[发明专利]用于飞行高度调整的高度传感系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种信息记录磁盘驱动装置，尤其涉及磁盘驱动装置中用于飞行高度调整的高度传感系统(altitude sensing system)。

背景技术

一种常见的信息存储设备是磁盘驱动系统，其使用磁性媒介来存储数据以及设置于该磁性媒介上方的可移动读写头来选择性地从磁性媒介上读取数据或将数据写在磁性媒介上。

消费者总是希望这类磁盘驱动系统的存储容量不断增加，同时希望其读写速度更快更精确。因此磁盘制造商一直致力于开发具有较高存储容量的磁盘系统，比如通过减少磁盘上的磁轨宽度或磁轨间距的方式增加磁轨的密度，进而间接增加磁盘的存储容量。然而，随着磁轨密度的增加，对读写头的位置控制精度也必须相应的提高，以便在高密度磁盘中实现更快更精确的读写操作。随着磁轨密度的增加，使用传统技术来实现更快更精确将读写头定位于磁盘上适当的磁轨变得更加困难。因此，磁盘制造商一直寻找提高对读写头位置控制的方式，以便利用不断增加的磁轨密度所带来的益处。

磁盘制造商经常使用的一种提高读写头在高密度盘上位置控制精度的方法为采用第二个驱动器，也叫微致动器。该微致动器与一个主驱动器配合以实现对读写头的快速精确的位置控制。包含微致动器的磁盘系统被称为双驱动器系统。

过去曾经开发出许多用于提高存取速度及读写头在高密度磁盘的预定磁轨上的定位精度的双驱动器系统。这样的双驱动器系统通常包括一主音圈马达驱动器(VCM，voice-coil motor)及一副微致动器，比如压电微致动器。该音圈马达驱动器由伺服控制系统控制，该伺服控制系统导致驱动臂(actuator arm)旋转。该驱动臂上承载读写头以便将读写头定位于存储盘上适当的磁轨上。压电微致动器与音圈马达驱动器配合使用以提高存取速度及实现读写头在预定磁轨上的位置微调。音圈马达驱动器对读写头进行位置粗调，而压电微致动器对读写头相对于磁盘的位置进行精调。音圈马达驱动器和压电微致动器的共同配合能实现数据在存储盘上高效而精确的读写操作。

一种已知的微致动器依靠压电元件实现读写头位置的微调。该压电微致动器具有相关的电子装置，该电子装置可导致微致动器上的压电元件选择性的收缩或扩张。所述压电元件产生收缩或扩张动作，进而引起读写头的运动。相对于仅仅使用音圈马达驱动器的磁盘系统，该运动可以实现对读写头位置更快更精确的调整。许多公开文献例如日本专利第2002-133803号、美国专利第6671131号以及第6700749号、美国专利公开第2003/0168935号揭露了这类范例性的压电微致动器，请将上述每个专利的内容并入作为本发明的参考。

图1a为传统的磁盘驱动装置，磁盘101安装在主轴马达102上并由其旋转。音圈马达臂104上负载有磁头折片组合(HGA，head gimbal assembly)。所述磁头折片组合包括微致动器105和安装有读写头103的磁头。音圈马达(VCM，voice-coil motor)控制所述音圈马达臂104的运动，进而控制所述磁头在所述磁盘101的表面上的磁轨之间的移动，最终实现所述读写头103在所述磁盘101上数据的读写。

由于所述音圈马达和磁头悬臂组合的固有容差(例如动态余隙(dynamicplay))，所述磁头不能实现快速精确的位置调整，因此在只使用一个伺服马达系统的情况下，会对所述读写头在所述磁盘上的读写能力产生不利影响。于是，如上所述，采用压电微致动器105以改善所述磁头和所述读写头103的位置控制。更详细地，与所述音圈马达相比，所述压电微致动器105以较小的幅度调整所述磁头的位移，以补偿所述音圈马达和/或磁头悬臂组合的共振容差(resonancetolerance)。所述微致动器的采用带来很多益处。例如，所述微致动器使较小磁轨间距的使用成为可能。所述微致动器能增加所述磁盘驱动装置中单位长度内的磁轨(TPI，tracks-per-inch)数量，也能有利地缩短所述磁头的寻轨和定轨时间。因此，所述压电微致动器使所述磁盘驱动装置内的信息存储磁盘的表面记录密度显著增长。