数据存储系统和磁带记录介质技术方案

根据一种方法的装置包括偏斜检测换能器的阵列。写入换能器的阵列沿着磁带跨其行进的预期方向与偏斜检测换能器的阵列间隔开。读取换能器的阵列在磁带行进的预期方向上与写入换能器的阵列对准。该装置还包括第一致动器，该第一致动器被配置为在偏斜检测换能器的阵列上可操作地施加力，以用于将偏斜检测换能器的阵列的纵轴取向为基本上与磁带跨偏斜检测换能器的阵列行进的实际方向正交。根据一种方法的磁记录介质包括磁记录带，该磁记录带具有在其远端之间延伸的纵轴，该磁记录带具有以其伺服偏斜图案写入的竖直条纹，该竖直条纹被取向为垂直于磁带的纵轴。向为垂直于磁带的纵轴。向为垂直于磁带的纵轴。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】数据存储系统和磁带记录介质


[0001]本专利技术涉及数据存储系统，更具体地，本专利技术涉及基于磁带的数据存储系统，其具有校正磁带偏斜和磁带尺寸稳定性的组合效应的能力。

技术介绍

[0002]在磁存储系统中，磁换能器从磁记录介质读取数据并将数据写入到磁记录介质上。通过将磁记录换能器移动到介质上要存储数据的位置，将数据写在磁记录介质上。然后，磁记录换能器产生磁场，该磁场将数据编码到磁介质中。通过类似地定位磁读取换能器然后感测磁介质的磁场来从介质读取数据。读取和写入操作可以与介质的移动独立地同步，以确保数据可以从介质上的期望位置读取和写入到期望位置。
[0003]数据存储行业中的一个重要且持续的目标是增加存储在介质上的数据的密度。对于磁带存储系统，该目标导致记录磁带上的磁道和线性位密度的增加，以及磁带介质的厚度的减小。然而，小占用空间、更高性能的磁带驱动系统的发展在用于这种系统的磁带磁头组装件的设计中产生了各种问题。
[0004]在磁带驱动系统中，驱动器使磁带在磁带磁头的表面上高速移动。通常，磁带磁头被设计成使磁头和磁带之间的间隔最小。磁头和磁带之间的间隔是至关重要的，因此这些系统中的目标是使换能器的记录间隙与磁带紧密接触，以实现写入急剧转变，换能器的记录间隙是磁记录通量的源，并且使读取元件与磁带紧密接触，以提供磁场从磁带到读取元件的有效耦合。
[0005]存储在磁带上的数据量可以通过增加跨磁带的数据磁道的数目来扩展。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造技术和磁阻(MR)传感器，可以制造更多的磁道。然而，由于各种原因，读取器和写入器的特征尺寸不能任意减小，因此诸如磁带偏斜、横向磁带运动(例如，垂直于磁带行进方向)、瞬变和磁带横向膨胀和收缩之类的因素必须与提供可接受的写入磁道和读回信号的读取器/写入器大小相平衡。
[0006]如前一段所提到的，限制面密度的一个问题是由磁带偏斜引起的对准不良。当磁带在磁带磁头的表面上运行时，可能发生换能器阵列与磁带上的数据磁道之间的相对角关系的角偏移，通常导致换能器与磁带的数据磁道的对准不良。偏斜引起的对准不良在较小的磁道上往往更显著。因此，数据可能不能从磁带读取，特别是当磁带容量随着时间增加并且磁道变得更小时。
[0007]限制面密度的另一个具体问题是由磁带横向膨胀和收缩引起的对准不良，通常称为差磁带尺寸稳定性(TDS)，或者更确切地说，磁带尺寸不稳定性(TDI)。
[0008]磁带横向收缩和膨胀是公知的现象，其由于包括吸水、热膨胀和收缩等的多种效应而发生。由于TDS/TDI，磁带宽度可以变化高达大约0.1％。
[0009]当磁带的尺寸改变时，出现各种问题。在写入期间，重写叠瓦式磁道的可能性增加。被重写的数据通常是不可恢复的。同样，在磁带的宽度自写入所需数据以来已改变的情况下，读取器可能不再位于待读取的磁道上方，从而增加读取错误。对准不良的程度在读取
器阵列的外端特别普遍。
[0010]介质横向尺寸的更永久的变化也可能发生，例如长期介质“蠕变”(在本领域中也称为“老化”)，这往往在磁带围绕磁带盒的集线器缠绕时随着时间的推移而发生。当处理磁带尺寸稳定性问题时，长期介质蠕变尤其成问题，因为磁带的两端以不同的方式表现出蠕变。最靠近磁带盒集线器而定位的内圈磁带由于缠绕在它们周围的各圈磁带施加在其上的压应力而趋于随时间横向膨胀。朝向磁带线轴的外径而定位的圈处于较小的压缩应力下，但是处于较高的拉伸应力下，这趋于引起磁带的横向收缩，即，磁带随着时间而变得更窄。因此，磁带的端部趋于表现出相反取向的横向尺寸变化。由此可见，由于蠕变，叠瓦式磁道间距随时间变化，并且沿磁带长度变化到不同的程度(不均匀)。
[0011]因此，虽然换能器阵列的宽度基本上是固定的(没有倾斜或其它机构来调整呈现给磁带的换能器间隔)，但是磁带上的数据磁道的间隔将随着磁带的膨胀和收缩而变化。理想地，读取器磁道宽度将与正被读取的数据磁道一样宽；这将提供最佳信号。然而，传感器磁道宽度不能与数据磁道一样宽，因为传感器会在磁带膨胀或收缩时和/或由于磁带和磁头之间的横向对准不良而读取相邻磁道。因此，读取器宽度当前被设计为基本上小于数据磁道宽度，并且给定磁头中的所有读取器具有相同的磁道宽度。选择读取器磁道宽度以适应最坏情况的场景，即，设计者在确定读取器磁道宽度时考虑最大膨胀/收缩和横向对准不良，使得每个传感器在任何时间都在给定磁道上。
[0012]补偿TDS问题的现有尝试包括静态倾斜磁头以调整呈现给磁带的换能器间距来满足当前磁道间距。根据需要调整倾斜以提供适当的表观换能器间距。然而，发现这种尝试易于出现由磁带在写入和读取期间的偏斜引起的磁道放置错误。例如，在磁带驱动中，众所周知，当磁带在磁带运动的两个方向上通过磁头时，磁带会偏斜。如果没有补偿，则偏斜可能导致微米或更多的磁道放置误差，该误差比当前的单个磁道间距要大。
[0013]倾斜方法的另一个相关问题涉及在写入的同时读取验证，这要求后续读取换能器在被写入时保持在刚写的磁道的包络中。当磁头被组装以将读取换能器在标称上设置成与用于目标静态倾斜角的写入器成一直线时，读取和写入阵列被偏移。然而，对倾斜进行小的校正以适应磁带的尺寸变化需要使用比其它情况下所需的写入极更宽的写入极，以确保读取器保持在同时读写的包络内。较宽的写入器转而产生写入头设计问题，例如需要更多的线圈匝数等，并且由于在每个子数据带中写入的最后非叠瓦式磁道所使用的空间而独立地导致可获得的磁带面积容量的减小。这可能产生多达20
‑
30％的容量减少。
[0014]需要的是解决上述问题的方案，从而能够实现未来的面密度生长。

技术实现思路

[0015]这里提出的装置和方法解决了当试图增加磁带介质上的存储密度、同时保持每单位磁带速度的高数据速率时遇到的困难。
[0016]根据本专利技术的一个方面的装置包括偏斜检测换能器的阵列。写入换能器的阵列沿着磁带跨其行进的预期方向与偏斜检测换能器的阵列间隔开。读取换能器的阵列在磁带行进的预期方向上与写入换能器的阵列对准。该装置还包括第一致动器，该第一致动器被配置为在偏斜检测换能器的阵列上可操作地施加力，以用于将偏斜检测换能器的阵列的纵轴取向为基本上与磁带跨偏斜检测换能器的阵列行进的实际方向正交。
[0017]这种取向实际上不会导致由于磁带横向膨胀或收缩而引起的对准不良或失真，因为偏斜检测换能器的阵列的取向平行于磁带横向膨胀或收缩的方向。此外，这种取向使得偏斜检测换能器的阵列不受偏斜检测换能器之间的间距变化的影响。
[0018]在一些方法中，偏斜检测换能器的阵列在第一模块上，并且读取和写入换能器的阵列在相对于第一模块可移动的至少一个第二模块上。第一致动器被配置为将第一模块和至少一个第二模块一起移动。第二致动器被配置为在至少一个第二模块上施加力，以用于引起至少一个第二模块相对于第一模块的相对移动，以响应于磁带的横向膨胀的所确定的状态来调整至少一个第二模块的倾斜角。这种方法能够补偿偏斜和TD本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种装置，包括：偏斜检测换能器的阵列；写入换能器的阵列，所述写入换能器的阵列沿着磁带跨其行进的预期方向与所述偏斜检测换能器的阵列间隔开；读取换能器的阵列，所述读取换能器的阵列在磁带行进的所述预期方向上与所述写入换能器的阵列对准；以及第一致动器，所述第一致动器被配置为在所述偏斜检测换能器的阵列上操作性地施加力，以用于将所述偏斜检测换能器的阵列的纵轴取向为与磁带跨所述偏斜检测换能器的阵列行进的实际方向基本上正交。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述读取和写入换能器的阵列的纵轴不能从其相对于所述偏斜检测换能器的阵列的纵轴的取向枢转，其中所述第一致动器被配置为将所述第一模块和所述至少一个第二模块一起移动。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述偏斜检测换能器的阵列在第一模块上，其中所述读取和写入换能器的阵列在至少一个第二模块上。4.根据权利要求3所述的装置，其中所述至少一个第二模块能够相对于所述第一模块移动，其中所述第一致动器被配置为将所述第一模块和所述至少一个第二模块一起移动；以及包括第二致动器，所述第二致动器被配置为在所述至少一个第二模块上施加力，以用于引起所述至少一个第二模块相对于所述第一模块的相对移动，以用于响应于所述磁带的横向膨胀的所确定的状态来调整所述至少一个第二模块的倾斜角。5.根据权利要求1所述的装置，其中所述读取和写入换能器的阵列的纵轴从所述偏斜检测换能器的阵列的纵轴在标称上倾斜大于0
°
。6.根据权利要求1所述的装置，包括控制器，所述控制器被配置为基于来自所述偏斜检测换能器的读回信号来控制所述第一致动器以补偿磁带偏斜。7.根据权利要求6所述的装置，包括位于所述写入换能器的阵列侧面的伺服读取器；位于所述读取换能器的阵列侧面的伺服读取器；以及控制器，被配置为基于来自所述伺服读取器的读回信号来控制对用于磁带跟踪的所述读取和写入换能器的阵列的致动。8.一种数据存储系统，包括：具有根据权利要求6所述的阵列的磁头；用于使磁带在所述磁头上通过的驱动机构；以及所述控制器。9.根据权利要求6所述的装置，其中所述控制器被配置为基于来自所述偏斜检测换能器的所述读回信号来计算偏斜校正值，所述偏斜检测换能器读取具有V形线条和竖直条纹的时基伺服图案的所述竖直条纹。10.根据权利要求6所述的装置，其中所述控制器被配置为基于来自所述偏斜检测换能器的所述读回信号来计算偏斜校正值，所述偏斜检测换能器读取时基伺服图案的V形线条。11.一种装置，包括：第一模块，所述第一模块具有偏斜检测换能器的阵列；
写入换能器的阵列，所述写入换能器的阵列沿着磁带跨其行进的预期方向与所述偏斜检测换能器的阵列间隔开；读取换能器的阵列，所述读取换能器的阵列在磁带行进的所述预期方向上与所述写入换能器的阵列对准，其中所述读取和写入换能器的阵列位于至少一个第二模块上，其中所述至少一个第二模块能够相对于所述第一模块移动；第一致动器，所述第一致动器被配置为将所述第一模块和所述至少一个第二模块一起移动；以及第二致动器，所述第二致动器被配置为在所述至少一个第二模块上施加力，以用于引起所述至少一个第二模块相对于所述第一模块的相对移动，以用于响应于所述磁带的横向膨胀的所确定的状态来调整所述至少一个第二模块的倾斜角。12.根据权利要求11所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：