专利名称：具有恒定悬空高度的浮动块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有恒定悬空高度的浮动块，用于以恒定的角速度进行操作的光驱动器。
背景技术：
在硬盘技术中，使用在下文中被称为浮动块(slider)的读/写头，浮动块是浮动体的形式，并且悬浮在硬盘的存储盘之上的薄空气减震器上。在这种情况下，由硬盘的快速旋转产生空气减震器。浮动块被附着在弹簧臂(spring arm)的末端，并且由弹簧臂将其移动至硬盘的各个写/读位置。使用诸如这些用于光和/或磁光记录和重放系统的之类的浮动块，以产生作用。
基于浮动块的记录系统允许通过将聚焦透镜(focusing len)或磁线圈移动至非常靠近适于数据存储的材料表面，而获得高存储密度。这允许使用具有高数据孔径(NA)的光学器件。此外，在磁光记录的情况下，诸如MAMMOS(磁放大磁光系统)、DWDD(磁畴壁位移检测)之类的用于磁超分辨(MSR)的方法可以与高NA结合。在具有旋转存储介质的记录系统中，通过在存储介质表面与浮动块底面之间的空气减震器来升高浮动块。在外部作用的抑制力与空气减震器之间有力平衡，具有浮动块的相应的相关悬空高度。由空气减震器产生的浮动块上的提升力依赖于存储介质在浮动块下移动的线速度。为了保持浮动块在存储介质从最小半径至最大半径的整个区域上的悬空高度不变，能够通过控制用于存储介质的驱动器电动机的旋转频率作为半径的函数(CLV模式，恒定线速度)，来使用恒定线速度。然而，与使用存储介质的恒定角速度(CAV模式)相比较，由于必须在出现大的突发径向(radial)变化时制动或适当地加速该存储介质，所以该方案具有降低存取速度的缺点。然而，在CAV模式中，存储介质的线速度相对于浮动块发生了改变，使得浮动块上的提升力也作为存储介质上的各个半径的函数而改变。这在图1中示出，图1示出了浮动块悬空高度作为旋转速度的函数的测量。在CAV模式中，由于在这种情况下，浮动速度随半径的增加而线性增加，所以这等效于悬空高度与半径之间的关系。然而，为了读取和/或写入，实质上必须在存储介质的整个区域上保持浮动块恒定的悬空高度。
在用作硬盘标准的一个已知方案中，通过具有枢轴支承的旋转臂来执行跟踪(tracking)。这意味着在存储介质上仅有一个半径，在此处滑动块中心点相对于轨道是正切的。浮动块相对于数据轨道的角坐标(angular position)随旋转至其它半径而改变，使得由旋转存储介质产生的气流引起的入射流方向也随之改变。然后有差异地形成浮动块与存储介质之间的空气减震器，从而改变和补偿悬空高度。然而，该方法仅与枢轴弹簧臂支承结合来起作用、并不与线性跟踪装置结合来起作用。
US 2001/0033546 A1公开了控制悬空高度的另一种方法。浮动块方法的目标是与近场或远场记录相对应，将透镜或线圈元件移动至与存储介质表面相距恒定工作距离的位置。如果浮动块的悬空高度随线速度的变化而改变，则在该方案中，通过在光轴方向上沿与此相反的方向移动浮动块上的写/读元件，来补偿悬空高度的变化。因而通过热膨胀元件或压电制动器(piezo-actuator)，使写/读单元与表面之间的距离保持恒定。该方案的一个缺点是高成本和由组装、接触制造、以及在浮动块上驱动附加微制动器(microactuator)而引起的复杂的制造。
在US 6,178,157 B1中，由制动器控制浮动块的接触压力，该接触压力在与来自空气减震器的提升力有力平衡时确定悬空高度。在具有聚焦光学器件的系统中，将聚焦误差信号用作控制变量。该方案需要昂贵和复杂的制动器机制和控制。
US 5,986,850和US 6,317,294 B1公开了这样的方案，其中，设计浮动块的下表面，使得形成导致浮动块悬空高度增加的过压带、以及导致浮动块悬空高度减小的低压带。当存储介质的悬空高度改变时，由这两个组件产生的合成提升力保持恒定，使得浮动块的悬空高度也包持恒定。该方案包含在浮动块下表面上结构的复杂制造。
从WO 03/034416 A2中得知另一方案。在操作期间，浮动块沿浮动方向上具有俯仰角。随着线速度提高，即随着悬空高度的增加，俯仰角也增加。在这种情况下，选择后沿下降以及前沿上升的浮动块类型。这使得浮动块具有在其周围旋转的虚旋转轴。透镜精确地位于浮动块上，使得透镜的焦点位于此虚拟旋转轴上。当线速度改变时，浮动块在此轴周围旋转，焦点位于该轴上。因而焦点与存储介质表面之间的距离保持恒定。该方案具有以下缺点，即特定浮动块设计必须使用由俯仰角中的变化来控制的旋转轴，考虑所使用的透镜的几何形状和重量。此外，该方法仅在球面透镜用在浮动块上时起作用。
本发明的目的是提供一种简单和廉价的方案，以允许在存储介质的整个区域上保持浮动块悬空高度实质上的恒定，尽管在CAV模式中的线速度可变。
发明内容
根据本发明，通过一种用于存储介质并且以恒定的角速度进行驱动的驱动器来实现该目的，该驱动器具有浮动块，浮动块通过弹簧臂附着在支架上，并且悬浮在旋转存储介质之上或之下的空气减震器上；以及引导件，用于相对于存储介质引导支架，其中，设置引导件，以便引导弹簧臂到支架上的附着点，使其随存储介质半径的增加而更靠近存储介质的表面。由浮动块与存储介质之间的空气减震器的提升力与浮动块接触压力之间的力平衡而产生悬空高度，并通过弹簧臂引入所述悬空高度。在CAV原理情况下，存储介质相对于固定浮动块的线速度在较大半径处增加。这导致了形成更加有效的空气减震器，使得提升力增加，以及浮动块的悬空高度增加。为了保持悬空高度恒定，现在通过随半径增加，移动弹簧臂的附着点、接着是读取和/或写入单元移动以便更靠近表面，从而将弹簧臂上的预应力增加至相同程度。弹簧臂的悬浮点越靠近表面，弹簧预应力越强，因而压制力越强。本发明具有以下优点，即在不需要任何附加作用的制动器的情况下，以简单的机械设计方式固定了悬空高度补偿。同时，CAV原理能够结合线性跟踪机制，与最佳存取次数结合使用。
有利地，引导件是线性引导件，相对于存储介质的表面倾斜。在这种情况下，能够易于实现沿表面方向上的斜面来引导浮动块。由于在这种情况下，线速度和弹簧预应力随半径线性增加，所以当提升力也线性增加、或者实质上随着线速度线性增加时，该方案是有价值的。
根据本发明，能够在工厂中设置引导件与存储介质表面之间的倾斜度或距离。这使得能够在没有任何特殊设计的情况下，来使用不同的浮动块/弹簧臂配置。只需适当地设置引导件的倾斜度和/或距离。
此外，有利地，能够通过适当的控制机制来可逆地改变引导件与存储介质表面之间的距离。这使得例如能够对于不同的介质，将驱动器与存储介质的不同角速度相匹配。
优选地，根据本发明的驱动器用于从存储介质中读取和/或写入存储介质的装置中。
为了帮助理解，将在下文中参照图1至3，对本发明进行解释，其中图1示出了作为旋转速度函数的浮动块悬空高度的测量；图2示出了根据本发明，用于存储介质的基于浮动块的驱动器；以及图3示出了浮动块/弹簧臂组件放大的细节。
具体实施例方式
图2示出了根据本发明、用于存储介质的基于浮动块的驱动器。由于在存取次数方面的主要优点，优选CAV原则用于许多数据存储装置中。将光、磁、磁光或其它写入和/或读取单元(未示出)移至与存储介质5的预定距离。跟踪功能允许将数据写入旋转存储介质5的整个区域中和/或从旋转存储介质5的整个区域中读出，这通过电动机和支撑单元6来驱动和支撑。为了获得高存储密度，如以图3中放大的细节的形式所示，浮动块/弹簧臂组件5用作写入和/或读取单元的支撑。当存储介质5旋转时，在由浮动块42与存储介质5之间的空气减震器产生的提升力和弹簧臂41的接触压力之间形成力平衡。这根据浮动块类型和应用类型，导致了浮动块42与存储介质5之间约10纳米至约3微米的距离。为了使得能够确保写入和/或读取单元能够读取和/或写入数据，应当保持该距离在存储介质5的整个区域上实质上是恒定的。当使用CAV原理时，浮动块42与存储介质5之间的距离随当前正在存取的存储介质5的半径而变化。由空气减震器产生的提升力随正在浮动块42下旋转的存储介质5的线速度而增加。浮动块42与存储介质5之间的距离、以及因此写入和/或读取单元与存储介质5之间的距离也增加了。该距离的改变对写入和/或读取单元的操作产生不利影响，必须进行补偿。这通过简单的机械设计来实现。在安装了写入和/或读取单元的支架3的引导件1上，设置引导件1，使其相对于存储介质5的表面轻微地倾斜，以这样的方式精确地使得移动浮动块/弹簧臂74的附件单元(attachment unit)2更加靠近存储介质5上的较大半径的表面。这增加了浮动块42上的弹簧臂41的弹簧预应力，使得在存储介质5上存取较大半径时实质上补偿了浮动块42上增加的提升力。
用于浮动块/弹簧臂组件4的导杆1的可变倾斜度和附件单元2的可变倾斜度使得能够调整不同的浮动块/弹簧臂配置4的补偿。
权利要求
1.一种用于存储介质(5)的驱动器，以恒定的角速度驱动所述驱动器，所述驱动器具有浮动块(42)，所述浮动块(42)通过弹簧臂(41)附着在支架(3)上，并且悬浮在所述旋转存储介质(5)之上或之下的空气减震器上；以及引导件(1)，用于相对于所述存储介质(5)引导所述支架(3)，其中，所述引导件(1)被设置成引导所述弹簧臂(41)到所述支架(3)的附着点，使附着点随所述存储介质(5)的半径的增加而更靠近所述存储介质(5)的表面。
2.如权利要求1所述的驱动器，其中，所述引导件(1)是相对于所述存储介质的表面倾斜的线性引导件。
3.如权利要求2所述的驱动器，其中，所述引导件(1)相对于所述存储介质(5)表面的倾斜度是可变的。
4.如权利要求2或3所述的驱动器，其中，所述引导件(1)与所述存储介质(5)表面之间的距离是可变的。
5.一种用于从存储介质中读取和/或写入存储介质的装置，其中，所述装置具有如权利要求1至4之一所述的驱动器。
全文摘要
本发明涉及一种具有恒定悬空高度的浮动块(42)，用于以恒定角速度进行操作的光驱动器。本发明的目的是提供一种简单和价廉的方案以允许在存储介质(5)的整个区域上，保持浮动块(42)的悬空高度实质上恒定，尽管在以恒定角速度进行操作期间线速度是可变的。根据本发明，通过一种用于存储介质(5)的驱动器来实现该目的，以恒定的角速度驱动所述驱动器，所述驱动器具有浮动块(42)，所述浮动块(42)通过弹簧臂(41)附着在支架(3)上，并且悬浮在旋转的存储介质(5)之上或之下的空气减震器上；以及具有引导件(1)，用于相对于支架(3)引导存储介质(5)，其中，设置引导件(1)，使得引导弹簧臂(41)到支架(3)的附着点，使附着点随存储介质(5)的半径的增加而更靠近存储介质(5)的表面。
文档编号G11B5/60GK1938768SQ200580009754
公开日2007年3月28日 申请日期2005年1月24日 优先权日2004年4月8日
发明者斯蒂芬·克纳普曼, 于尔根·普斯纳 申请人:汤姆森许可贸易公司