專利名稱：使用加熱和電荷對浮動高度進(jìn)行有效控制的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁性硬盤驅(qū)動器。更具體地，本發(fā)明涉及調(diào)整記錄頭和磁性存儲介質(zhì)之間的間隙的方法。
背景技術(shù)：
圖1顯示了現(xiàn)有技術(shù)的一般硬盤驅(qū)動器設(shè)計。硬盤驅(qū)動器100是普通的信息存儲裝置，主要包括通過磁讀寫元件訪問的一系列可旋轉(zhuǎn)盤104。這些數(shù)據(jù)傳輸元件公知為換能器，一般由滑塊體110攜帶并嵌入到該滑塊體110中，該滑塊體110安置在形成于盤上的離散數(shù)據(jù)磁道上方相對近的位置以便執(zhí)行讀或?qū)懖僮鳌Ｔ摶瑝K通過懸架安置在盤上方。該懸架具有能夠在垂直于盤的方向上移動的承載梁和彎曲。該懸架通過音圈馬達(dá)繞樞軸旋轉(zhuǎn)以提供粗略的位置調(diào)整。有時使用微型致動裝置以將該滑塊耦合到懸架的末端并允許進(jìn)行精密的位置調(diào)整。
滑塊體由導(dǎo)電材料形成并且接地以阻止摩擦事件期間的電荷積累。為了相對于盤表面正確地設(shè)置該換能器，使流態(tài)空氣流從形成于該滑塊體上的空氣支承面(ABS)通過，該流態(tài)空氣流提供了將該滑塊和換能器“浮起”到盤數(shù)據(jù)磁道上方的足夠的升力。盤的高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生了沿其表面在基本平行于盤切向速度方向的空氣流或風(fēng)流。氣流與滑塊體的ABS相配合，這使得滑塊能夠浮起到旋轉(zhuǎn)盤上方。實際上，懸浮的滑塊是通過該自激勵空氣軸承與盤表面物理分離。
ABS設(shè)計的一些主要目標(biāo)是將滑塊及其換能器盡可能近的浮起到旋轉(zhuǎn)盤表面，并且保持該近距離始終恒定，而不論浮動條件如何變化。該空氣軸承滑塊和旋轉(zhuǎn)盤之間的高度或分離間隙通常限定為浮動高度。該浮動高度根據(jù)在滑塊表面面對盤的位置不同而變化。除了由該ABS的空氣升力創(chuàng)建的空間，在換能器的暴露表面通常公知為極尖的間隙也會受到該標(biāo)稱的浮動高度上方突起或凹陷的影響。這種突起可以來自滑塊體中的熱膨脹失配，能夠減小換能器極尖的浮動高度。如圖2所示，該氣流將盤204上方的滑塊202升起到該標(biāo)稱的浮動高度206，并且熱膨脹效應(yīng)208引起該讀/寫元件210的極尖向盤突起一額外量212。于是在極尖和盤之間的網(wǎng)格空間214等于該標(biāo)稱的浮動高度206減去該額外量212。一般地，該安裝的換能器或讀/寫元件僅從該旋轉(zhuǎn)盤表面浮起大約幾微英寸?；瑝K的浮動高度被視為影響所安裝讀/寫元件的磁性盤讀取和記錄性能的最關(guān)鍵的參數(shù)之一。相對較小的浮動高度允許換能器能夠獲得在盤表面不同數(shù)據(jù)位位置之間的更高的分辨率。從而提高了數(shù)據(jù)密度和存儲性能。隨著使用相對較小但高效的盤驅(qū)動器的輕便緊湊型筆記本電腦的不斷普及，對越來越低的浮動高度的需求也不斷增加。

發(fā)明內(nèi)容
磁頭和盤之間的物理間隙是影響盤驅(qū)動器性能和可靠性的關(guān)鍵參數(shù)。當(dāng)該間隙減小時，可以獲得讀寫性能的改善和更高的記錄密度。而另一方面，將會增加磁頭和盤之間的機(jī)械作用，并降低盤驅(qū)動器的可靠性。該間隙由滑塊的浮動高度和讀寫換能器的頂端突起/凹陷所控制。對這些因素的控制是重要的，特別地，通過自適應(yīng)或閉環(huán)控制裝置進(jìn)行控制。
各種已知方法被提供用于這種磁頭-盤間隙的自適應(yīng)或閉環(huán)控制。第一種已知的方法為磁頭的發(fā)熱元件供給電流以產(chǎn)生熱變形，從而使磁頭向盤突起，減小了磁頭-盤間隙。這種方法的主要局限在于，當(dāng)讀取換能器由于從發(fā)熱元件吸收的熱量而變得過熱時，會導(dǎo)致其可靠性降低。第二種已知的方法是使該滑塊體與地面電絕緣，并且對該滑塊體施加一電壓，從而減小了由于引力產(chǎn)生的浮動高度。對于這種實現(xiàn)，滑塊體需要通過懸架上的互聯(lián)件之一與電力裝置電連接。這種方法的主要局限在于，當(dāng)電壓過高時，滑塊和盤之間的放電作用會破壞盤。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的盤驅(qū)動裝置的透視圖。
圖2顯示了現(xiàn)有技術(shù)的滑塊和懸架的一個實施例。
圖3顯示了本發(fā)明所實施的具有發(fā)熱器和使用單一電源的充電表面的滑塊的一個實施例。
圖4顯示了本發(fā)明所實施的具有發(fā)熱器和使用兩個分離電源的充電表面的滑塊的一個實施例。
具體實施例方式
公開了一種用于調(diào)節(jié)磁頭在磁性存儲介質(zhì)例如盤上方的浮動高度的系統(tǒng)和方法?；瑝K的充電表面與讀/寫磁頭分離，允許充電電導(dǎo)體對滑塊提供電荷。通過作為準(zhǔn)平行電容器工作，可以基于所施加電壓的量增加或減少磁頭-盤接觸面處的間隙量。滑塊可以與懸架電絕緣。同時，發(fā)熱元件使該極尖變形以進(jìn)一步調(diào)節(jié)讀/寫磁頭和盤表面之間的間隙。反饋控制系統(tǒng)可以通過測量滑塊和盤周圍的溫度或其他環(huán)境條件來監(jiān)視并控制磁頭-盤間隙。
圖3顯示了本發(fā)明所實施的滑塊302、懸架304和電源306的一個實施例?；瑝K302可以包含沉積后端308，該沉積后端308包括讀/寫元件和發(fā)熱元件310。發(fā)熱元件310可以視為電阻器。發(fā)熱元件310可以與讀/寫元件或分離裝置相結(jié)合。該后端也可以包括將發(fā)熱元件310與滑塊體302相連接的鎮(zhèn)流電阻器312。鎮(zhèn)流電阻器312限制進(jìn)入滑塊體302的電流，以防止對滑塊-盤接觸面的可能的破壞。發(fā)熱元件310可以通過懸架304上的一個或一組互聯(lián)件314連接到電源306?；瑝K體302可以通過不導(dǎo)電材料316粘結(jié)到懸架304，使滑塊體302與懸架304電絕緣。從電源306發(fā)出并流入滑塊302后端308的電流會同時加熱發(fā)熱元件310和對滑塊體302充電。發(fā)熱元件312膨脹并推動讀/寫元件的極尖以使之向存儲盤318突出。同時，充電的滑塊體302作為上電極工作，而盤318作為下電極工作。靜電場在該兩個電極之間產(chǎn)生，并施加引力以減小滑塊體302和該極尖的浮動高度。靜電場的強(qiáng)度依賴于作為分壓器的發(fā)熱元件310的電阻。該兩個發(fā)熱元件310可以以預(yù)定電阻率形成，以作為分壓器工作，將滑塊體302中的電荷量設(shè)置到預(yù)期水平。從而可以通過對每個發(fā)熱元件310設(shè)計的電阻控制該靜電場。當(dāng)電源306關(guān)閉時，電流停止流動，發(fā)熱元件310冷卻下來，滑塊體302上的電荷通過發(fā)熱元件310流入地下，而該極尖浮動高度回到其原始水平。所以，每當(dāng)希望減小極尖浮動高度時，例如中讀/寫模式期間，可以打開電源直到不再需要，例如在磁道搜索模式期間。在本實施例中，僅使用一個電源同時驅(qū)動加熱和充電機(jī)構(gòu)，加熱和充電過程的開始和結(jié)束是同步模式進(jìn)行的。該電源也可以具有反饋控制系統(tǒng)，用于通過測量滑塊和盤周圍的溫度或其他環(huán)境條件來監(jiān)視并控制磁頭-盤間隙。
圖4顯示了具有多個電源供給裝置的可調(diào)節(jié)浮動高度滑塊302的另一個實施例。分離的電源供給裝置402可以對滑塊體302充電到較高的靜電勢。該分離的電源供給裝置402可以連接到地面404，并且可以是可調(diào)節(jié)電壓電源。該分離的電源供給裝置402單獨控制滑塊體302的靜電勢，與電源供給裝置306對于發(fā)熱元件306的控制相分離。鎮(zhèn)流電阻器408可以用于限制對滑塊體充電或放電的速度。從而，可以對由于靜電荷而產(chǎn)生的浮動高度與由于加熱機(jī)構(gòu)而產(chǎn)生的極尖突起分離地進(jìn)行控制。并且，靜電充電機(jī)構(gòu)的響應(yīng)時間通常顯著短于加熱機(jī)構(gòu)。
盡管這里具體顯示和說明了幾個實施例，可以理解，對本發(fā)明的修改和改變被上面的教導(dǎo)所覆蓋，并且包含在附加的技術(shù)方案的范圍之內(nèi)，而不脫離本發(fā)明的精神和預(yù)定范圍。
權(quán)利要求
1.一種滑塊，包括讀/寫磁頭，其具有用于越過該滑塊和數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)之間的間隙從數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)中讀取數(shù)據(jù)的一組讀元件，和用于越過該滑塊和數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)之間的間隙向數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)中寫入數(shù)據(jù)的一組寫元件；充電表面，用于在滑塊上產(chǎn)生電壓以調(diào)節(jié)在該讀/寫磁頭和數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)之間的間隙；和發(fā)熱元件，用于使滑塊產(chǎn)生機(jī)械變形以調(diào)節(jié)在該讀/寫磁頭和數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)之間的間隙。
2.如權(quán)利要求1所述的滑塊，其中使用單個電源為該充電表面提供電壓和為該發(fā)熱元件提供電流。
3.如權(quán)利要求1所述的滑塊，其中使用分離的多個電源為該充電表面提供電壓和為該發(fā)熱元件提供電流。
4.如權(quán)利要求1所述的滑塊，其中該發(fā)熱元件與該組讀元件以及該組寫元件分離。
5.如權(quán)利要求1所述的滑塊，其中該發(fā)熱元件與該組讀元件以及該組寫元件成為一體。
6.如權(quán)利要求1所述的滑塊，其中通過反饋控制系統(tǒng)控制該充電表面和該發(fā)熱元件。
7.一種盤驅(qū)動器，包括滑塊，其具有包括一組讀取數(shù)據(jù)的讀元件和一組寫入數(shù)據(jù)的寫元件的讀/寫磁頭，用于在該滑塊上產(chǎn)生電壓的充電表面，和使該滑塊產(chǎn)生機(jī)械變形的發(fā)熱元件；用于存儲數(shù)據(jù)的盤；用于支撐該滑塊和保持在該滑塊和該盤之間的間隙的懸架；和控制電路，用于控制施加到該發(fā)熱元件的電流和施加到該充電表面的電壓，以調(diào)節(jié)在該滑塊和該盤之間的該間隙。
8.如權(quán)利要求7所述的盤驅(qū)動器，其中使用單個電源為該充電表面提供電壓和為該發(fā)熱元件提供電流。
9.如權(quán)利要求7所述的盤驅(qū)動器，其中使用分離的多個電源為該充電表面提供電壓和為該發(fā)熱元件提供電流。
10.如權(quán)利要求7所述的盤驅(qū)動器，其中該發(fā)熱元件與該組讀元件以及該組寫元件分離。
11.如權(quán)利要求7所述的盤驅(qū)動器，其中該發(fā)熱元件與該組讀元件以及該組寫元件成為一體。
12.如權(quán)利要求7所述的盤驅(qū)動器，其中該控制電路是形成在該電源中的反饋控制系統(tǒng)。
13.一種方法，包括將具有讀/寫磁頭的滑塊懸掛在數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)上方；保持在該滑塊和該數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)之間的間隙；在該滑塊上產(chǎn)生電壓，以調(diào)節(jié)在該滑塊和該數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)之間的間隙；和加熱該滑塊，以使該滑塊產(chǎn)生機(jī)械變形，從而調(diào)節(jié)在該滑塊和該數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)之間的間隙。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中該發(fā)熱元件與該組讀元件以及該組寫元件分離。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其中該發(fā)熱元件與該組讀元件以及該組寫元件成為一體。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括通過使用閉環(huán)測量裝置和控制電路控制該充電表面和該發(fā)熱元件。
17.如權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括使用單個電源為該充電表面提供電壓和為該發(fā)熱元件提供電流。
18.如權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括使用分離的多個電源為該充電表面提供電壓和為該發(fā)熱元件提供電流。
全文摘要
公開了一種用于調(diào)節(jié)磁頭在磁性存儲介質(zhì)例如盤上方的浮動高度的系統(tǒng)和方法?；瑝K的充電表面與讀/寫磁頭相分離，允許充電電連接以對滑塊施加電荷。通過作為準(zhǔn)平行電容器工作，可以基于施加的電壓量增加或減少磁頭－盤接觸面的間隙量?；瑝K可以與懸架電絕緣。同時，發(fā)熱元件使滑塊變形以進(jìn)一步調(diào)節(jié)在該讀/寫磁頭和該盤表面之間的間隙。反饋控制系統(tǒng)可以通過測量滑塊和盤周圍的溫度或其他環(huán)境條件來監(jiān)視和控制該磁頭－盤間隙。
文檔編號G11B21/21GK1767004SQ20051010405
公開日2006年5月3日 申請日期2005年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月14日
發(fā)明者Y·傅, E·T·查, Z·馮 申請人:新科實業(yè)有限公司