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主動地同步屏蔽和寫入極的磁響應的制作方法

文檔序號:6739052閱讀:169來源:國知局
專利名稱:主動地同步屏蔽和寫入極的磁響應的制作方法
主動地同步屏蔽和寫入極的磁響應
背景技術
為了確保在寫操作中換能器寫入頭準確地對磁性介質上的正確磁性單元進行磁化,介質上的單元被定位在寫入頭之下并同步于磁性單元在寫入頭之下的通過。這種同步不僅依賴于寫入極速度而且依賴于尾部屏蔽或前端屏蔽能多快地閉合磁路,在處理中建立寫入場梯度。

發(fā)明內容
披露了主動地同步屏蔽和寫入極的磁響應。換能器頭包括寫入極和屏蔽。屏蔽可以是前端屏蔽和/或側部屏蔽??刂齐娐吩诓僮髦兄鲃拥赝狡帘魏蛯懭霕O的磁響應,從而例如減少擦除并提高磁存儲設備中的性能。其它實現也在這里描述和記載。提供本概述從而以簡化方式介紹概念的選集,這些概念將在后面的詳細說明中進一步被描述。本概述不旨在確定所保護主題的關鍵特征或必要特征也不旨在用來限定所保護主題的范圍。所保護主題的其它特征、細節(jié)、用途和方面將從下面更具體記載的各種實現的詳細描述以及在附圖中進一步示出且在所附權利要求書中定義的實現中清楚得知。附圖簡述·所描述的技術可從結合附圖描述了各種實現的下面詳細說明中得到理解。

圖1示出磁存儲盤的示例性實現的平面圖,其中換能器頭座落在致動器組件的一端上。圖2a示出一示例性換能器頭的簡化側視圖,其中寫入極和前端屏蔽是可見的。圖2b示出一示例性換能器頭的簡化空氣承載表面(ABS)視圖,其中寫入極、前端屏蔽和側部屏蔽是可見·的。圖3a_d示出表現線圈線相對于側部屏蔽處于不同位置的示例性換能器頭的簡化自頂向下圖。圖4a_b示出表現線圈線相對于前端屏蔽處于不同位置的示例性換能器頭的簡化側視圖。圖5示出可被配置成主動地同步屏蔽和寫入極的磁響應的示例性控制電路的方框圖。圖6示出表示用于主動地同步屏蔽和寫入極的磁響應的示例性操作的流程圖。圖7示出表示制造換能器頭的示例性操作的流程圖,該示例性操作可被用來主動地同步屏蔽和寫入極的磁響應。
具體實施例方式磁性數據存儲設備包括介質,其中每個數據位被磁性存儲在介質上。數據沿一致的位軌道被存儲在諸個單元中,這些單元通常被記錄在存儲介質中的同心徑向位置處(例如從存儲介質的內徑(ID)至其外徑(OD))。隨著存儲介質在存儲設備中旋轉,換能器頭沿一數據軌道位于緊鄰存儲介質表面的位置,以從軌道中的諸個獨立單元讀取數據,并向軌道中的諸個獨立單元寫入數據。盤驅動器通常使用致動器以將換能器頭定位在緊鄰于存儲介質。伺服控制系統(tǒng)接收換能器頭從數據軌道所讀取的伺服定位信息,所述伺服定位信息一般來自大致徑向延伸跨越諸個軌道的等角度間距的諸個伺服扇區(qū)。伺服控制系統(tǒng)將控制信號提供給致動器以將使換能器頭保持在軌道上并使換能器頭移動至期望的軌道以進行數據的讀取和寫入。建立磁路的寫入極與閉合磁路的前端屏蔽的同步提高了寫準確性,確保所提供的寫磁場將獲得兩個位之間快速和尖銳的過渡。圖1示出盤100的示例性實現的平面圖,其中換能器頭105座落在致動器組件110的一端上。盤100包括外徑102和內徑104,在外徑102和內徑104之間具有許多同心軌道106,這些軌道用圓形虛線表示。軌道106基本為圓形并且是規(guī)則間隔的,這在盤100上圖示為軌道106中的橢圓線。在操作中,盤100繞盤轉軸轉動。將信息寫入至/讀取自盤100上的不同軌道106。換能器頭105 (如圖1中的分解圖中也能看出的那樣)被安裝在致動器組件110轉軸遠端處的致動器組件110上,并在盤工作期間緊貼地降落到盤100的表面之上。致動器組件110在尋道操作中繞位于盤100附近的致動器組件110的轉軸旋轉。尋道操作將換能器頭105定位在目標軌道之上。在一種實現中,為了提高過渡的尖銳性并減少側部軌道擦除,例如使用線圈150來主動地使換能器頭105中的寫入極與前端屏蔽進行同步。示例性寫入極和前端屏蔽可在圖2a和圖2b中示出的換能器頭的視圖中看出。圖2a示出示例性換能器頭205 (例如圖1中的換能器頭105)的簡化側視圖200。換能器頭205 (已將致動器組件省去)圖示為包括寫入極210和前端屏蔽220。圖2b示出圖2a所示的示例性換能器頭205的簡化空氣承載表面(ABS)視圖201。ABS視圖201示出當例如沿箭頭2-2的方向從ABS 202 “查看”換能器頭200所觀察到的寫入極210和前端屏蔽220。側部屏蔽230a和230b也可通過圖2b所示的視圖觀察到。

換能器頭205設計有緊湊內芯。緊湊內芯表現出響應于減少的寫入場上升時間的性能優(yōu)勢(也就是,寫入極多快地對線圈場的方向變化作出響應)。為了減少寫入場上升時間,主換能器頭線圈201a、201b可被實現為靠近磁存儲介質的ABS202。然而,改變寫入場上升時間不影響梯度上升時間(即寫入器結構能多快地達到理想梯度)。寫入場大部分由寫入極來確定,但梯度依賴于寫入器結構的響應。梯度上升時間一般遠慢于寫入場上升時間,并且不僅依賴于寫入極速度而且依賴于前端屏蔽(例如前端屏蔽220和/或側部屏蔽230a、230b)能多快地閉合磁路以建立寫入場梯度。緊湊內芯設計展現出側部軌道擦除(即,寫入相鄰軌道)的重大危險。一示例性方法利用插入到換能器頭的寫入極和前端屏蔽之間的寫入間隙內的安培線。安培線同時對寫入極和前端磁極供能。然而,將該線安置在寫入間隙中增加了寫入間隙的尺寸,這無法與建立良好的寫入場梯度相適應。另外,安培線的尺寸和布置可能引發(fā)可靠性問題。盡管可選擇安培線的位置以使得由安培線產生的場直接改善寫入場和寫入場梯度,然而這種改善當用于具有小寫入間隙的換能器頭時好像是不充分的。為了將安培線放置在寫入間隙中,可能需要增加寫屏蔽和寫入極之間的距離,這導致減小的梯度。為了有助于擦除減少和性能改善,揭示了更好的線圈設計。該線圈設計產生一磁場,該磁場由ABS上的位于寫入極210附近的線圈線250進行供能和場放大。線圈線250能借助在細線中的大電流密度來產生大的局部磁場。來自線的場分布映射到寫入極210的場分布210上,以產生經改善的場梯度。使用磁屏蔽和/或使用在換能器頭205產生的其它磁場的場對消來將磁場約束在交叉軌道方向上。在一示例中,換能器頭205包括位于前端屏蔽220和/或側部屏蔽230a、230b附近和/或設置在前端屏蔽220和/或側部屏蔽230a、230b的內部的線圈線。在圖2a和2b中,線圈線250圖示為位于換能器頭205中的前端屏蔽220上。這一實現僅以說明為目的而給出,并且不旨在構成限制。下面參照圖3a_d和圖4a_b中的幾個示例性實現來更詳細地描述線圈線250的布置。也可構想線圈線250的其它布置,如本領域內技術人員在熟悉本文教示后所能清楚理解的那樣。要注意可使用一個或多個線圈線250,每個線圈線包括一個或多個用來構成線圈的線繞組。用來制造線圈線的材料可包括眾多種傳統(tǒng)電導體中的任何一種,包括但不局限于例如Cu、Au、Al、W和Mo之類的金屬。也可使用其它非金屬材料,例如碳納米管。也可將材料選擇為具有小熱膨脹系數,以即便當流過線圈線250的電流產生熱量時也能包容該尺寸??筛鶕谕慕Y果來設計被用來制造線圈線250的導電性和材料。例如,可使用不同材料來產生期望的導電性和電流密度,以產生極性與寫入極210的極性相反的強磁場。也可選擇材料和設計以產生減小的側面場、良好的交叉軌道場約束以及對相鄰軌道的屏蔽。使用沿與流入主換能器頭線圈201a、201b的電流相反的方向流動的相對小電流來對線圈線250供能。該電流產生磁場以在寫操作中主動地使寫入極210的響應與前端屏蔽220和/或側部屏蔽230a、230b同步。

線圈線250中的電流可與被提供給主線圈的電流相似,或者可以不同(例如,具有不同波形)。對于飛行過程中的換能器頭,在高電流密度下產生的熱可通過從ABS處可獲得的冷卻功率而耗散。由于記錄介質相對于換能器頭205的大表面積,該冷卻功率已與換倉奉禹&。可使用任何適當的源對線圈線250供能,包括但不局限于電流源。在一示例中,使用與用來對主換能器頭線圈201a、201b供能的同一電流源對線圈線250供能。在另一示例中,可獨立于主換能器頭線圈20la、20Ib而驅動線圈線250中的電流。在這一實現中,電流源被用來在線圈線250中建立一電流,該電流獨立于被提供給主換能器頭線圈201a、201b的電流。使用獨立電流源允許例如基于工作條件和反饋環(huán)來“微調”線圈線250的電流的特性(例如波形、振幅和相位),這將在下面結合圖5所示的電路圖予以更詳細的說明。線圈線250被纏繞(一匝或多匝)并包括至少一根導體。線圈線250通過來自電流源的電流被供能。如前所述,線圈線被設置在換能器頭中的任何適當位置以獲得期望的結果。圖3a_d示出換能器頭(例如圖2a和2b所示的示例性換能器頭205)的一部分的簡化自頂向下圖300a_c。這些視圖分別示出線圈線350a_c相對于寫入極310a_c和側部屏蔽330a_c的各示例位置。要注意,盡管圖3a_3d中的視圖300a_c中僅示出側部屏蔽330a-c中的一個,然而線圈線350a_c位于側部屏蔽的一個或全部兩個上。
在圖3a中,線圈線350a被圖示為相對于寫入極310a設置在側部屏蔽330a的后面。在圖3b中,線圈線350b被圖示為設置在側部屏蔽330b之中或內側。在圖3c中,線圈線350c被圖示為設置在側部屏蔽330c之上,并相對于寫入極310c露出。在圖3d中,線圈線350d被圖示為設置在側部屏蔽330d和寫入極310d之間。在圖3a_d所示的每個示例中,線圈線350a_c沿下游軌道方向被定位在側部屏蔽330a-c上。該位置允許線圈線350a_c產生一電磁場,該電磁場使寫入極310a_c產生的磁通泄漏直接反向進入側部屏蔽330a_c。在側部軌道擦除的研究過程中,觀察到側部屏蔽330具有比寫入極310更快的響應時間。側部屏蔽330也可具有大得多的動磁導率。此外,線圈線350比起主換能器頭線圈更為靠近側部屏蔽330。因此,只需要少量由線圈線350產生的安培場就能使側部屏蔽的磁化沿與寫入極開始磁化的方向相 反的方向迅速對準。結果,來自寫入極310的磁通路徑返回到軟磁下方層(SUL)并回到側部屏蔽330,而不是移動到擦除路徑上,由此減少側部擦除并改善交叉軌道梯度。圖4a_4b示出相對于前端屏蔽處于不同位置的線圈的示例性換能器頭的簡化側視圖。在圖4a中,線圈線450a被圖示為相對于寫入極410a緊鄰于前端屏蔽420a (例如在其上或其頂部)。在圖4b中,線圈線450b被圖示為設置在前端屏蔽420b之中或內側。在圖4a-b兩幅圖中示出的示例中,線圈線450沿交叉軌道方向取向并緊鄰或嵌入到前端屏蔽中,并沿自寫入極的下游軌道方向凹進。在圖3a_d和圖4a_b所示的每個示例中,沿與主換能器頭線圈的方向相反的方向施加電流。這種實現允許在寫入時間沿與寫入極相反的方向快速再磁化前端屏蔽并導致改善的梯度上升時間和振幅,并減小前端屏蔽飽和。還要注意,可通過調節(jié)線圈線的特性(例如絕緣體厚度、導體厚度、磁性材料體積以及所使用材料的磁性特性)、線圈線和寫入極之間的交界處的面積以及提供給線圈線的電流來分別調節(jié)屏蔽至寫入極和返回磁極的磁耦合。還要注意,屏蔽可由任何適當材料來制成并可被制造成例如通過電氣特性和熱學特性來補足線圈線的操作,該電氣特性和熱學特性改善和/或引導由線圈線產生的磁場。例如,當軟磁材料既充當從換能器頭放射出的磁通的回歸路徑又充當磁性屏蔽(屏蔽寫入極不受從相鄰軌道射出的場的影響)時,屏蔽可被設計成約束線圈線的磁場分布。合適的磁性材料的示例包括但不局限于NiFe、CoFe以及Cu/CoFe多層結構。另外,可使用線圈線中較高的電流密度以產生極性與寫入極的極性相反的強邊場。這種效果與屏蔽的軟磁材料結合,導致減小的副作用、良好的交叉軌道場約束以及屏蔽相鄰的軌道。由于屏蔽也充當線圈線的熱宿,因此磁性材料應具有良好的熱學特性。在另一實現中,附加導線被設置在換能器頭中并被用來提供附加場以影響寫入極的磁性狀態(tài),從而減少在類似擦除的寫后擦除。由此,對于同一個寫入場,側部屏蔽擦除的量級可顯著減小。還要注意,在前端屏蔽之上沿交叉軌道方向布置線圈線導致梯度上升時間的改善。盡管從附加線所產生的場減緩了寫后擦除(EAW),然而這也可能對寫入極的性能產生負面的影響,因為來自線圈線的安培場處于與由主換能器頭線圈所產生的方向相反的方向。然而,可采用額外的措施以減小或甚至消除這種影響。例如,特定電流波形可被用來在最初對主換能器頭線圈供能之前或短暫地在其期間對線圈線供能,但當主換能器頭線圈供能時快速斷開線圈線。在另一示例中,線圈線可用磁性材料來包覆以防止對寫入極產生影響的直接磁漏。包覆的一個示例是將線嵌入到前端屏蔽中。在又一示例中,以這樣一種方式設計線圈線的形狀:使其幾何形狀有利于在前端屏蔽中一而不是在寫入極中一產生磁場。表現出這種特性的示例形狀是沿下游軌道方向延伸的、但在沿與ABS垂直的方向上縮短的線圈,由此使線圈線形成與ABS平行的薄導電平面。圖5示出可被配置成主動地同步換能器頭中的寫入極和屏蔽的磁響應的示例控制電路500的方框圖。在一種實現中,主動地同步寫入極和屏蔽的磁響應是通過位于換能器頭之外以對一個或多個線圈線510供能的電路來實現的。在另一實現中,電路位于換能器頭之上或之內。也可采用頭外和頭上電路的組合。在一個示例中,控制電路500包括供能源520。供能源520可以是將電流傳遞至線圈線510的電流發(fā)生器。如前所述,供能源520可以是驅動主換能器頭線圈的同一電流源。供能源520也可獨立于驅動主換能器頭線圈的電流源。這一示例允許供能源520傳遞獨立于被提供給換能器頭線圈的電流的、針對線圈線510 “經微調”或經調節(jié)的電流。一獨立供能源可被實現在包含傳感器模塊530的控制電路500中。傳感器模塊530接收來自線圈線510a的輸入和/或由線圈線510產生的電磁場。傳感器模塊530也可接收來自其它源的輸入。由傳感器模塊530接收的輸入被處理并被用來對供能源520的輸出進行調整。例如,在傳感器模塊530處的輸入可被用于相位調整531、幅度調整532和/或電流信號的波形533,這里僅指出可對供能源520的輸出所進行的調整的一些例子。圖6示出一流程圖,其示出主動地同步屏蔽和寫入極的磁響應的示例操作600。示例性操作600可被實現在電路中和/或被編碼成邏輯。

在供能操作602中,使用沿與在主換能器頭線圈中流動的電流相反方向流動的電流對線圈線供能。在一種實現中,前端屏蔽上的線圈被供能602a和/或前端屏蔽內的線圈被供能602b。在另一實現中,側部屏蔽上的線圈被供能602c和/或側部屏蔽內的線圈被供能602d。應當理解,電流(例如方向、波形和/或振幅)可以變化。在同步操作604中,屏蔽和寫入極的磁響應是同步的。在另一實現中,側部屏蔽和前端屏蔽兩者的組合被供能。圖7示出表示用于制造換能器頭的示例性操作700的流程圖,該示例性操作可被用來主動地同步屏蔽和寫入極的磁響應。在組裝操作702中,為磁存儲介質提供換能器頭。在另一個組裝操作704中,為換能器頭提供寫入極和屏蔽。在另一個組裝操作706中,提供一線圈。線圈可設置為鄰近于屏蔽。在另一種實現中,將線圈設置在屏蔽內。屏蔽可以是前端屏蔽和/或側部屏蔽。在另一個組裝操作708中,為線圈提供供能源。在配置操作710中,控制電路被配置成在操作中主動地使屏蔽和寫入極的磁響應同步。在一種實現中,控制電路被配置成在操作中對至少一個線圈供能。前述的用于主動地同步屏蔽和寫入極的磁響應的實現提供了高效率寫操作,例如使用在ABS上操作地與感應寫入頭相關聯(lián)的薄膜線圈線。來自線圈線的高磁通密度使寫入極磁化。來自線圈線的場分布映射到寫入極的場分布,以得到超出當前技術能力的經改善的場梯度,并且這種設計可容易地使用常見的低復雜度材料和加工技術來制造和生產。
盡管本文的示例性實現應用于磁性介質,然而要理解它們也可應用于其它類型的介質,例如圖案化介質及其相應的記錄方法。前面的說明、示例和數據提供對可用來同步寫入極和屏蔽的磁響應的方法和裝置的示例性實現的結構的完整描述。盡管在前面已用某一程度的特殊性或結合一個或多個單獨的實現對裝置的各種實現進行了描述,然而本領域內技術人員可對所披露的實現作出多種改變而不脫離本發(fā)明的精神或范圍。旨在使在前的說明書中所包含且在附圖中所示出的所有事項被解釋為僅針對特定實現而非限制性的。然而可作出細節(jié)和結構的變化而不脫離本發(fā)明下列權利要求書中所定義的基本要素。`
權利要求
1.一種制造換能器頭的方法,所述方法包括: 配置控制電路以在操作中主動地同步屏蔽和寫入極的磁相應;以及配置所述控制電路以在操作中使用與在主換能器頭線圈中流動的電流相反的電流方向對至少一個線圈線供能。
2.如權利要求1所述的方法,其特征在于,還包括: 將線圈線設置在所述屏蔽附近。
3.如權利要求1所述的方法,其特征在于,還包括: 將線圈線設置在所述屏蔽之中。
4.一種方法,包括: 主動地同步屏蔽和寫入極的磁響應。
5.如權利要求4所述的方法,其特征在于,還包括對所述屏蔽供能。
6.如權利要求4所述的方法,其特征在于,還包括: 用與在主換能器頭線圈中流動的電流相反的電流方向對線圈線供能。
7.如權利要求4所述的方法,其特征在于,還包括: 對前端屏蔽上的線圈線供能。
8.如權利要求4所述的方 法,其特征在于,還包括: 對前端屏蔽內的線圈線供能。
9.如權利要求4所述的方法,其特征在于,還包括: 對側部屏蔽上的線圈線供能。
10.如權利要求4所述的方法,其特征在于,還包括: 對側部屏蔽內的線圈線供能。
11.一種換能器頭,包括: 與入極和屏蔽;以及 控制電路,用于主動地同步所述屏蔽和所述寫入極的磁響應。
12.如權利要求11所述的換能器頭,其特征在于,所述屏蔽是前端屏蔽。
13.如權利要求11所述的換能器頭,其特征在于,所述屏蔽是側部屏蔽。
14.如權利要求11所述的換能器頭,其特征在于,所述控制電路被配置成對至少一個線圈線供能。
15.如權利要求14所述的換能器頭,其特征在于,所述控制電路被配置成使用與在主換能器頭線圈中流動的電流相反的電流方向對至少一個線圈線供能。
16.如權利要求14所述的換能器頭,其特征在于,所述線圈線鄰近所述屏蔽。
17.如權利要求14所述的換能器頭,其特征在于,所述線圈線在所述屏蔽之內。
18.如權利要求11所述的換能器頭,其特征在于,所述控制電路被配置成增加磁性單元在記錄介質上的密度以減少擦除并改善性能。
19.如權利要求11所述的換能器頭,其特征在于,所述控制電路被配置成增加磁性單元沿記錄介質上的軌道的密度。
20.如權利要求11所述的換能器頭,其特征在于,所述控制電路被配置成增加磁性單元在記錄介質上的相鄰軌道之間的密度。
全文摘要
在一個示例中,制造換能器頭的方法包括配置控制電路以在操作中主動地同步屏蔽和寫入極的磁響應。該方法還包括配置控制電路以在操作中使用與在主換能器頭線圈中流動的電流相反的電流方向對至少一個線圈線供能。在另一示例中,一方法包括主動地同步屏蔽和寫入極的磁響應。在另一示例中,換能器頭包括寫入極和屏蔽以及主動地使屏蔽和寫入極的磁響應同步的控制電路。
文檔編號G11B5/48GK103247299SQ20121008521
公開日2013年8月14日 申請日期2012年3月20日 優(yōu)先權日2012年2月3日
發(fā)明者R·洛普斯尼克, M·班納可利, K·A·瑞弗欽, D·麥卡恩, J·G·韋塞爾, J·B·蓋德伯伊斯 申請人:希捷科技有限公司
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