３ミクロンの間にあり得る。
【００１６】
サーボ・リーダは、ライタの外部に配置され得る。１つの実施形態において、サーボ・リーダ間の距離は、約１．５ｍｍ未満であり得る。別の実施形態において、サーボ・リーダ間の距離は約０．７５ｍｍ未満である。さらに別の実施形態において、サーボ・リーダ間の距離は、約０．５ｍｍ未満である。
【００１７】
本発明の別の実施形態による磁気ヘッドは、フラット・プロファイル・テープ支持表面を有する第１のモジュールと、フラット・プロファイル・テープ支持表面を有する第２のモジュールとを含む。モジュールの少なくとも１つは、ライタの配列を有し、各ライタは、関連したモジュールのテープ支持表面に向けて配置されたフロント・ギャップと、関連したモジュールのテープ支持表面から離れて配置された極の部分において極の電気的結合に沿って画定されたバック・ギャップとを有する。フロントおよびバック・ギャップの幅は、テープ支持表面に平行かつテープの堆積面に平行な方向に画定され、バック・ギャップの幅とフロント・ギャップの幅との比率は、約２．５：１未満である。
【００１８】
本発明の１つの実施形態による磁気記録テープは、複数のサーボ・トラックを含み、各サーボ・トラックは、一連の磁気的に画定されたバーを含み、バーの平均高さは、約５０ミクロン未満である。
【００１９】
本発明の１つの実施形態による磁気記録テープは、複数のサーボ・トラックを含み、各サーボ・トラックは、一連の磁気的に画定されたバーを含み、バーの少なくともいくつかの間の角度は、約１０度より大きい。
【００２０】
別の実施形態による磁気記録テープは、少なくとも約８本のデータ・バンドを含み、データ・バンドは、サーボ・トラック間で画定される。
【００２１】
テープ駆動システムは、上記のようなヘッドと、磁気記録テープにヘッド上を通過させるための駆動機構と、ヘッドと通信状態にあるコントローラとを含む。
【００２２】
本発明の他の態様および利点は、以下の詳細な説明から明らかになり、この詳細な説明は、図面と共に解釈される場合に、本発明の原理を例証として示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の本質および利点、ならびに好ましい使用の態様のより完全な理解のため、添付図面と共に読まれる以下の詳細な説明が参照がされるべきである。
【００２４】
以下の説明は、本発明を実行するために現在考えられる最良の態様である。この説明は、本発明の一般的な原理を例示するためになされるものであり、本明細書において特許請求される本発明の概念を限定することを意図するものではない。さらに、本明細書において説明される特定の特徴は、様々な考え得る組み合わせおよび順列の各々において、他の説明記される特徴と組み合わせて用いられ得る。
【００２５】
以下に説明される実施形態は、新しいテープ・フォーマットおよびヘッド・デザインを開示する。
【００２６】
図１は、本発明の１つの実施形態による、フラット・ラップ双方向（flat-lappedbi-directional）２モジュール磁気テープ・ヘッド１００を例示する。示されるように、ヘッドは、１対のベース１０２を含んでおり、各ベースは、モジュール１０４を備えている。ベースは、粘着的に一緒に結合される「Ｕビーム（U-beams）」であり得る。各モジュール１０４は、基体１０４Ａおよびクロージャ１０４Ｂを含み、それらの間にリーダおよびライタ１０６が位置する。使用時、テープ１０８は、リーダおよびライタ１０６を用いてテープ１０８上でデータを読み取りおよび書き込みするために示されたやり方でテープ支持表面１０９に沿ってモジュール１０４上を移動される。従来、テープ１０８をリーダおよびライタ１０６の近傍に保持するためにテープ１０８とテープ支持表面（tape bearing surface）１０９との間に部分的真空が形成される。
【００２７】
図２は、モジュール１０４の１つのテープ支持表面１０９を例示する。代表的なテープ１０８が破線で示してある。モジュールは、ヘッドがデータ・バンド間でステップする際にテープを支持できるのに十分に長い。
【００２８】
テープ１０８の好ましい実施形態は、１２〜２２本のデータ・バンドを含み、例えば、図２に示されるように、０．５インチ（約１．２７ｃｍ）幅テープ上に１６本のデータ・バンドおよび１７本のサーボ・トラック２０２を備える。データ・バンドは、サーボ・トラック２０２間に画定される。各データ・バンドは、多数のデータ・トラック、例えば、９６本のデータ・トラックを含み得る（図示せず）。読み取り／書き込み操作の間、要素１０６は、データ・バンドの１つの中に置かれる。サーボ・リーダと呼ばれることがある外部リーダがサーボ・トラック２０２を読み取る。サーボ信号は次に、読み取り／書き込み操作の間、要素１０６が特定のトラックと整合された状態に保つために用いられる。通常、粗調整ポジショナ（ウォーム歯車（worm gear）等）が、ヘッドを一般に所定のデータ・トラックに隣接して配置し、次に、微調整ポジショナ（ボイス・コイル等）が、サーボ・トラックを用いてヘッドを整合された状態に保つ。
【００２９】
サーボ・トラック２０２の数は大きいが、所定のデータ・バンドの幅は小さく、従って、各サーボ・トラックの幅はそれに対応して小さい。直観的に、より多くのサーボ・トラックがより多くのテープ・エリアを用いると予想されるであろうが、データ・バンド幅およびサーボ・トラック幅のこの縮小は実際に、データ・トラックのためにテープ上により多くのエリアをもたらす。従って、図２に示される実施形態は、４本のデータ・バンドおよび５本のサーボ・トラックを有する現在のＬＴＯテープと比較して数パーセントの正味データ容量向上を提供する。
【００３０】
図４に示される典型的なサーボ・トラックは、繰り返しのサーボ・パターン２４０を含む。典型的なサーボ・パターン２４０は、一般に同時に書き込まれる２つ以上の磁気的に画定されたバー（bars）２４４から成る磁気的に画定された基本セット２４２（例えば、山形：／＼）を含む。サーボ・パターン２４０は、互いに入れ子状にされた基本セット２４２のグループ（例えば、／／／＼＼＼）を含み得る。本発明の１つの実施形態において、サーボ・パターン中のバー２４４の高さ（Ｈｂ）は、例えば、ＬＴＯ準拠製品において現在商業的に使用されているサーボ・パターン・データの４分の１以下に低減される。図５に示される１つの例示的な実施形態において、サーボ・パターン２５０中のバー２５４の平均高さ（Ｈｂ）は、約１９０ミクロンから約５０ミクロン未満に低減される。１つの実施形態において、バー(bars)２５４の高さは約４０ミクロンである。これは、パターン２５０がより頻繁に反復するにつれて、より高い精度をもたらす効果がある。山形サーボ・パターン（chevron-type servo pattern）は、本発明における用い得る多くのうちの１つにすぎないことに留意されたい。他の例示的なサーボ・パターンとしては、「Ｍ」形（／＼／＼、｜＼／｜、／｜＼等）、「Ｎ」形（／＼／、｜＼｜、／｜／等）などが含まれる。ＭまたはＮ形パターンは、ＮまたはＭパターンが平行なバーを含んでおり、それによって、システムがテープの速度を正確に計算できる場合のような、いくつかの場合に、単純な２バー（two-bar）山形サーボ・パターンにとり好ましいことがある。
【００３１】
上記のタイプのサーボ基本セットの変種および組み合わせも可能である。バーすべてが同一の正または逆の角度を有する必要があるわけではないことにも留意されたい。
【００３２】
様々な実施形態において、山形角度（chevron angle）α（異なる方向の隣接バー間で画定される）が増大し、それによってより速いサーボ・パターン繰り返しレートが可能になる。例えば、１つの実施形態は、山形角度を現行の６度から約１０〜２５度以上まで増大させる。
【００３３】
サーボ・パターンは、好ましくは、現行のＬＴＯ製品と比較してサーボ線密度の４倍の改善が達成されるように、高い線密度で書き込まれる。
【００３４】
サーボ・トラックは、その中に埋め込まれたまたは符号化されたデータを持つことができる。そのようなデータは、暗号化（encryption）のため、テープ等に沿った長手方向位置を確認するため等のデータを含み得る。
【００３５】
データ・バンドの小さい幅は、テープ寸法の不安定さ、すなわち、側方伸張に関連した読み取り／書き込み問題に対するより高い耐性も提供する。例えば、上記のように、現行のＬＴＯは、データ・バンドあたり３μｍの側方伸張に遭遇し、テープ駆動装置はこの側方伸張に対処するように設計されなければならない。本明細書において提示されるデータ・バンドのより小さい幅は、側方伸張をデータ・バンドあたり約０．５〜０．７μｍにまで低減する。
【００３６】
図３は、図２のモジュール１０４上のギャップ２０８中に形成された複数の読み取り／書き込み要素１０６を示す。示されるように、要素の配列１０６は、例えば、１６個のライタ２０９、１６個のリーダ２１０および２個のサーボ・リーダ２１２を含むが、要素の数は変わり得る。例示的な実施形態は、１配列１０６あたり、８、１６、３２、および４０個の要素を含む。好ましい実施形態は、１配列あたり２４個のリーダまたは１配列あたり２４個のライタ、あるいはその両方を含む。これにより、テープはより緩やかに進行することが可能になり、それによって、速度により引き起こされたトラッキングおよび機械的問題が低減される。リーダおよびライタは、図３に示されるようにピギーバック構成で配置できると同時に、リーダ２１０およびライタ２０９は、インタリーブ構成（interleaved configuration）で配置することもできる。代わりに、要素１０６の各配列は、リーダまたはライタのみであってもよく、配列は、１個以上のサーボ・リーダを含み得る。図１、図２および図３を一緒に考慮することにより気づかれるように、各モジュール１０４は、双方向読み取りおよび書き込み、記録時再生（read-while-write）機能等のような物のための補足的な要素のセット１０６を含み得る。
【００３７】
好ましい実施形態において、サーボ・ヘッドの幅は、移行広がり効果（transitionbroadening effect）が最小限にされるようなものである。巨大磁気抵抗（ＧＭＲ：GiantMagnetoresistive）およびトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ：TunnelingMagnetoresistive）素子は、０．５マイクロメートルのような小さいトラック幅を有するサーボ・リーダを必要とする高度なフォーマット用のサーボ・リーダにおいて用いられるのが好ましい。
【００３８】
１つの実施形態によれば、ヘッド要素は、最も外側のサーボ要素間のスパンが現行のＬＴＯサーボ・スパンと比較して約２分の１〜６分の１まで低減されるように配置される。スパンは、好ましい実施形態において、約５．４分の１に低減される。サーボ・スパン低減係数（servo span reduction factor）は、ほぼトラック・ピッチ改善係数である。従って、スパンを変倍により約５分の１に低減することにより、側方不安定性（lateral instability）がトラック密度を制限する前に、テープ上の最大トラック数が約５倍増大される。ライタは、新しいピッチに対応するようにデザインされ、以下で詳細に説明される。
【００３９】
図６は、現行のＬＴＯ要素配列２６０および本発明の１つの実施形態による要素配列２６２の相対的なサイズを例示している。示されるように、配列２６０のサーボ間リーダ・スパン（Ｓ１からＳ２）は、配列２６２のサーボからサーボ間リーダ・スパン（Ｓ１からＳ２）の５．４倍である。磁気ヘッド・デザインにおける当業者にとり明白なように、本明細書において記載される新しい配列は、従来のヘッド・デザインにおいては遭遇されないスペース制限の難題を提示する。
【００４０】
本発明の様々な実施形態における直線的に整合された１６ライタ配列のサーボからサーボへのリーダ・スパンは、約１．５ｍｍ未満とすることができ、いくつかの実施形態においては約１ｍｍ未満、他の実施形態においては約０．７５ｍｍ未満、さらに他の実施形態においては約０．５ｍｍとすることができる。いくつかの実施形態におけるライタ・ピッチは、約１５〜約４５ミクロンである。例えば、１つの検討されているデザインにおいて、ライタ・ピッチは、約３１〜約３３ミクロンである。別の検討されているデザインにおいては、ライタ・ピッチは約２８〜約２９ミクロンである。
【００４１】
従来の技術水準のシステムに比較して、このオーダーのスパンまたはピッチあるいはその両方の低減を達成するために、本発明者らはいくつかの面で、直感とは逆にそして技術分野で是認された知識と反して進む必要があった。是認された知識から本発明者らが逸脱した例を以下に示す。
【００４２】
既知の「パンケーキ」型ライタにおいて、バック・ギャップ幅は一般に、フロント・ギャップにおいて画定されたトラック幅の３倍以上大きい。このデザインはバック・ギャップにおける磁気抵抗（reluctance）を最小限にし、これにより、書き込み効率が改善され、必要とされる磁束がバック・ギャップを磁気的に飽和する前に記録ギャップに到達できるようにする。従って、すべての既知のテープ・ヘッド・デザイナは、バック・ギャップ幅がフロント・ギャップ幅の３倍より大きいデザインを採用してきた。しかしながら、このデザインは、書き込みピッチ、従ってライタ配列の最小幅を制限する。例えば、ＬＴＯ現行製品における１６ライタ配列のサーボ間リーダ・スパンは、約２．９ｍｍである。
【００４３】
さらに悪いことには、ライタが共に接近しすぎている場合、ライタは共に磁気的に結合することがある。この現象は、ライタ結合（ｗｒｉｔｅｒ  ｃｏｕｐｌｉｎｇ）と呼ばれることがある。簡単に言えば、ライタ結合が生じる場合、１つのライタ中で生成された磁場が、隣接するライタの極（poles）において磁場が生成されるようにし、それによって、リードバック・ノイズにつながり得る「ゴースト」移行（”ghost” transitions）の書き込みを、ことによると引き起こす。従来の知識は、書き込み結合が存在しないようにライタの間隔を十分にあけるというものであった。
【００４４】
フロント・ギャップ幅に対してバック・ギャップ幅を劇的に低減し、以下で述べられるような再設計されたコイルを併用することにより、小さいライタ・ピッチを達成するために必要とされる接近したライタ間隔を、許容できない書き込み結合を引き起こすことなく達成できることを本発明者らは見出した。
【００４５】
図７を参照すると、本発明の１つの実施形態による、直線配列（linear array）のライタのうちの２つのパンケーキ型ライタ３００が示してある。各ライタ３００は、第１および第２の極３０２、３０４を有する。各極３０２、３０４は、ヘッドのテープ支持表面３０６に向かって配置された少なくとも１つの極先端を有する。用語「テープ支持表面」は、テープに面している表面がテープ支持表面と物理的に接触していることを暗に示すように思われるが、必ずしもそうではないことに留意されたい。むしろ、テープの一部分がテープ支持表面と、常にまたは断続的に接触しており、テープの他の部分がテープ支持表面上方で、「空気ベアリング（air bearing）」と呼ばれることがある空気層の上に乗っているのがより一般的である。
【００４６】
図８に示されるように、フロント・ギャップ３０７が極先端（pole tips）３０２、３０４間に画定される。図７を再度参照すると、バック・ギャップ３０８が、極３０２、３０４の電気的結合に沿って、テープ支持表面３０６から離れて配置された極の部分において画定されている。フロント・ギャップおよびバック・ギャップ３０７、３０８の幅は、テープ支持表面３０６に平行かつ堆積面に平行な方向に画定される。各ライタ３００は、コイル３１０も含む。検討される１つの実施形態におけるコイルは、１０〜１４ターンを含み、１０〜１２ターンが好ましい。
【００４７】
バック・ギャップ幅ＷＢとフロント・ギャップ幅ＷＦと（例えば、フロント・ギャップにおける上部極幅に対するバック・ギャップ幅）の比率は、３：１未満であり、好ましくは約２．５：１未満、より好ましくは約１．５：１未満、いくつかの実施形態においては、約１．５：１〜約０．９：１である。図９は、バック・ギャップ幅ＷＢとフロント・ギャップ幅ＷＦとの比率が約１：１であるライタ３００を示している。例示的な実施形態は、約２〜約１０ミクロンのフロント・ギャップ幅ＷＦを有し、テープ上の書き込まれたトラック幅は、（トラックが重ね合わされている（shingled）かどうかによって）約０．５〜約１０ミクロンである。
【００４８】
バック・ギャップ幅ＷＢが比較的に小さいので、バック・ギャップ３０８を横切りテープ支持表面３０６に平行なコイル３１０の直径が低減され、それによって、最小ライタ・ピッチが可能になる。ライタ・コイル間の結合は、図１０に示されるように、バック・ギャップから離れるにつれてコイルの実装面積（フットプリント）を漸減させることにより、さらに低減され得る。同時に、ライタ間のクロストークに影響を与えることなくコイル抵抗を最小にするために、コイル巻線を広げることができる。これにより今度は、許容できないレベルのライタ結合を引き起こすことなく、ライタ３００を一緒により接近した間隔で配置することができる。加えて、各ライタ３００のコイル３１０は、隣接するコイルの最接近距離を最大化しつつ十分な磁束を提供するようにデザインされる。コイル・パラメータとしては、コイル縦横比、コイル厚さおよび隣接コイル間距離が含まれる。
【００４９】
書き込み結合（write coupling）の効果をさらに低減するため、ライタ・ピッチは、隣接コイルの最接近距離をさらに最大化するように変更され得る。
【００５０】
フロント・ギャップ背後の極３０２、３０４のより狭い幅も、磁束が極間をジャンプするためのより少ない表面積を提供し、それによって、書き込み精度および信頼性を改善する。
【００５１】
コイルは、好ましくは、２つ以上の層に積み重ねられる。これにより２つの利点がもたらされる。第１に、ヨーク長さが短縮できる。これは、磁場立ち上がり時間の渦電流（eddy current）減速がより少ないという結果になり、これが今度は、より速い書き込み応答時間という結果になる。第２に、コイルにより覆われる面積を減少させ、極間距離を増大させることにより、寄生磁気抵抗（parasitic reluctance）が改善される。より低い迷走磁気抵抗は、より高い総合効率、従って一般により低い書き込み電流をもたらす。より低い書き込み電流は、ライタ間のクロストークがより少ないという結果になる。加えて、バック・ギャップ分離が回避される。
【００５２】
本発明者らは、前述の寸法のいくつかを有する試作品ヘッドを作成し、それらのヘッドがシャープな移行を効率的に書き込むことを見出した。これらのヘッドは、いくつかの驚くべきそして予期しない結果ももたらした。そのような結果の１つは、ヘッドが、従来技術のヘッドよりシャープな移行を提供したことである。もう１つのそのような結果は、ヘッドが、従来技術のヘッドよりも優れた上書き性能を提供したことである。さらにもう１つのそのような驚くべきそして予期しない結果は、ヘッドが、従来技術のヘッドよりも優れた書き込み均等化された解像度（equalized resolution）を提供したことである。
【００５３】
図１０は、１つの例示的な実施形態による例示的な１６チャンネルＲ／Ｗ配列１０６を示す。示されるように、データ・リーダ２１０（Ｒ１、Ｒ２．．．）は、ライタ２０９（Ｗ１、Ｗ２．．．）からオフセットされている。サーボ・リーダ２１２（サーボ）も存在している。
【００５４】
ヘッドを形成する別の方法は、読み取りおよび書き込みの機能を異なるモジュール上で実行させることである。図１１の書き込み−読み取り−書き込み（Ｗ−Ｒ−Ｗ）ヘッド６００において示されるように、外側書き込みモジュール６０２、６０４は、単一の読み取りモジュール６０６の側面に位置する。その名称が暗に示しているように、外側モジュール６０２、６０４は、の２つ以上のライタ配列を、例えば、図７に示される構成で含む。続いて図１１を参照すると、読み取りモジュール６０６は、２つ以上のリーダ配列を含む。モジュール６０２、６０４、６０６は、オフセットされており、内部全巻き角（internal wrap angles）がモジュール６０２、６０４、６０６の間で画定されるような関係に互いに設定される。ケーブル６０９が要素をコントローラに接続する。
【００５５】
この実施形態において、モジュールのテープ支持表面は、平行またはほぼ平行な面上に位置し得るが、それらの面と直角な方向にオフセットされている。示されるようにテープ６０８がヘッド６００を横切って移動する場合、第１の外部書き込みモジュール６０２のスカイビング・エッジ６１０によってテープ６０８の下方からスカイブされ（skived）、（直感的に当然なように）第１の外部モジュール６０２のテープ支持表面６１２から持ち上がるテープ６０８の代わりに、テープ６０８とテープ支持表面６１２との間の低減された空気圧により大気圧がテープをテープ支持表面６１２に向けて圧迫できるようになる。外部書き込みモジュール６０２の終端６２０（テープが外部書き込みモジュール６０２から離れる端部）は、内側読み取りモジュール６０６のテープ支持表面上で全巻き角を画定する基準点に最も近い。テープ進行方向が反転される場合、同じことが他の外部書き込みモジュール６０４にも当てはまる。
【００５６】
図１１のヘッド６００の変種としては、Ｒ−Ｗ−Ｒヘッド、Ｒ−Ｒ−Ｗヘッド、Ｗ−Ｗ−Ｒヘッド等が含まれる。例えば、Ｒ−Ｗ−Ｒヘッドにおいては、外側モジュール６０２、６０４が読み取りを実行するのに対して、中央モジュール６０６は書き込みを実行する。Ｒ−Ｒ−Ｗヘッドにおいては、先頭（leading）モジュール６０２および中央（middle）モジュール６０６が読み取りを実行するのに対して、後続（trailing）モジュール６０４は書き込みを実行する。Ｗ−Ｗ−Ｒヘッドにおいては、先頭モジュール６０２および中央モジュール６０６が書き込みを実行するのに対して、後続モジュール６０４は読み取りを実行する。再度、先頭および後続モジュール６０２、６０４は、互いに同時に動作することができ、中央モジュール６０６は、個別に動作、または２つのモジュールの組み合わせで動作することができる。
【００５７】
図１２Ａおよび１２Ｂは、本発明の別の実施形態によるライタ２０９を例示する。示されるように、ライタ２０９は、ソレノイド・コイル型ライタである。コイル３１０は、上部極３０２に巻き付いている。
【００５８】
別の実施形態において、コイルは底部極（bottom pole）を巻く。さらに別の実施形態において、コイルは、二重らせん（double helix）形状で両極を巻く。
【００５９】
図１３は、本発明の状況において使用できる単純化されたテープ駆動機構を例示する。図１３にテープ駆動機構の１つの特定の実施が示してあるが、以前の図の実施形態がどのようなタイプのテープ駆動システムの状況においても実施できることが留意されるべきである。
【００６０】
示されるように、テープ８２２を支持するためにテープ供給カートリッジ８２０および巻き取りリール８２１が設けてある。これらは、取り外し可能なカセットの一部を成しており、システムの一部では必ずしもない。ガイド８２５は、本明細書において開示されるタイプの好ましくは双方向テープ・ヘッド８２６を横切ってテープ８２２を案内する。そのようなテープ・ヘッド８２６が今度は、書き込み−読み取りケーブル８３０を介してコントローラ・アセンブリ８２８に結合される。コントローラ８２８が今度は、サーボ追従（servo following）、書き込み、読み取り等のヘッド機能を制御する。アクチュエータ８３２が、テープ８２２に対するヘッド８２６位置を制御する。
【００６１】
図１３に例示されるようなテープ駆動機構は、テープ供給カートリッジ８２０を駆動するための駆動モータおよびヘッド８２６上でテープ８２２を直線的に移動させるための巻き取りリール８２１を含む。テープ駆動機構は、テープ８２２上に記録されるべきデータをヘッド８２６に伝送するためおよびヘッド８２６によりテープ８２２から読み取られたデータを受信するための読み取り／書き込みチャンネルも含む。すべて当業者により理解されるように、データを送受信するためのテープ駆動機構とホスト（内蔵または外部）との間の通信のため、ならびにテープ駆動機構の操作を制御しテープ駆動機構の状態をホストに伝達するためのインタフェースも設けてある。
【００６２】
当業者は、上記および本明細書の他の場所で示された寸法が例として提示されたにすぎず、設計および製造の制約条件、性能上考慮すべき事項等によって、より大きくまたはより小さくされ得ることを理解するであろう。
【００６３】
上記の実施形態またはそれらの部分の組み合わせのいずれも、既知および今後発明されるもの双方のどのようなタイプのテープ・ヘッドおよび磁気テープ記録システムにも応用できる。例えば、本明細書中の教示は、記録時再生機能を提供するように構成された交互の交替リーダおよびライタの配列を各々が有する対向モジュールを一般に含むインタリーブ型ヘッドに容易に適合させ得る。
【００６４】
様々な実施形態を上記で説明してきたが、それらの実施形態は例としてのみ提示されたものであり、限定として提示されたものではないことが理解されるべきである。従って、好ましい実施形態の幅および範囲は、上記の例示的な実施形態のいずれによっても限定されるべきでなく、以下の請求項およびそれらの同義語句に従ってのみ定義されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の１つの実施形態による、フラット・ラップ磁気テープ・ヘッドを示す。
【図２】図１の線２Ａから見たテープ支持表面の図である。
【図３】図２の円２Ｂから見た詳細な図である。
【図４】先行技術のサーボ・パターンの代表的な図である。
【図５】本発明の１つの実施形態による先行技術のサーボ・パターンの代表的な図である。
【図６】本発明の実施形態による２つの要素配列を基準とした先行技術の要素配列の比較図である。
【図７】本発明の１つの実施形態による磁気テープ・ヘッド中のライタ配列の部分図である。
【図８】図７の線３Ｂ−３Ｂに沿って見た部分図である。
【図９】本発明の１つの実施形態によるライタの部分図である。
【図１０】ピギーバック型リーダおよびライタを有する本発明の例示的な実施形態の部分平面図である。
【図１１】本発明の１つの実施形態による３つのモジュールを有するテープ・ヘッドの側面図である。
【図１２】図１２Ａおよび１２Ｂは、本発明の別の実施形態によるライタ８を示す。
【図１３】本発明の１つの実施形態によるテープ駆動システムの概略図である。
【符号の説明】
【００６６】
１００    磁気テープ・ヘッド
１０２    ベース
１０４    モジュール
１０４Ａ  基体
１０４Ｂ  クロージャ
１０６    ライタ
１０８    テープ
１０９    テープ支持表面
２Ａ      線
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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