專(zhuān)利名稱(chēng)：用于磁頭滑塊接觸判斷的裝置和磁頭滑塊接觸判斷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及諸如硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器(HDD)之類(lèi)的存儲(chǔ)介質(zhì)驅(qū)動(dòng)器。具體而 言，本發(fā)明涉及包括與安裝在磁頭滑塊(head slider)上的寫(xiě)線(xiàn)圈相關(guān)的致 動(dòng)器的存儲(chǔ)介質(zhì)驅(qū)動(dòng)器。致動(dòng)器被設(shè)計(jì)以在與存儲(chǔ)介質(zhì)的表面垂直的方向 上移動(dòng)寫(xiě)線(xiàn)圈。
背景技術(shù)：
例如在日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)No. 5-20635中所描述的，嵌入在磁頭滑塊 中的致動(dòng)器是公知的。致動(dòng)器包括加熱線(xiàn)。在電流被提供到該加熱線(xiàn)時(shí)， 加熱線(xiàn)就產(chǎn)生熱量。磁頭元件響應(yīng)于所施加的熱量而膨脹。這樣，允許磁 頭元件的末端(例如，寫(xiě)空隙(write gap))接近磁記錄盤(pán)。
在多個(gè)磁頭滑塊分別被結(jié)合到硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中時(shí)，這些磁頭滑塊的飛行 高度會(huì)在從2nm到3nm的范圍中變動(dòng)。所謂的零校準(zhǔn)(zero calibration) 被執(zhí)行來(lái)消除這種變動(dòng)。在零校準(zhǔn)中，在磁頭滑塊飛行期間需要致動(dòng)器來(lái) 驅(qū)動(dòng)磁頭元件。磁頭元件被迫使逐漸接近旋轉(zhuǎn)的磁記錄盤(pán)。檢測(cè)磁頭元件 和磁記錄盤(pán)之間的接觸。在接觸處檢測(cè)磁頭元件上的伸出量。所檢測(cè)出的 磁頭元件的伸出量被用來(lái)確定讀或?qū)懖僮鞯纳斐隽俊?br> 零校準(zhǔn)迫使磁頭元件使末端與旋轉(zhuǎn)的磁記錄盤(pán)接觸。在這種情形中， 優(yōu)選在磁頭滑塊和磁記錄盤(pán)之間建立持續(xù)時(shí)間盡可能短的接觸。如果磁頭 元件與旋轉(zhuǎn)的磁記錄盤(pán)過(guò)多地保持接觸，則磁頭元件會(huì)被損壞。這就要求 用于在短時(shí)間內(nèi)以高精度檢測(cè)磁頭元件和磁記錄盤(pán)之間的接觸的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種存儲(chǔ)介質(zhì)驅(qū)動(dòng)器和能夠在更短的時(shí) 間內(nèi)以更高的精度檢測(cè)磁頭元件和存儲(chǔ)介質(zhì)之間的接觸的方法。本發(fā)明的
另一個(gè)目的是提供一種判斷裝置，該裝置對(duì)于實(shí)現(xiàn)該存儲(chǔ)介質(zhì)驅(qū)動(dòng)器更有 用。
根據(jù)本發(fā)明第一方面，提供了一種用于判斷磁頭滑塊的接觸的裝置， 包括AC電源，其被連接到安裝在磁頭滑塊上的寫(xiě)線(xiàn)圈，該AC電源輸 出具有特定頻率的交流電流；測(cè)量電路，其測(cè)量被提供給寫(xiě)線(xiàn)圈的電流的 指標(biāo)序列；以及檢測(cè)電路，其被連接到測(cè)量電路，該檢測(cè)電路基于在特定 頻率處出現(xiàn)的序列的幅度改變，檢測(cè)磁頭滑塊和存儲(chǔ)介質(zhì)之間的接觸。
例如，當(dāng)磁頭滑塊在寫(xiě)線(xiàn)圈周?chē)c存儲(chǔ)介質(zhì)接觸時(shí)，磁頭滑塊在該寫(xiě) 線(xiàn)圈周?chē)龅浇佑|熱量。接觸熱量使寫(xiě)線(xiàn)圈的溫度快速上升。這導(dǎo)致寫(xiě)線(xiàn) 圈的電阻增大。該電阻改變導(dǎo)致由于提供交流電流而產(chǎn)生的諸如電壓值和 電流值之類(lèi)的指標(biāo)序列改變。測(cè)量電路被設(shè)計(jì)來(lái)測(cè)量指標(biāo)序列的改變。在 這種情形中，與特定頻率相對(duì)應(yīng)的分量被從指標(biāo)序列中抽取出來(lái)。這消除 了與除該特定頻率之外的頻率相對(duì)應(yīng)的分量，即，噪聲。指標(biāo)的改變可以 以更高精度地被指定。從而更高精度地可靠檢測(cè)出磁頭滑塊和存儲(chǔ)介質(zhì)之 間的接觸。該裝置例如可以包括頻率分析電路，用于抽取出與該特定頻率 相對(duì)應(yīng)的分量。該頻率分析電路可以對(duì)指標(biāo)的序列執(zhí)行傅立葉變換?；?者，該裝置例如可以包括帶通濾波電路。該帶通濾波電路可以被設(shè)計(jì)來(lái)允 許該交流電流的頻率通過(guò)。
AC電源可以使交流電流的幅度保持恒定?？梢詫⒐β史糯笃鱅C用作 AC電源來(lái)使幅度保持恒定。在這種情形中，測(cè)量電路可以測(cè)量基于交流 電流在寫(xiě)線(xiàn)圈處出現(xiàn)的電壓。該裝置以此方式基于對(duì)電壓的測(cè)量，檢測(cè)磁 頭滑塊和存儲(chǔ)介質(zhì)之間的接觸?；蛘撸揂C電源可以使在該AC電源處 出現(xiàn)的電壓的幅度保持恒定。在這種情形中，測(cè)量電路可以測(cè)量交流電流 的電流值。另外，測(cè)量電路可以測(cè)量交流電流的電流值和基于該交流電流 在寫(xiě)線(xiàn)圈處出現(xiàn)的電壓的電壓值。在這種情形中，檢測(cè)電路可以基于電流 值的序列和電壓值的序列計(jì)算電阻值的序列。該裝置以此方式基于序列的 改變檢測(cè)磁頭滑塊和存儲(chǔ)介質(zhì)之間的接觸。
該裝置還可以包括連接到寫(xiě)線(xiàn)圈的電阻元件。該電阻元件與寫(xiě)線(xiàn)圈協(xié) 作建立橋電路。在這種情形中，檢測(cè)電路可以基于來(lái)自該橋電路的輸出，
指定序列的幅度的改變。當(dāng)寫(xiě)線(xiàn)圈中的電阻改變時(shí)，可以從該橋電路中取 出放大后的改變。從而可靠地檢測(cè)出磁頭滑塊和存儲(chǔ)介質(zhì)之間的接觸。
該裝置可以例如被結(jié)合到存儲(chǔ)介質(zhì)驅(qū)動(dòng)器中。在這種情形中，存儲(chǔ)介 質(zhì)驅(qū)動(dòng)器可以包括存儲(chǔ)介質(zhì)；與該存儲(chǔ)介質(zhì)相對(duì)的磁頭滑塊；安裝在該 磁頭滑塊上的寫(xiě)線(xiàn)圈；與該寫(xiě)線(xiàn)圈相關(guān)的致動(dòng)器，該致動(dòng)器使寫(xiě)線(xiàn)圈在與 存儲(chǔ)介質(zhì)的表面垂直的方向上移動(dòng)；被連接到寫(xiě)線(xiàn)圈的AC電源，該AC 電源輸出具有特定頻率的交流電流；測(cè)量被提供到寫(xiě)線(xiàn)圈的電流的指標(biāo)序 列的測(cè)量電路；以及被連接到測(cè)量電流的檢測(cè)電路，該檢測(cè)電路基于特定 頻率處出現(xiàn)的序列的幅度改變，檢測(cè)磁頭滑塊和存儲(chǔ)介質(zhì)之間的接觸。
前述裝置可以用來(lái)提供用于判斷磁頭滑塊的接觸的特定方法。該方法 例如可以包括將具有特定頻率的交流電流施加到安裝在磁頭滑塊上的寫(xiě) 線(xiàn)圈；測(cè)量提供到寫(xiě)線(xiàn)圈的電流的指標(biāo)序列；以及在寫(xiě)線(xiàn)圈接近存儲(chǔ)介質(zhì) 時(shí)檢測(cè)在特定頻率處出現(xiàn)的序列的幅度改變。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于判斷磁頭滑塊的接觸的裝 置，包括AC電源，其被連接到安裝在磁頭滑塊上的加熱器，該AC電 源輸出具有特定頻率的交流電流；測(cè)量電路，其測(cè)量被提供給加熱器的電 流的指標(biāo)的序列；以及檢測(cè)電路，其被連接到測(cè)量電路，該檢測(cè)電路基于 在特定頻率處出現(xiàn)的序列的幅度改變，檢測(cè)磁頭滑塊和存儲(chǔ)介質(zhì)之間的接 觸。
例如，當(dāng)磁頭滑塊在加熱器周?chē)c存儲(chǔ)介質(zhì)接觸時(shí)，磁頭滑塊在該加 熱器周?chē)龅浇佑|熱量。接觸熱量使加熱器的溫度快速上升。這導(dǎo)致加熱 器的電阻增大。該電阻改變導(dǎo)致由于交流電流所產(chǎn)生的諸如電壓值和電流 值之類(lèi)的指標(biāo)的序列改變。測(cè)量電路被設(shè)計(jì)來(lái)測(cè)量指標(biāo)的序列的改變。在 這種情形中，與特定頻率相對(duì)應(yīng)的分量被從指標(biāo)的序列中抽取出來(lái)。這消 除了與除該特定頻率之外的頻率相對(duì)應(yīng)的分量，即，噪聲。指標(biāo)的改變可 以更高精度被指定。從而更高精度地可靠檢測(cè)出磁頭滑塊和存儲(chǔ)介質(zhì)之間 的接觸。加熱器例如可以在寫(xiě)線(xiàn)圈周?chē)话惭b到磁頭滑塊上。當(dāng)該加熱器 中交流電流的幅度增大時(shí)，寫(xiě)線(xiàn)圈變的更接近存儲(chǔ)介質(zhì)。該裝置例如可以 包括頻率分析電路，用于抽取出與該特定頻率相對(duì)應(yīng)的分量。該頻率分析
電路可以對(duì)指標(biāo)的序列執(zhí)行傅立葉變換。或者，該裝置例如可以包括帶通 濾波電路。該帶通濾波電路可以被設(shè)計(jì)來(lái)允許該交流電流的頻率通過(guò)。
AC電源可以使交流電流的幅度保持恒定?？梢詫⒐β史糯笃鱅C用作
AC電源來(lái)使幅度保持恒定。在這種情形中，測(cè)量電路可以測(cè)量基于交流 電流在加熱器處出現(xiàn)的電壓。該裝置以此方式，基于對(duì)電壓的測(cè)量，檢測(cè) 磁頭滑塊和存儲(chǔ)介質(zhì)之間的接觸?；蛘?，該AC電源可以使在該AC電源 處出現(xiàn)的電壓的幅度保持恒定。在這種情形中，測(cè)量電路可以測(cè)量交流電 流的電流值。另外，測(cè)量電路可以測(cè)量交流電流的電流值和基于該交流電 流在加熱器處出現(xiàn)的電壓的電壓值。在這種情形中，檢測(cè)電路可以基于電 流值的序列和電壓值的序列計(jì)算電阻值的序列。該裝置以此方式基于序列 的改變檢測(cè)磁頭滑塊和存儲(chǔ)介質(zhì)之間的接觸。
該裝置還可以包括連接到加熱器的電阻元件。該電阻元件與加熱器協(xié) 作建立橋電路。在這種情形中，檢測(cè)電路可以基于從該橋電路的輸出，指 定序列的幅度的改變。當(dāng)加熱器中的電阻改變時(shí)，可以從該橋電路中取出 放大后的改變。從而可靠地檢測(cè)出磁頭滑塊和存儲(chǔ)介質(zhì)之間的接觸。
該裝置可以例如被結(jié)合到存儲(chǔ)介質(zhì)驅(qū)動(dòng)器中。在這種情形中，存儲(chǔ)介 質(zhì)驅(qū)動(dòng)器可以包括存儲(chǔ)介質(zhì)；與該存儲(chǔ)介質(zhì)相對(duì)的磁頭滑塊；安裝在該 磁頭滑塊上的寫(xiě)線(xiàn)圈；安裝在該磁頭滑塊上的加熱器，該加熱器與寫(xiě)線(xiàn)圈 相關(guān)；被連接到該加熱器的AC電源，該AC電源輸出具有特定頻率的交 流電流；測(cè)量被提供到加熱器的電流的指標(biāo)序列的測(cè)量電路；以及被連接 到測(cè)量電流的檢測(cè)電路，該檢測(cè)電路基于特定頻率處出現(xiàn)的序列的幅度改 變，檢測(cè)磁頭滑塊和存儲(chǔ)介質(zhì)之間的接觸。
前述裝置可以用來(lái)提供用于判斷磁頭滑塊的接觸的特定方法。該方法 例如可以包括將具有特定頻率的交流電流施加到安裝在磁頭滑塊上的加 熱器，該加熱器與寫(xiě)線(xiàn)圈相關(guān)；測(cè)量提供到加熱器的電流的指標(biāo)序列；以 及在寫(xiě)線(xiàn)圈接近存儲(chǔ)介質(zhì)時(shí)，檢測(cè)特定頻率處出現(xiàn)的序列的幅度改變。


根據(jù)結(jié)合附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的以下描述，將清楚本發(fā)明的以上和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中
圖1是示意性地示出了硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器(HDD)的結(jié)構(gòu)的平面視圖，該硬 盤(pán)驅(qū)動(dòng)器被作為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的存儲(chǔ)介質(zhì)驅(qū)動(dòng)器的示例；
圖2是示意性地示出了在硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中結(jié)合的彈性元件(flexure)的 放大立體圖3是示意性地示出了安裝在彈性元件上的飛行磁頭滑塊的放大立體
圖4是圖示飛行期間的飛行磁頭滑塊的磁頭懸架的前端的側(cè)視圖； 圖5是圖示利用壓電元件致動(dòng)的飛行期間的飛行磁頭滑塊的磁頭懸架 的前端的側(cè)視圖6是電磁換能器的放大前視圖； 圖7是沿圖6中的線(xiàn)7-7的剖視圖8是示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的判斷裝置的框圖； 圖9是示意性地示出了控制電路的過(guò)程的流程圖10是示出了在將判斷出接觸時(shí)壓電元件的收縮量、交流電流的電 流值、從交流電流產(chǎn)生的電壓的電壓值和電壓的幅度值之間的關(guān)系的圖； 圖11是示出了交流電壓的電壓波形和直流電壓的電壓波形的圖； 圖12是示出了交流電壓的電壓波形和直流電壓的電壓波形的圖； 圖13是示出了傅立葉變換的結(jié)果的圖14是示出了經(jīng)傅立葉變換的幅度改變和經(jīng)傅立葉變換的直流電壓 的電壓值改變的圖15是示意性地示出了根據(jù)第一實(shí)施例的修改形式的判斷裝置的框
圖16是示出了交流電壓的電壓波形和直流電壓的電壓波形的圖； 圖17是示出帶通濾波電路的頻率特性的圖18是示出了經(jīng)歷了帶通濾波電路操作的幅度改變和直流電壓的電 壓值改變的圖19是示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的判斷裝置的框圖； 圖20是示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的判斷裝置的框圖； 圖21是示出了在將判斷出接觸時(shí)壓電元件的收縮量、交流電流的電
流值、從交流電流產(chǎn)生的電壓的電壓值薄膜線(xiàn)圈圖案的電阻值之間的關(guān)系 的圖22是示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的判斷裝置的框圖23是示出了在將判斷出接觸時(shí)壓電元件的收縮量、交流電流的電 流值、來(lái)自橋電路的輸出和幅度值之間的關(guān)系的圖24是與圖7相對(duì)應(yīng)的示意性地示出了加熱器的截面圖，所述加熱 器即嵌入在飛行磁頭滑塊中的加熱線(xiàn)；
圖25是示意性地示出了在電力被提供給加熱線(xiàn)時(shí)的薄膜磁頭元件的 飛行磁頭滑塊的放大側(cè)視圖26是示意性地示出了被連接到加熱線(xiàn)(即，熱致動(dòng)器)的根據(jù)本 發(fā)明第一實(shí)施例的判斷裝置的框圖27是示出了在將判斷出接觸時(shí)致動(dòng)器的位移量、交流電流的電流 值、從交流電流產(chǎn)生的電壓值和電壓的幅度值之間的關(guān)系的圖28是示意性地示出了被連接到加熱線(xiàn)(即，熱致動(dòng)器)的根據(jù)本 發(fā)明第一實(shí)施例的修改形式的判斷裝置的框圖29是示意性地示出了被連接到加熱線(xiàn)(即，熱致動(dòng)器)的根據(jù)本 發(fā)明第二實(shí)施例的判斷裝置的框圖30是示意性地示出了被連接到加熱線(xiàn)(即，熱致動(dòng)器)的根據(jù)本 發(fā)明第三實(shí)施例的判斷裝置的框圖31是示出了在將判斷出接觸時(shí)致動(dòng)器的位移量、交流電流的電流 值、從交流電流產(chǎn)生的電壓值和加熱器的電阻值之間的關(guān)系的圖32是示意性地示出了被連接到加熱線(xiàn)(即，熱致動(dòng)器)的根據(jù)本 發(fā)明第四實(shí)施例的判斷裝置的框圖33示出了在將判斷出接觸時(shí)致動(dòng)器的位移量、交流電流的電流 值、橋電路輸出和幅度值之間的關(guān)系的圖；以及
圖34是示意性地示出了用于控制壓電元件的收縮量和致動(dòng)器的位移 量的方法的圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示意性地圖示了硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器HDD 11的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，該硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器 11作為根據(jù)本發(fā)明的存儲(chǔ)介質(zhì)驅(qū)動(dòng)器或存儲(chǔ)設(shè)備的一種示例。硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器 11包括殼體12，殼體12包括盒狀基座13和未示出的殼體罩?；?3限 定了例如平整的平行六面體形狀的內(nèi)部空間。基座13可以由金屬材料 (例如鋁)制成?？梢圆捎媚Ｖ铺幚韥?lái)形成基座13。殼體罩被耦合到基座 13來(lái)封閉基座13的開(kāi)口。內(nèi)部空間被限定在基座13與殼體罩之間。例 如，可以采用沖壓處理來(lái)由板狀材料制成殼體罩。
殼體12中封裝有作為存儲(chǔ)介質(zhì)的至少一個(gè)磁記錄盤(pán)14。 一個(gè)或多個(gè) 磁記錄盤(pán)14安裝在主軸電機(jī)15的驅(qū)動(dòng)軸上。主軸電機(jī)15以高轉(zhuǎn)速(例如 5,400rpm、 7,200rpm、 10,000rpm、 15,000rpm等)驅(qū)動(dòng)這一個(gè)或多個(gè)磁記 錄盤(pán)14。
殼體12中還封裝有托架16。托架16包括托架塊17。托架塊17被支 撐在垂直支撐軸18上以進(jìn)行相對(duì)旋轉(zhuǎn)。托架塊17中限定了托架臂19。托 架臂19被設(shè)計(jì)成從垂直支撐軸18沿水平方向延伸。托架塊17可以例如由 鋁制成。例如，可以采用例如擠壓模制工藝來(lái)形成托架塊17。
磁頭懸架21被附接到單個(gè)托架臂19的前端或末端。磁頭懸架21被設(shè) 計(jì)成從托架臂19向前延伸。未示出的彈性元件被附接到磁頭懸架21的末 端。該彈性元件將在后面更詳細(xì)地描述。所謂的萬(wàn)向彈簧被限定在彈性元 件中。萬(wàn)向彈簧使飛行磁頭滑塊22可以改變其相對(duì)于磁頭懸架21的姿 態(tài)。后面詳細(xì)描述的磁頭或電磁換能器被安裝到飛行磁頭滑塊22上。
當(dāng)磁記錄盤(pán)14旋轉(zhuǎn)時(shí)，飛行磁頭滑塊22被允許接受沿旋轉(zhuǎn)的磁記錄 盤(pán)14產(chǎn)生的氣流。氣流用于產(chǎn)生對(duì)飛行磁頭滑塊22的正壓力或抬升，也 可以產(chǎn)生對(duì)飛行磁頭滑塊22的負(fù)壓力。因此，在磁記錄盤(pán)14以較高穩(wěn)定 性旋轉(zhuǎn)期間，可以使飛行磁頭滑塊22保持在磁記錄盤(pán)14的表面上方飛 行，所述穩(wěn)定性是通過(guò)磁頭懸架21的張力與抬升和負(fù)壓力的組合之間的 平衡而建立的。
在飛行磁頭滑塊22飛行期間，當(dāng)托架16繞垂直支撐軸18擺動(dòng)時(shí)，飛 行磁頭滑塊22被允許沿磁記錄盤(pán)14的徑向移動(dòng)。因而，允許飛行磁頭滑 塊22上的電磁換能器跨越被限定在最內(nèi)側(cè)和最外側(cè)記錄磁道之間的數(shù)據(jù)區(qū)域。飛行磁頭滑塊22上的電磁換能器被置于磁記錄盤(pán)14上的目標(biāo)記錄 磁道的正上方。
動(dòng)力源或音圈電機(jī)(VCM) 24被耦合到托架塊17。音圈電機(jī)24用 于圍繞垂直支撐軸18驅(qū)動(dòng)托架塊17。托架塊17的旋轉(zhuǎn)使托架臂19和磁 頭懸架21擺動(dòng)。
由圖1明顯可見(jiàn)，柔性印刷電路板單元25位于托架塊17上。柔性印 刷電路板單元25包括安裝在柔性印刷線(xiàn)路板26上的磁頭IC (集成電路) 27。磁頭IC 27被設(shè)計(jì)成在要讀取磁性位數(shù)據(jù)時(shí)，向電磁換能器的讀元件 提供讀出電流(sensing circuit)。磁頭IC 27還被設(shè)計(jì)成在要寫(xiě)入磁性位 數(shù)據(jù)時(shí)，向電磁換能器的寫(xiě)元件提供寫(xiě)入電流。小型電路板28位于殼體 12的內(nèi)部空間中。未示出的印刷線(xiàn)路板被附接到基座13底板的背面。小 型電路板28和該印刷電路板被設(shè)計(jì)成向柔性印刷電路板單元25的磁頭IC 27提供讀出電流和寫(xiě)入電流。柔性印刷線(xiàn)路板29被用于提供讀出電流和 寫(xiě)入電流。柔性印刷線(xiàn)路板29從單個(gè)彈性元件延伸出來(lái)。柔性印刷線(xiàn)路 板29被連接到柔性印刷電路板單元25。
如圖2所示，彈性元件31包括固定板32。固定板32被固定到磁頭懸 架21。支撐板33被連接到固定板32，用于支撐飛行磁頭滑塊22。固定板 32限定容納飛行磁頭滑塊22的表面。所謂的萬(wàn)向彈簧34被限定在支撐板 33和固定板32之間。萬(wàn)向彈簧34允許支撐板33或者飛行磁頭滑塊22相 對(duì)于固定板32改變姿態(tài)。固定板32、支撐板33和萬(wàn)向彈簧34可由葉狀 簧片制成。該葉狀簧片例如可由具有恒定厚度的不銹鋼片制成。
柔性印刷線(xiàn)路板29包括例如絕緣基膜。該絕緣基膜部分附接到支撐 板33和固定板32的表面。在該絕緣基膜的表面上形成有導(dǎo)電層。導(dǎo)電層 包括布線(xiàn)圖案。布線(xiàn)圖案由保護(hù)層覆蓋。導(dǎo)電層可由導(dǎo)電材料制成，所述 導(dǎo)電材料例如是銅。絕緣基膜和保護(hù)層由諸如聚酰亞胺樹(shù)脂之類(lèi)的樹(shù)脂材 料制成。布線(xiàn)圖案在柔性印刷線(xiàn)路板29的前端處被連接到飛行磁頭滑塊 22。該布線(xiàn)圖案在柔性印刷線(xiàn)路板29的后端處被連接到在柔性印刷線(xiàn)路 板26上延伸的布線(xiàn)圖案。飛行磁頭滑塊22于是被連接到磁頭IC 27。
壓電元件35被耦合到固定板32。壓電元件35包括沿固定板32的表
面延伸的壓電陶瓷薄膜。壓電陶瓷薄膜可由諸如PNN-PT-PZ之類(lèi)的壓電 材料制成。在壓電陶瓷薄膜的整個(gè)表面上覆蓋了電極。電極可由諸如銅之
類(lèi)的導(dǎo)電材料制成。壓電陶瓷薄膜從而插入在固定板32和電極之間。
例如在將驅(qū)動(dòng)電壓施加到例如固定板32和電極之間的壓電陶瓷薄膜 時(shí)，在固定板32和電極之間產(chǎn)生了電勢(shì)差。根據(jù)在固定板32和電極之間 建立的電壓的方向，在壓電陶瓷薄膜中導(dǎo)致極化。電壓被進(jìn)一步施加到極 化方向上。壓電陶瓷薄膜相應(yīng)地在與固定板32垂直的方向上膨脹。壓電 陶瓷薄膜沿氣流的方向在縱向方向上收縮。壓電陶瓷薄膜的收縮導(dǎo)致固定 板32彎曲。響應(yīng)于該彎曲量的增大，飛行磁頭滑塊22接近磁記錄盤(pán)14， 如后面將描述的。壓電陶瓷薄膜和固定板32組合建立所謂的單晶片壓電 致動(dòng)器(unimorph piezoelectric actuator)。電壓例如從柔性印刷線(xiàn)路板29 上的線(xiàn)路圖案施加到電極。
圖3示出了飛行磁頭滑塊22的具體示例。飛行磁頭滑塊22包括例如 平整的平行六面體形狀的滑塊體37。磁頭保護(hù)膜38覆蓋在滑塊體37的流 出端或拖尾端。前面提到的磁頭或者說(shuō)電磁換能器39被嵌入在磁頭保護(hù) 膜38中。后面將詳細(xì)描述電磁換能器39。
滑塊體37可以由硬的非磁性材料(例如Al203-TiC)制成。磁頭保護(hù) 膜38可以由例如A1203 (氧化鋁)之類(lèi)的相對(duì)較軟的絕緣非磁性材料制 成。與介質(zhì)相對(duì)的表面或底面41被限定在滑塊體37上方，使得以一定距 離面對(duì)磁記錄盤(pán)14。平坦的基座表面42被限定在底面41上，作為參考表 面。當(dāng)磁記錄盤(pán)14旋轉(zhuǎn)時(shí)，氣流43沿著底面41從滑塊體37的前端朝向 滑塊體37的后端的流動(dòng)。
前軌(front mil) 44形成于底面41上。前軌44在基座表面42的流入 端附近的位置處從基座表面42豎直地豎立。前軌44沿著基座表面42的流 入端在滑塊體37的橫向上延伸。后軌(rear rail) 45類(lèi)似地形成于底面41 上。后軌45在基座表面42的流出端附近的位置處從基座表面42豎直地豎 立。后軌45位于滑塊體37的橫向方向上的中間位置處。
一對(duì)輔助后軌46、 46形成于底面41上。輔助后軌46、 46在基座表面 42的流出端附近的位置處從基座表面42豎直地豎立。輔助后軌46、 46的
位置分別沿著基座表面42的側(cè)邊定位。這樣，輔助后軌46、 46在滑塊體 37的橫向上彼此間隔開(kāi)。后軌45位于輔助后軌46、 46之間。
空氣軸承表面(ABS) 47、 48、 49分別被限定在前軌44、后軌45和 輔助后軌46的上表面上。階梯(step) 51、 52、 53被形成為分別將空氣軸 承表面47、 48、 49的流入端連接到軌44、 45、 46的上表面。底面41接受 沿旋轉(zhuǎn)的磁記錄盤(pán)14產(chǎn)生的氣流43。階梯51、 52、 53用于在空氣軸承表 面47、 48、 49處產(chǎn)生相對(duì)大的正壓力或抬升。此外，在前軌44的后面產(chǎn) 生相對(duì)大的負(fù)壓力。從而，允許飛行磁頭滑塊22基于抬升和負(fù)壓力之間 的平衡來(lái)采取飛行姿態(tài)。
未示出的保護(hù)膜例如在空氣軸承表面47、 48、 49中的每一個(gè)處被形 成在滑塊體37的表面上。前面提到的電磁換能器39被設(shè)計(jì)為在保護(hù)膜38 的表面上空氣軸承表面48的下游位置處暴露出讀空隙和寫(xiě)空隙。保護(hù)膜 在電磁換能器39的讀空隙和寫(xiě)空隙上延伸。保護(hù)膜例如可以由類(lèi)金剛石 碳(DLC)制成。應(yīng)當(dāng)注意，飛行磁頭滑塊22可以采用不同于所描述的 形狀的任何形狀或形式。
如圖4所示，在電壓未被施加到壓電元件35時(shí)，壓電元件35沿固定 板32的表面最大限度地膨脹。固定板32從而保持平坦。在這種情形中， 如果飛行磁頭滑塊22與旋轉(zhuǎn)的磁記錄盤(pán)14相對(duì)，則允許飛行磁頭滑塊22 以預(yù)定傾角al的姿態(tài)飛行。飛行高度i被設(shè)置為最大高度。在電壓被施 加到壓電元件35時(shí)，壓電元件35沿固定板32的表面收縮，如圖5所示。 在這種情形中，固定板32變彎曲。從而傾角a增大。飛行磁頭滑塊22的 流出端響應(yīng)于傾角a的增大，朝向磁記錄盤(pán)14的表面被驅(qū)動(dòng)。飛行磁頭滑 塊22的飛行高度且從而降低。電磁換能器39變?yōu)楦咏庞涗洷P(pán)14。壓 電元件35的收縮量以此方式被利用來(lái)將飛行磁頭滑塊22的飛行高度g設(shè) 置在目標(biāo)飛行高度位。
圖6詳細(xì)地示出了電磁換能器39。電磁換能器39例如包括CPP結(jié)構(gòu) 讀磁頭元件56和薄膜磁頭元件或者寫(xiě)磁頭元件57。讀磁頭元件56被設(shè)計(jì) 為按傳統(tǒng)方式檢測(cè)電阻響應(yīng)于從磁記錄盤(pán)14施加的磁場(chǎng)的變化，從而鑒 別磁記錄盤(pán)14上的磁性位數(shù)據(jù)。寫(xiě)磁頭57被設(shè)計(jì)為例如按傳統(tǒng)方式利用在未示出的導(dǎo)電線(xiàn)圈圖案處感生的磁場(chǎng)，從而將磁性位數(shù)據(jù)寫(xiě)到磁記錄盤(pán)
14上。讀磁頭元件56和寫(xiě)磁頭元件57被置于Al20j莫58和入1203膜59 之間。Al203膜58充當(dāng)上涂覆膜，即前述磁頭保護(hù)膜38的上半層。A1203 膜59類(lèi)似地充當(dāng)下涂覆膜，即磁頭保護(hù)膜38的下半層。
讀磁頭元件56包括磁阻膜61，例如自旋閥膜(spin valve film)或隧 道結(jié)膜(tunnel-junction film)。磁阻膜61被置于上電極62和下電極63之 間。上、下電極62、 63分別允許在磁頭保護(hù)膜38的表面處暴露的前端與 磁阻膜61的上、下邊界相接觸。通過(guò)上、下電極62、 63，讀出電流被提 供給磁阻膜61。上、下電極62、 63不僅具有導(dǎo)電性，而且具有軟磁性。 如果上、下電極62、 63由具有導(dǎo)電性的軟磁材料(例如坡莫合金，鎳鐵 合金)制成，則上、下電極62、 63還可以充當(dāng)讀磁頭元件56的上、下屏 蔽層。從而上、下電極62、 63限定了讀空隙。
寫(xiě)磁頭元件57包括上磁極層64和下磁極層65。上磁極層64具有在 磁頭保護(hù)膜38的表面處暴露出的前端。上磁極層64的前端與磁記錄盤(pán)14 相對(duì)。下磁極層65類(lèi)似地具有在磁頭保護(hù)膜38的表面處暴露出的前端。 下磁極層65的前端與磁記錄盤(pán)14相對(duì)。上、下磁極層64、 65可以由 FeN、 NiFe等制成。上、下磁極層64、 65組合起來(lái)建立了寫(xiě)磁頭元件57 的磁心。
非磁性間隙層66被插入在上、下磁極層64、 65之間。非磁性間隙層 66例如由Al203制成。當(dāng)在薄膜線(xiàn)圈圖案中產(chǎn)生磁場(chǎng)時(shí)，磁通量在上、下 磁極層64、 65之間交換。非磁性間隙層66用于使磁通量從磁頭保護(hù)膜38 向磁記錄盤(pán)14泄漏。泄漏的磁通量形成用于記錄的磁場(chǎng)。上、下磁極層 64、 65以此方式限定了寫(xiě)空隙。
再參考圖7，下磁極層65沿在上電極62上方的參考平面59延伸。參 考平面67被限定在由八1203制成的非磁性層68的表面上。非磁性層68可 以以恒定的厚度覆蓋在上電極62上。非磁性層67使得能夠?qū)崿F(xiàn)上電極62 和下磁極層65之間的磁隔離。
非磁性間隙層66以恒定的厚度在下磁極層65上延伸。前述薄膜線(xiàn)圈 圖案69位于非磁性間隙層66上。薄膜線(xiàn)圈圖案69采用沿某一平面旋轉(zhuǎn)的
圖案。薄膜線(xiàn)圈圖案69被嵌入在非磁性間隙層66上的絕緣層71內(nèi)。前述 上磁極層64形成在絕緣層71的表面上。在薄膜線(xiàn)圈圖案69的中心處，在 上磁極層64和下磁極層65之間建立了磁連接。響應(yīng)于向薄膜線(xiàn)圈圖案69 提供的電流，磁通量穿過(guò)上、下磁極層64、 65。
如圖8所示，驅(qū)動(dòng)電路72被連接到壓電致動(dòng)器或者壓電元件35。驅(qū) 動(dòng)電路72被設(shè)計(jì)來(lái)向壓電元件35施加電壓。所施加的電壓的幅度決定了 壓電元件35的變形量。
根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的判斷裝置ffij皮連接到薄膜線(xiàn)圈圖案69。判 斷裝置^_包括連接到薄膜線(xiàn)圈圖案69的電流產(chǎn)生電路73。電流產(chǎn)生電 路73被設(shè)計(jì)為將具有特定頻率i[Hz]的交流電流輸出到薄膜線(xiàn)圈圖案69。 具體而言，電流產(chǎn)生電路73充當(dāng)本發(fā)明的AC功率源。特定頻率f可以例 如被近似地設(shè)置為等于或大于10[kHz]。頻率/優(yōu)選被近似地設(shè)置為等于或 大于l[MHz]。在這里，電流產(chǎn)生電路73使交流電流的幅度保持恒定。具 體而言，電流波形具有恒定的幅度。功率放大器IC可以用于電流產(chǎn)生電 路73。
判斷裝置^_的電壓測(cè)量電路74被連接到薄膜線(xiàn)圈圖案69。電壓測(cè) 量電路74測(cè)量基于被提供給薄膜線(xiàn)圈圖案69的交流電流而在薄膜線(xiàn)圈圖 案69處出現(xiàn)的電壓的電壓值。電壓測(cè)量電路74不斷測(cè)量電壓值，從而電 壓測(cè)量電路74獲得電壓波形。根據(jù)本發(fā)明，這些電壓值與電流指標(biāo) (indices)序列相對(duì)應(yīng)。
頻率分析電路75被連接到電壓測(cè)量電路74。頻率分析電路75使電壓 波形在每個(gè)特定周期中經(jīng)受傅立葉變換。從而在頻率分析電路75中檢測(cè) 出頻譜。該頻譜指示電壓在每個(gè)頻率處的幅度。頻率分析電路75從該頻 譜中抽取與前述頻率￡相對(duì)應(yīng)的分量的幅度。頻率分析電路75輸出特定周 期的幅度值信號(hào)。幅度值信號(hào)指定所抽取的幅度的值。
控制電路76被連接到頻率分析電路75?？刂齐娐?6接收幅度值信 號(hào)?？刂齐娐?6基于該幅度值信號(hào)監(jiān)控幅度改變。在這里，頻率分析電 路75和控制電路76組合起來(lái)對(duì)應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明的檢測(cè)電路。微處理器例 如可以用作控制電路76。
前述驅(qū)動(dòng)電路72和電流產(chǎn)生電路73被連接到控制電路76。指令信號(hào) 從控制電路76被提供給驅(qū)動(dòng)電路72。驅(qū)動(dòng)電路72基于該指令信號(hào)確定施 加到壓電元件35的電壓的電壓值。電流產(chǎn)生電路73基于從控制電路76提 供來(lái)的控制信號(hào)，切換交流電流輸出的導(dǎo)通和切斷。
存儲(chǔ)器77被連接到控制電路76。例如預(yù)定的軟件程序和數(shù)據(jù)被存儲(chǔ) 在存儲(chǔ)器77中?？刂齐娐?6基于這些軟件程序和數(shù)據(jù)執(zhí)行指定的過(guò)程。 驅(qū)動(dòng)電路72、電流產(chǎn)生電路73、電壓測(cè)量電路74、頻率分析電路75、控 制電路76、存儲(chǔ)器77例如可以被安裝在柔性印刷線(xiàn)路板26上。
接下來(lái)，下面將對(duì)控制電路76的用于設(shè)置目標(biāo)飛行高度亂的過(guò)程進(jìn) 行簡(jiǎn)要描述。如圖9的流程圖所示，控制電路76在步驟Sl指示提供交流 電流。在這種情形中，控制電路76向電流產(chǎn)生電路73提供控制信號(hào)。電 流產(chǎn)生電路73響應(yīng)于接收到控制信號(hào)而輸出交流電流。交流電流被提供 給薄膜線(xiàn)圈圖案69。該交流電流的頻率被設(shè)置為i[Hz]。交流電流的幅度 被保持恒定，而不管薄膜線(xiàn)圈圖案69的電阻改變。
控制電路76在步驟S2中獲得交流電流的參考幅度值M。控制電路 76接收到來(lái)自頻率分析電路75的幅度值信號(hào)。電壓測(cè)量電路74測(cè)量基于 交流電流在薄膜線(xiàn)圈圖案69處出現(xiàn)的電壓的值。電壓測(cè)量電路74輸出電 壓波形。該電壓波形被提供給頻率分析電路75。頻率分析電路75使該電 壓波形經(jīng)受傅立葉變換。對(duì)電壓波形的傅立葉變換允許抽取與特定頻率/ 相對(duì)應(yīng)的分量的幅度。在這種情形中，與除所述特定頻率￡之外的頻率相 對(duì)應(yīng)的分量(即噪聲)被消除，使得可以高精度地指定電壓的幅度。參考 幅度值fe可以例如被臨時(shí)存儲(chǔ)在緩沖存儲(chǔ)器中。
隨后，控制電路76使壓電元件35的收縮量&增大預(yù)定量^，來(lái)使壓 電元件35收縮。飛行磁頭滑塊22的飛行高度&響應(yīng)于壓電元件35的收 縮而降低。電壓從驅(qū)動(dòng)電路72被施加到壓電元件35，用于使壓電元件35 收縮?？刂齐娐?6向驅(qū)動(dòng)電路72提供指令信號(hào)用于施加該電壓。所施加 的電壓的電壓值是在該指令信號(hào)中指定的?？梢詧?zhí)行實(shí)際測(cè)量來(lái)揭示電壓 值和壓電元件35的變形量之間的關(guān)系。預(yù)定量l可以例如被設(shè)置為 l[nm]。壓電元件35的收縮量2d列如可以被臨時(shí)存儲(chǔ)在緩沖存儲(chǔ)器中。
在飛行高度^已被降低后，控制電路76在步驟S4中接收幅度值信
號(hào)。控制電路76獲得響應(yīng)于提供交流電流而在薄膜線(xiàn)圈圖案69處出現(xiàn)的 電壓的幅度值正。在步驟S5中，幅度值[與前述參考電壓值^相比
較。以此方式觀察幅度值i:的改變。在這種情形中，可以針對(duì)參考幅度值
fc設(shè)置余量S。后面將描述，對(duì)于避免錯(cuò)誤檢測(cè)出接觸，該余量&是有用 的。如果幅度值i:變?yōu)楸葏⒖贾?fe^)大，則控制電路76判斷出飛行 磁頭滑塊22剛好與磁記錄盤(pán)14相接觸。在這種情形中，判斷出飛行磁頭 滑塊22的飛行高度&為零(2=0)。在飛行磁頭滑塊22已與磁記錄盤(pán) 14接觸時(shí)，確定出壓電元件35的收縮量&。隨著壓電元件35的收縮量^ 從接觸時(shí)的收縮量&減小，飛行磁頭滑塊22遠(yuǎn)離磁記錄盤(pán)14。
在步驟S6中，控制電路76基于在接觸時(shí)的收縮量^和目標(biāo)飛行高度 扭(二6[nm]，例如)，計(jì)算讀操作或?qū)懖僮鲿r(shí)的收縮量?？刂齐娐?6基 于所計(jì)算出的收縮量，計(jì)算從驅(qū)動(dòng)電路72輸出的電壓的電壓值。所計(jì)算 出的電壓值被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器77中。飛行磁頭滑塊22然后以高精度在磁記 錄盤(pán)14的表面上方目標(biāo)飛行高度i處飛行。應(yīng)當(dāng)注意，收縮量^可以 代替計(jì)算出的電壓值被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器77中。在這種情形中，剛好在讀操 作或?qū)懖僮髦?，基于在接觸時(shí)的收縮量^和目標(biāo)飛行高度位，計(jì)算出 壓電元件35的收縮量。
在步驟S5中，如果幅度值1L小于參考值(亞+^)，則控制電路76 的處理返回步驟S3?？刂齐娐?6將壓電元件35的收縮量^L增大預(yù)定量 ^。具體而言，壓電元件35的收縮量^L逐步地增加，直到發(fā)現(xiàn)飛行磁頭 滑塊22和磁記錄盤(pán)14接觸。每次壓電元件35的收縮量ZL增加時(shí)，收縮 量ZL可以例如臨時(shí)被存儲(chǔ)在緩沖存儲(chǔ)器中。
現(xiàn)在，假設(shè)確定出飛行高度的參考值^ (=0)。例如，每次在硬盤(pán) 驅(qū)動(dòng)器ll被接通時(shí)，可以確定參考值孖(=0)?；蛘?，可以以預(yù)定間隔 確定參考值^ (二0)。首先，壓電元件35的收縮量^L被設(shè)置為O[nm]。 具體而言，驅(qū)動(dòng)電路72暫停提供電壓。
隨后，控制電路76輸出指令，用于以上述方式提供交流電流。交流 電流從電流產(chǎn)生電路73被提供到薄膜線(xiàn)圈圖案69。如圖10所示，交流電
流保持恒定幅度?？刂齐娐?6響應(yīng)于交流電流的供應(yīng)，接收來(lái)自頻率分
析電路75的幅度值信號(hào)。
薄膜線(xiàn)圈圖案69響應(yīng)于交流電流的供應(yīng)而產(chǎn)生熱量。所產(chǎn)生的熱量 用于使薄膜線(xiàn)圈圖案69保持在預(yù)定溫度。從而允許薄膜線(xiàn)圈圖案69具有 恒定的電阻。只要薄膜線(xiàn)圈圖案69的溫度保持恒定，就可以在幅度值信 號(hào)中觀察到恒定的幅度值，g卩，參考幅度值過(guò)?？刂齐娐?6逐步地增大 壓電元件35的收縮量^。在收縮量&己被增大了預(yù)定量坐之后，收縮量 ZL保持恒定。收縮量2L不變的持續(xù)時(shí)間可以基于例如傅立葉變換的周期而 被設(shè)置。驅(qū)動(dòng)電路72基于從控制電路76提供的指令信號(hào)，使所提供的電 壓的電壓值增大。
在使飛行磁頭滑塊22與磁記錄盤(pán)14接觸時(shí)，飛行磁頭滑塊22遇到接 觸熱量。薄膜線(xiàn)圈圖案69的溫度快速上升。薄膜線(xiàn)圈圖案69的電阻因此 增大。在這種情形中，被提供給薄膜線(xiàn)圈圖案69的交流電流連續(xù)保持恒 定。因此，如圖IO所示，交流電流用于增大在薄膜線(xiàn)圈圖案69處出現(xiàn)的 電壓。幅度值1L從參考幅度值H增大。控制電路76以此方式檢測(cè)飛行 磁頭滑塊22和磁記錄盤(pán)14之間的接觸。在接觸時(shí)(即，參飛行高度3=0 時(shí))的收縮量^L被指定。
發(fā)明人已觀察到前述采用交流電壓確定接觸和采用直流電壓確定接觸 之間的差異。發(fā)明人利用了對(duì)這種觀察的計(jì)算機(jī)仿真。如圖11所示，交 流電壓被設(shè)置為幅度為l.O[V]，頻率為100[kHz]。直流電壓被設(shè)置為電壓 為1.0[V]。噪聲疊加到交流電壓和直流電壓上。圖12示出了噪聲的頻譜。 當(dāng)交流電壓的電壓波形在O[msec]和O.l[msec]之間經(jīng)受傅立葉變換時(shí)，例 如，電壓的峰值在頻率100[kHz]處出現(xiàn)，如圖13所示。傅立葉變換顯著 降低了除頻率100[kHz]之外的頻率處的電壓電平。具體而言，抽出了頻率 100[kHz]處的電壓幅度。在10[msec]的持續(xù)期間，每O.l[msec]執(zhí)行一次傅 立葉變換。以此方式，在頻率100[kHz]的交流電壓中觀察電壓幅度的改 變，如圖14所示。類(lèi)似地，直流電壓在10[msec]的持續(xù)時(shí)間中被觀察。 針對(duì)每O.l[msec]的直流電壓，平均電壓被計(jì)算出。平均值的序列被觀察 到。如圖14所示，可以確認(rèn)，與直流電壓相比，交流電壓的噪聲具有顯著的降低。如果前述余量&是基于交流電壓的幅度值被確定出的，則可以
將由于接觸造成的幅度值的增大從噪聲造成的幅度值的變化可靠地分離。
該余量&可以被設(shè)置為較小的值。
如圖15所示，帶通濾波電路81可以被用來(lái)替換頻率分析電路75，以
例如建立前述判斷裝置^。交流電壓可以在頻率i[Hz]處通過(guò)帶通濾波電 路81。類(lèi)似的標(biāo)號(hào)被用來(lái)標(biāo)識(shí)與前述實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)和組件等同的結(jié)構(gòu)和組件。
在這里，發(fā)明人己類(lèi)似地觀察到采用交流電壓的接觸確定和采用直流 電壓的接觸確定之間的差異。發(fā)明人利用了對(duì)該觀察的計(jì)算機(jī)仿真。如圖
16所示，交流電壓被設(shè)置為幅度為l.O[V]，頻率為100[kHz]。直流電壓被 設(shè)置為電壓為0.71[V]。噪聲以前述方式被疊加到交流電壓和直流電壓。圖 17示出了帶通濾波電路81的頻率特性。在這種情形中，帶通濾波電路81 被設(shè)計(jì)為具有根據(jù)下述表達(dá)式的傳輸函數(shù)。 [表達(dá)式1]
其中，
q = 104 x 2;r[rad / j] <y2 = 106 x 2;r[rad /
交流電壓被施加到帶通濾波電路81?；诮?jīng)帶通濾波電路81濾波的交流 電壓，針對(duì)每O.l[msec]計(jì)算有效電壓。如圖18所示，在頻率lOO[kHz]的 交流電壓中，觀察電壓幅度的改變。直流電壓類(lèi)似地在持續(xù)時(shí)間10[msec] 中被觀察。針對(duì)每O.l[msec]計(jì)算有效電壓。有效電壓的改變被指定。如圖 18所示，確認(rèn)出與直流電壓相比，交流電壓的噪聲具有顯著的降低。
圖19示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的判斷裝置^。判斷裝置 允許電流產(chǎn)生電路73保持恒定幅度的交流電壓，替換前述恒定幅度的交 流電流。在這種情形中，電流測(cè)量電路82被連接到薄膜線(xiàn)圈圖案69，替 換前述電壓測(cè)量電路74。電流測(cè)量電路82可以包括例如電阻元件82a和 電壓測(cè)量電路82b。電阻元件82a位于電流產(chǎn)生電路73和薄膜線(xiàn)圈圖案69 之間的電布線(xiàn)中。電壓測(cè)量元件82b被設(shè)計(jì)來(lái)檢測(cè)電阻元件82a的電壓。
電壓值的改變代表電流測(cè)量電路82中的電流值的改變。電流測(cè)量電路82
從而檢測(cè)出電壓波形。在這種情形中，根據(jù)本發(fā)明，電流值與電流指標(biāo)序 列相對(duì)應(yīng)。
頻率分析電路75使電壓波形在每個(gè)特定周期中經(jīng)受傅立葉變換。從 而在頻率分析電路75中檢測(cè)出頻譜。頻譜指示在每個(gè)頻率處交流電流的 幅度。頻率分析電路75從頻譜中抽取出與前述頻率￡相對(duì)應(yīng)的分量的幅 度。頻率分析電路75輸出特定周期的電流值的幅度值信號(hào)。電流幅度的 數(shù)值被表示在幅度值信號(hào)中?？刂齐娐?6以與上述相同的方式，基于幅 度值信號(hào)確定在飛行磁頭滑塊22已與磁記錄盤(pán)14接觸時(shí)壓電元件35的收 縮量。應(yīng)當(dāng)注意，諸如霍爾元件之類(lèi)的被設(shè)計(jì)來(lái)檢測(cè)磁場(chǎng)的元件可以被用 作電流測(cè)量電路82。另外，頻率分析電路75可以以前述方式類(lèi)似地用帶 通濾波電路替換。類(lèi)似的標(biāo)號(hào)用來(lái)標(biāo)識(shí)與前述第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和組件等 價(jià)的結(jié)構(gòu)和組件。
圖20示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的判斷裝置，。判斷裝置， 同時(shí)包括電壓測(cè)量電路74和電流測(cè)量電路82。頻率分析電路75在每個(gè)特 定周期中使電壓波形和電流波形經(jīng)受傅立葉變換。從而在頻率分析電路75 中檢測(cè)出頻譜。頻譜指示在每個(gè)頻率處交流電流的電流幅度。頻譜還指示 在每個(gè)頻率處交流電壓的電壓幅度。頻率分析電路75從頻譜中分別抽取 出與頻率Z相對(duì)應(yīng)的分量的幅度。頻率分析電路75輸出特定周期的電壓值 的幅度值信號(hào)和電流值的幅度值信號(hào)。電壓幅度的數(shù)值和電流幅度的數(shù)值 分別表示在幅度值信號(hào)中。
電阻值計(jì)算電路84被連接到頻率分析電路75。電阻值計(jì)算電路84基
于幅度值信號(hào)中所表示的電壓幅度的數(shù)值和電流幅度的數(shù)值，計(jì)算薄膜線(xiàn) 圈圖案69的電阻值。電阻值的序列被從電阻值計(jì)算電路84輸出。如圖21 所示，以與上述相同的方式，控制電路76響應(yīng)于電阻的增大，以此方式 檢測(cè)出飛行磁頭滑塊22和磁記錄盤(pán)14之間的接觸。在這種情形中，電阻 值計(jì)算電路84的輸出充當(dāng)前述幅度值信號(hào)。類(lèi)似的標(biāo)號(hào)用來(lái)標(biāo)識(shí)與前述 第一和第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和組件等價(jià)的結(jié)構(gòu)和組件。另外，頻率分析電路 75可以類(lèi)似地用帶通濾波電路81替換。
圖22示出了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的判斷裝置ffl￡。判斷裝置 包括第一、第二和第三電阻元件85、 86和87，它們被連接到薄膜線(xiàn)圈圖 案69，替換電壓測(cè)量電路74和電流測(cè)量電路82。第一電阻元件85被串 聯(lián)連接到薄膜線(xiàn)圈圖案69。第二和第三86和87被并列連接到第一電阻元 件85和薄膜線(xiàn)圈圖案69，同時(shí)第二和第三電阻元件86和87彼此串聯(lián)連 接。薄膜線(xiàn)圈圖案69和第一到第三電阻元件85、 86和87組合構(gòu)成橋電路 88。在薄膜線(xiàn)圈圖案69和第一電阻元件85之間建立布線(xiàn)。還在第二和第 三電阻元件86、 87之間建立布線(xiàn)。電壓測(cè)量電路89連接在上述布線(xiàn)之 間。在這種情形中，第一電阻元件的電阻值R,、第二電阻元件86的電阻 值R2、第三電阻元件的電阻值R3和薄膜線(xiàn)圈圖案69的電阻值Re之間建立 下述關(guān)系。 [表達(dá)式2]
凡A尸i ^…(2) 當(dāng)在設(shè)置目標(biāo)飛行高度^L時(shí)交流電流從電流產(chǎn)生電路73被提供到薄膜線(xiàn) 圈圖案69時(shí)，電壓測(cè)量電路89檢測(cè)到小的參考幅度值M，如圖23所 示。在薄膜線(xiàn)圈圖案69的電阻值&響應(yīng)于接觸快速增大時(shí)，電壓測(cè)量電 路89檢測(cè)到較大的幅度值if。幅度值H從而被放大。以這種方式，可靠 地判斷出接觸。根據(jù)本發(fā)明，電壓測(cè)量電路89的輸出與電流指標(biāo)序列相 對(duì)應(yīng)。控制電路76根據(jù)在設(shè)置目標(biāo)飛行高度1時(shí)上述相同的過(guò)程，可以 判斷出飛行磁頭滑塊22和磁記錄盤(pán)14之間的接觸。在這里，橋電路88的 輸出充當(dāng)前述幅度值信號(hào)。類(lèi)似的標(biāo)號(hào)用來(lái)標(biāo)識(shí)與前述第一到第三實(shí)施例 的結(jié)構(gòu)和組件等價(jià)的結(jié)構(gòu)和組件。頻率分析電路75可以以前述方式類(lèi)似 地用帶通濾波電路81替換。
壓電元件35被固定到彈性元件31的固定板32，如上所述?；蛘撸瑝?電元件35例如可以被固定到飛行磁頭滑塊22。另外，以前述方式采用壓 電元件35的致動(dòng)器可以用利用熱膨脹、靜電力、電磁力等的致動(dòng)器替 換。
如圖24所示，加熱器或者加熱線(xiàn)91可以被結(jié)合到飛行磁頭滑塊22上 的電磁換能器39中。加熱線(xiàn)91在與寫(xiě)磁頭元件57鄰近的位置處被嵌入在
非磁性層68中。加熱線(xiàn)91例如可以沿與空氣軸承表面48垂直的假想平面 延伸。薄膜線(xiàn)圈圖案69具有相對(duì)較大的熱膨脹系數(shù)，使得在電力被提供 到加熱線(xiàn)91時(shí)薄膜線(xiàn)圈圖案69膨脹。結(jié)果，如圖25所示，薄膜線(xiàn)圈圖案 69的前端在磁頭保護(hù)膜38的表面處變大。CPP結(jié)構(gòu)讀磁頭元件56和寫(xiě)磁 頭元件57從而朝向磁記錄盤(pán)14移位。從而建立了所謂的熱致動(dòng)器。寫(xiě)磁 頭元件57的飛行高度a例如是根據(jù)寫(xiě)磁頭元件57的伸出量確定的。在這 種情形中，可以省略前述壓電元件35。
如圖26所示，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的判斷裝置ffi被連接到加熱線(xiàn) 91。驅(qū)動(dòng)電路92在判斷裝置^_中充當(dāng)電流產(chǎn)生電路73。驅(qū)動(dòng)電路92被 連接到加熱線(xiàn)91。驅(qū)動(dòng)電路92輸出具有特定頻率i[Hz]的交流電流。該特 定頻率/例如可以被近似設(shè)置為等于或大于10[kHz]。頻率￡優(yōu)選被近似設(shè) 置為等于或大于l[MHz]。在這里，驅(qū)動(dòng)電路92使交流電流的幅度保持恒 定。
在這種情形中，在加熱線(xiàn)91的功耗1L和位移量l之間建立了下述表 達(dá)式。 [表達(dá)式3]
<formula>formula see original document page 23</formula> (3)
同時(shí)，在功耗^:、有效電壓z和有效電流丄之間建立了下述表達(dá)式。<formula>formula see original document page 23</formula>
這里，常數(shù)Ch表示致動(dòng)器的致動(dòng)系數(shù)[nm/W]。常數(shù)Rh表示加熱線(xiàn)91的 電阻[Q]。在這種情形中，可以在致動(dòng)器的位移量^[nm]和功耗MW]之間 建立下述表達(dá)式。 [表達(dá)式5]
<formula>formula see original document page 23</formula>
加熱線(xiàn)91中的有效電流Z[A]可以被如下設(shè)置。 [表達(dá)式6]<formula>formula see original document page 24</formula>
前述電壓測(cè)量電路74被連接到加熱線(xiàn)91。頻率分析電路75以上述相 同的方式被連接到電壓測(cè)量電路74?？刂齐娐?6也以上述相同的方式被 連接到頻率分析電路75?？刂齐娐?6以上述相同的方式執(zhí)行過(guò)程。類(lèi)似 的標(biāo)號(hào)用來(lái)標(biāo)識(shí)與前述各實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和組件等價(jià)的結(jié)構(gòu)和組件。
現(xiàn)在，假設(shè)確定了飛行高度的參考值^ (=0)。首先，熱致動(dòng)器的位 移量&被設(shè)置為0[nm]。 g卩，驅(qū)動(dòng)電路92暫停提供交流電流。
隨后，控制電路76以與上述相同的方式輸出用于提供交流電流的指 令。交流電流從驅(qū)動(dòng)電路92被提供給加熱線(xiàn)91。如圖27所示，該交流電 流保持恒定的幅度?？刂齐娐?6響應(yīng)于交流電流的供應(yīng)，從頻率分析電 路75接收幅度值信號(hào)。
加熱線(xiàn)91響應(yīng)于交流電流的供應(yīng)而產(chǎn)生熱量。該熱量導(dǎo)致加熱線(xiàn)91 膨脹。寫(xiě)磁頭元件57在磁頭保護(hù)膜38表面上變大預(yù)定值^[nm]。如圖27 所示，控制器76然后使寫(xiě)磁頭元件57按照預(yù)定的時(shí)間間隔進(jìn)一步上升預(yù) 定值^。在這種情形中，交流電流的有效電流^[A]被如下建立。 [表達(dá)式7]<formula>formula see original document page 24</formula>
這里，變量1表示預(yù)定值的增加次數(shù)。在位移量^L和有效電壓n之間 建立如下關(guān)系。 <formula>formula see original document page 24</formula>只要致動(dòng)器的位移量^L按照預(yù)定的間隔重復(fù)增加預(yù)定值巡，在頻率分析 電路75處測(cè)量出的電壓的幅度就與位移量^L的平方根成正比地上升。針 對(duì)電壓的幅度建立了二次曲線(xiàn)。在幅度值H從該二次曲線(xiàn)偏離的情形中， 控制電路76判斷出飛行磁頭滑塊22與磁記錄盤(pán)14相接觸。
這里，前述帶通濾波電路81例如可以被用來(lái)在判斷裝置^_中替換頻 率分析電路75，如圖28所示。交流電流在特定頻率i[Hz]處可以通過(guò)帶通
濾波電路81。也可以以與上述相同的方式采用其他結(jié)構(gòu)和組件。
如圖29所示，根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的判斷裝置ffll可以被連接到
加熱線(xiàn)91替換判斷裝置ffl?；蛘撸鶕?jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的判斷裝置 ffi^例如可以被連接到加熱線(xiàn)91替換判斷裝置CD或者O)"，如圖30所 示。在這種情形中，允許控制電路76基于電阻值的增大，來(lái)確定飛行磁 頭滑塊22與磁記錄盤(pán)14相接觸，如圖31所示。另外，根據(jù)本發(fā)明第四實(shí) 施例的判斷裝置ffid列如可以被連接到加熱線(xiàn)91替換判斷裝置ffl、 ffl^ 或者，，如圖32所示。在這種情形中，對(duì)于第一電阻元件85的電阻值 FU、第二電阻元件86的電阻值R5、第三電阻元件87的電阻值&和加熱 線(xiàn)91的電阻值Rh，建立了下述關(guān)系。 [表達(dá)式9]
i^=i L. (9)
在這種情形中，允許控制電路76基于放大的幅度值E，確定飛行磁 頭滑塊22與磁記錄盤(pán)14相接觸，如圖33所示。在任一情形中，類(lèi)似的標(biāo) 號(hào)用來(lái)標(biāo)識(shí)與前述實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和組件等價(jià)的結(jié)構(gòu)和組件。在任一情形 中，可以以與上述相同的方式用帶通濾波電路81替換頻率分析電路75 。
如圖34所示，例如，可以交替地重復(fù)增大和減小，來(lái)使壓電元件35 的收縮量ZL或者熱致動(dòng)器的位移量ZL增大預(yù)定值^。可以例如基于頻率 分析電路75的處理時(shí)間來(lái)設(shè)置減小的持續(xù)時(shí)間。間歇地減小收縮量么或 者位移量^L使得允許在縮短的時(shí)間期間中飛行磁頭滑塊22和磁記錄盤(pán)14 之間的接觸。從而允許電磁換能器39較少受到磨損。
權(quán)利要求
1.一種用于磁頭滑塊接觸判斷的裝置，包括交流電源，所述交流電源連接到安裝在所述磁頭滑塊上的寫(xiě)線(xiàn)圈，所述交流電源輸出具有特定頻率的交流電流；測(cè)量電路，所述測(cè)量電路測(cè)量被提供給所述寫(xiě)線(xiàn)圈的電流的指標(biāo)序列；以及檢測(cè)電路，所述檢測(cè)電路連接到所述測(cè)量電路，所述檢測(cè)電路基于在所述特定頻率處出現(xiàn)的序列的幅度改變，檢測(cè)所述磁頭滑塊和存儲(chǔ)介質(zhì)之間的接觸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述交流電源將所述交流電 流的幅度保持恒定，并且所述測(cè)量電路測(cè)量基于所述交流電流在所述寫(xiě)線(xiàn) 圈處出現(xiàn)的電壓。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述交流電源將在所述交流 電源處出現(xiàn)的電壓的幅度保持恒定，并且所述測(cè)量電路測(cè)量所述交流電流 的電流值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述測(cè)量電路測(cè)量所述交流 電流的電流值和基于所述交流電流在所述寫(xiě)線(xiàn)圈處出現(xiàn)的電壓的電壓值， 并且所述檢測(cè)電路基于所述電流值的序列和所述電壓值的序列計(jì)算電阻值 的序列。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括連接到所述寫(xiě)線(xiàn)圈的電阻元 件，所述電阻元件與所述寫(xiě)線(xiàn)圈一同建立橋電路，其中所述檢測(cè)電路基于來(lái)自所述橋電路的輸出來(lái)指定所述序列的幅度改變。
6. —種磁頭滑塊接觸判斷方法，包括將具有特定頻率的交流電流施加到安裝在所述磁頭滑塊上的寫(xiě)線(xiàn)圈； 測(cè)量被提供給所述寫(xiě)線(xiàn)圈的電流的指標(biāo)序列；以及 在所述寫(xiě)線(xiàn)圈接近存儲(chǔ)介質(zhì)時(shí)，檢測(cè)在所述特定頻率處出現(xiàn)的序列的 幅度改變。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，還包括在施加所述交流電流時(shí)，保持所述交流電流的幅度恒定；以及測(cè)量基于所述交流電流在所述寫(xiě)線(xiàn)圈處出現(xiàn)的電壓，以測(cè)量所述序列。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，還包括在施加所述交流電流時(shí)，保持在交流電源處出現(xiàn)的電壓的幅度恒定；以及測(cè)量所述交流電流的電流值，以測(cè)量所述序列。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，還包括測(cè)量所述交流電流的電流值和基于所述交流電流在所述線(xiàn)圈處出現(xiàn)的電壓的電壓值，以測(cè)量所述序列；以及基于所述電流值的序列和所述電壓值的序列，計(jì)算電阻值的序列，以 檢測(cè)所述幅度改變。
10. —種用于磁頭滑塊接觸判斷的裝置，包括交流電源，所述交流電源連接到安裝在所述磁頭滑塊上的加熱器，所述交流電源輸出具有特定頻率的交流電流；測(cè)量電路，所述測(cè)量電路測(cè)量被提供給所述加熱器的電流的指標(biāo)序 列；以及檢測(cè)電路，所述檢測(cè)電路連接到所述測(cè)量電路，所述檢測(cè)電路基于在 所述特定頻率處出現(xiàn)的序列的幅度改變，檢測(cè)所述磁頭滑塊和存儲(chǔ)介質(zhì)之 間的接觸。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的裝置，其中，所述交流電源將所述交流 電流的幅度保持恒定，并且所述測(cè)量電路測(cè)量基于所述交流電流在所述加 熱器處出現(xiàn)的電壓。
12. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的裝置，其中，所述交流電源將在所述交 流電源處出現(xiàn)的電壓的幅度保持恒定，并且所述測(cè)量電路測(cè)量所述交流電 流的電流值。
13. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的裝置，其中，所述測(cè)量電路測(cè)量所述交 流電流的電流值和基于所述交流電流在所述加熱器處出現(xiàn)的電壓的電壓值，并且所述檢測(cè)電路基于所述電流值的序列和所述電壓值的序列計(jì)算電 阻值的序列。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，還包括連接到所述加熱器的電阻 元件，所述電阻元件與所述加熱器一同建立橋電路，其中所述檢測(cè)電路基于來(lái)自所述橋電路的輸出來(lái)指定所述序列的幅度改變。
15. —種磁頭滑塊接觸判斷方法，包括將具有特定頻率的交流電流施加到安裝在所述磁頭滑塊上的加熱器， 所述加熱器與寫(xiě)線(xiàn)圈相關(guān)；測(cè)量被提供給所述加熱器的電流的指標(biāo)序列；以及 在所述寫(xiě)線(xiàn)圈接近存儲(chǔ)介質(zhì)時(shí)，檢測(cè)在所述特定頻率處出現(xiàn)的序列的 幅度改變。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括 在施加所述交流電流時(shí)，保持所述交流電流的幅度恒定；以及 測(cè)量基于所述交流電流在所述加熱器處出現(xiàn)的電壓，以測(cè)量所述序列。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括在施加所述交流電流時(shí)，保持在交流電源處出現(xiàn)的電壓的幅度恒定；以及測(cè)量所述交流電流的電流值，以測(cè)量所述序列。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括測(cè)量所述交流電流的電流值和基于所述交流電流在所述加熱器處出現(xiàn) 的電壓的電壓值；以及基于所述電流值的序列和所述電壓值的序列，計(jì)算電阻值的序列，以 檢測(cè)所述幅度改變。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于磁頭滑塊接觸判斷的裝置和磁頭滑塊接觸判斷方法。AC電源被連接到安裝在磁頭滑塊上的寫(xiě)線(xiàn)圈，用于判斷磁頭滑塊與存儲(chǔ)介質(zhì)的接觸。該AC電源輸出具有特定頻率的交流電流。測(cè)量電路測(cè)量被提供給寫(xiě)線(xiàn)圈的電流的指標(biāo)序列。與該特定頻率相對(duì)應(yīng)的分量被從指標(biāo)序列中抽取出。這消除了與除該特定頻率之外的頻率相對(duì)應(yīng)的分量，即，噪聲。檢測(cè)電路基于在該特定頻率處出現(xiàn)的序列的幅度的改變，檢測(cè)磁頭滑塊和存儲(chǔ)介質(zhì)之間的接觸。從而可以可靠地檢測(cè)出磁頭滑塊和存儲(chǔ)介質(zhì)之間的接觸。
文檔編號(hào)G11B5/455GK101178905SQ20071015218
公開(kāi)日2008年5月14日 申請(qǐng)日期2007年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月13日
發(fā)明者今村孝浩, 伊海佳昭, 橫畑徹, 藤卷徹 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社