修正硬盘驱动器写头的定位误差的制作方法

专利名称：修正硬盘驱动器写头的定位误差的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及修正硬盘驱动器(HDD)的写头的定位误差的途径。
背景技术：
硬盘驱动器是容纳在保护性外壳中的非易失性(non-volatile)存储装置，在具 有磁性表面的一张或多张圆盘(盘也可称为碟)上存储数字编码数据。当硬盘驱动器工作 时，每张磁记录盘通过心轴系统快速旋转。使用通过致动器定位在盘上方特定位置的读/ 写头来对磁记录盘进行数据读写。读/写头使用磁场来对磁记录盘的表面进行数据读写。由于磁偶极子场随距磁极 的距离迅速减小，读/写头与磁记录盘表面之间的间隔必须严格控制。为了在读/写头与 磁记录盘表面之间提供一致的距离，致动器在磁记录盘旋转的同时，依赖硬盘驱动器外壳 内的空气压力，来将读/写头支承在距磁记录盘表面适当距离的地方。因此，读/写头被说 成“飞行”在磁记录盘表面上方。也就是说，旋转的磁记录盘所带来的空气迫使头离开磁记 录盘的表面。当磁记录盘停止旋转时，读/写头必须“着陆”或者“置于别处”。硬盘驱动器的写头将数据记录到磁记录盘表面上的一系列同心轨道中。当写头向 磁记录盘的目标轨道(desired track)写入数据时，重要的是写头定位成靠近目标轨道，否 则可能导致拥挤事件(squeeze event)，可能危害数据完整性和流量，在极端情况下，可能 导致硬错误和数据损失。拥挤事件发生在写头写入数据过于靠近相邻轨道或者与相邻轨道 重叠时，使得没有足够的相邻轨道留下来，供读头进行适当的读取。可在磁记录盘的每条轨道中记录基准标识(references marker)。这些基准标识 称为伺服信息。为了在写入数据时帮助写头适当定位，硬盘驱动器采用伺服机械控制环，通 过使用存储在磁记录盘上的伺服信息，来使写头保持在正确的位置。当读头读取伺服信息 (读取的伺服信息可称为定位误差信号或PES)时，可通过伺服处理器确定头的相对位置， 以在必要时能够调节头相对于目标轨道的位置。在典型硬盘驱动器所采用的伺服机械控制环中，通常能以高精度知悉读/写头的 位置，然而例如固定有读/写头的头臂组件(HAA)等硬盘驱动器的机械零件移动的较慢的 反应时间，导致难以准确和迅速地修正读/写头的定位误差。随着磁记录盘上轨道密度的增加，拥挤事件的概率也增加。因此，以覆写法 (shingle writing)写入数据时特别容易发生拥挤事件，因为覆写法通常只用于轨道密度 极高的系统中。在覆写法中，当写入紧邻的数据轨道时，各数据轨道被部分覆写。

发明内容
提供了用于修正硬盘驱动器的写头(本文又称为磁记录头)的定位误差的技术。 根据本发明的一个实施例，硬盘驱动器包括电流调节部件。所述电流调节部件，响应于磁记 录头的当前位置不在目标位置这一判定，改变提供至硬盘驱动器的磁记录头的电流量，以 改变磁记录头生成的写入磁场的强度。例如，响应于磁记录头的当前位置比磁记录头的目标位置更远离当前被写轨道的边缘这一判定，电流调节部件增大供给至磁记录头的电流， 以增加写入磁场的强度。写入磁场强度的改变使磁记录头所写入的数据位于磁记录盘上的 目标位置。在本发明另一实施例中，硬盘驱动器包括激光器。所述激光器构造成发射激光 束到磁记录盘的表面上，以对磁记录盘的表面的一部分进行加热，以使该表面的受热部分 更容易受到磁记录头生成的写入磁场的影响。可响应于磁记录头的当前位置不在目标 或最佳位置(因此写入磁场的强度要么大于目标值要么小于目标值)这一判定，调节供 给至激光器的电能。通过调节供给至激光器的电能，能调节激光器所生成的激光束的加 热效果，并且能改变磁记录盘表面上数据意欲写入位置的温度，从而能够根据写入磁场 相对于盘表面上数据写入目标位置的当前强度来设定盘的磁性表面对写入磁场的敏感性 (susceptibility)。这种实施例还可采用电流调节部件，可协同通过电流调节部件对供给 至磁记录头的写入电流的调节来调节供给至激光器的电能，以使磁记录头写入的数据位于 磁记录盘上的目标位置。在本发明另一实施例中，硬盘驱动器包括微型机械致动器。微型机械致动器相对 于头臂组件移动磁记录头，同时使磁记录头与磁记录盘表面之间的距离保持固定。这样，响 应于磁记录头的当前位置比预期目标更远离当前被写轨道的边缘这一判定，微型机械致动 器能够使磁记录头移动靠近目标位置，以增加写入磁场相对于磁记录盘表面上数据期望写 入的位置的强度。写入磁场强度的相对变化使磁记录头所写入的数据位于磁记录盘上的目 标位置。请注意，微型机械致动器不改变磁记录头所生成的写入磁场的强度，但是通过微型 机械致动器沿垂直于磁记录盘表面的方向移动磁记录头，微型机械致动器能够调节写入磁 场对磁记录盘表面上数据意欲写入的位置来说的相对强度。在一实施例中，微型机械致动 器可与电流调节部件协同工作，以使磁记录头所写入的数据位于磁记录盘上的目标位置。在本发明另一实施例中，硬盘驱动器包括微型飞行高度控制器。微型飞行高度控 制器构造成改变磁记录头与磁记录盘表面之间的距离，以改变写入磁场相对于磁记录盘表 面的强度。这样，响应于磁记录头的当前位置比预期目标更远离当前被写轨道的边缘这一 判定，微型飞行高度控制器能够使磁记录头移动靠近磁记录盘的表面，以增加写入磁场相 对于磁记录盘表面上的目标位置的强度。写入磁场相对于磁记录盘的目标位置的强度变化 使磁记录头所写入的数据位于磁记录盘上的目标位置。在一实施例中，微型飞行高度控制 器可与电流调节部件协同工作，以使磁记录头所写入的数据位于磁记录盘上的目标位置。以上描述只是某些实施例的示例，并非旨在列举或描述本发明的所有实施例。


本发明的实施例通过附图来例示而不是限制，在附图中相同引用标号指代相似元 件，附图中图1是本发明一实施例的覆写方法的图示；图2是本发明一实施例的示例性硬盘驱动器的俯视图；图3是本发明一实施例的头臂组件的俯视图；图4是本发明一实施例的伺服控制环的图示；图5示出了本发明一实施例的、接收相对较低电流量和相对较高电流量的写头所生成的写入磁场的轮廓；图6是本发明一实施例的包括电流调节部件的硬盘驱动器所执行的功能步骤的 流程图。
具体实施例方式下面描述修正硬盘驱动器(HDD)的写头(也称为磁记录头)的定位误差的途径。 在以下描述中，为说明起见，将阐明多个特定细节，以便充分理解本文所提供的本发明的实 施例。然而，应该明白的是，本文所提供的本发明的实施例也可在没有这些特定细节的情况 下实施。另外，众所周知的结构和装置将以框图形式示出，以避免不必要地模糊本文所提供 的本发明的实施例。本发明的实施例采用多种途径来修正硬盘驱动器磁记录头的定位误差。磁记录头 的位置可因多种原因而与被写数据轨道发生错位。例如，当磁记录头向磁记录盘写入数据 时，碰撞或移动硬盘驱动器可致使磁记录头发生错位。又如，在硬盘驱动器的正常工作过程 中，磁记录盘飞速旋转，可使空气在硬盘驱动器的壳体内循环。正常工作过程中磁记录盘的 旋转或者气流的循环可能使磁记录头略微错位。本发明的实施例采用多种途径来修正硬盘驱动器的磁记录头的定位误差，使得尽 管磁记录头的位置并非最佳，但可通过调节磁记录头所生成的写入磁场的强度、写入磁场 对磁记录盘上的目标写入位置的相对强度、或者磁记录盘对写入磁场的敏感性，来确保磁 记录头将数据写入磁记录盘表面上的目标位置。人们已经知道，使用覆写方法来写入数据 特别容易将数据写到非目标位置，因为覆写法通常只用于轨道密度极高的系统。因此，使用 覆写方法来写入数据的硬盘驱动器可采用本发明的实施例，以避免拥挤事件或者以其它方 式将数据写到非目标位置。覆写法(shingle writing)下面将对覆写法进行描述，以帮助理解可采用这些实施例的特定背景。图1是本 发明一实施例的覆写方法的图示100。在覆写法中，每条数据轨道均在紧邻的数据轨道被写 入时，被部分覆写。如图1所示，在覆写法中，每条轨道在最初写成时具有相对较大的宽度 (例如见轨道110)，但是一旦该轨道被紧邻的数据轨道部分覆写后，则被覆写的轨道变窄， 例如轨道112已被轨道110部分覆写。通常，窄数据轨道要求将数据写入窄数据轨道的磁记录头也窄。然而，窄磁记录头 一般生成较弱的写入磁场，因此与较强的写入磁场相比，难以穿透或影响磁记录盘。覆写法解决并克服了该问题。在覆写法中，磁记录头可生成比每条数据轨道可能 建议的宽度更大的写入磁场。由于在覆写法中每条数据轨道均被紧邻的数据轨道部分覆 写，所以数据轨道的初始宽度可大于数据轨道被部分覆写后所得的宽度。因此，在覆写法中 由磁记录头生成的写入磁场的强度能强到足以穿透并适当影响磁记录盘。即使写入磁场的 强度足以影响比期望更大的磁记录盘表面面积，也可在数据轨道被紧邻的数据轨道部分覆 写时，将数据轨道的宽度调节的更窄。在一实施例中，磁记录头只使用它的一个角部来将数据写入磁记录盘的一条或多 条覆写轨道(shingled track)中。例如，图1示出了磁记录头120将数据写入多条覆写轨 道的情形。磁记录头120只使用角部来生成写入磁场。图1中示出了磁记录头120所生成的写入磁场的轮廓的放大视图130。有关覆写法的其它细节可在Kasiraj等人发明的美国专利No. 6967810中获得，其 内容通过引用并入本文用于各种目的，就如同在本文中完全说明一样。上面描述了覆写法， 下面将对本发明实施例的示例性硬盘驱动器进行实体描述。本发明示例性实施例的实体描述参考图2，根据本发明一实施例，示出了硬盘驱动器200的俯视图。图2示出了包 括滑块210b的硬盘驱动器的部件的功能配置，其中滑块210b包括磁记录头210a。硬盘驱 动器200包括至少一个头架组件(HGA) 210，头架组件210包括头210a、附接至头210a的前 置悬架210c、以及附接至滑块210b的负载梁210d，滑块210b在其远端包括头210a，滑块 210b在负载梁210d的远端处附接至负载梁210d的架部(gimbal portion)。硬盘驱动器 200还包括可旋转地安装至心轴224的至少一个磁记录盘220、和附接至心轴224以使盘 220旋转的驱动电机(未示出)。头210包括写入元件即所谓的写入器、和读取元件即所谓 的读取器，分别用于在硬盘驱动器200的盘220上写入信息和读取信息。盘220或多张盘 (未示出)可通过盘夹持器228固定至心轴224。硬盘驱动器200还包括附接至头架组件 210的臂232 ；托架234 ；包括电枢236的音圈电机(VCM)，电枢236包括附接至托架234的 音圈240 ；和定子244，定子244包括音圈磁体(未示出)，其中所述音圈电机的电枢236附 接至托架234并构造成使臂232和头架组件210移动以访问盘220的各部分，托架234隔 着枢转轴承组件252安装至枢转轴248。再参考图2，根据本发明一实施例，柔性电缆256提供电信号，例如供给至音圈电 机的音圈240的电流以及PMR(垂直磁记录)头210a的读写信号等。柔性电缆256与头 210a之间的相互连接可由臂电子装置(AE)模块260来提供，臂电子装置模块260可具有 用于读取信号的板上前置放大器、以及其它读取通道和写入通道电子部件。柔性电缆256 耦接至电连接器部264，电连接器部264通过硬盘驱动器壳体268所设置的电馈通装置 (feedthroughs，未示出)来实现电通信。硬盘驱动器壳体268 (也称为铸壳，取决于硬盘驱 动器壳体是否为铸件)，与硬盘驱动器盖(未示出)一起为硬盘驱动器200的信息存储部件 提供密封的保护性外壳。再参考图2，根据本发明一实施例，其它电子部件(未示出)，其包括盘控制器和包 括数字信号处理器(DSP)的伺服电子装置，向驱动电机、音圈电机的音圈240和头架组件 210的头210a提供电信号。提供至驱动电机的电信号使驱动电机旋转，以向心轴224提供转 矩，该转矩进而被传送至通过盘夹持器228固定至心轴224的盘220，从而使盘220沿方向 272旋转。旋转的盘220生成一层气垫，该气垫起支承滑块210b的气承表面(ABS)的气承的 作用，以使滑块210b能够在不与记录信息的盘220的薄磁性记录介质接触的情况下，飞行 在盘220的表面的上方。提供至音圈电机的音圈240的电信号使头架组件210的头210a能 够访问记录信息的轨道276。因此，音圈电机的电枢236沿弧280摇摆，使得通过臂232附接 电枢236的头架组件210能够访问盘220上的各条轨道。信息被存储在盘220上的多条同 心轨道(未示出)中，这些同心轨道布置在盘220上的扇区中，例如扇区284。相应地，每条 轨道由多个扇区轨道部组成，例如扇区轨道部288。每条扇区轨道部288由记录数据和起始 码(header)组成，起始码包含误差修正码信息和伺服脉冲信号模式(servo-burst-signal pattern)，伺服脉冲信号模式例如为ABCD伺服脉冲信号模式，是用于识别轨道276的信息。访问轨道276时，头架组件210的头210a的读取元件读取伺服脉冲信号模式，伺服脉冲信 号模式向伺服电子装置(servo electronics)提供定位误差信号(PES)，伺服电子装置控 制提供至音圈电机的音圈240的电信号，使得头210a能够跟踪(follow)轨道276。当找到 轨道276并识别出特定扇区轨道部288后，头210a基于盘控制器从例如计算机系统的微处 理器等外部设备收到的指令，对轨道276进行数据读取或者数据写入。本发明的实施例还包括以下硬盘驱动器200，该硬盘驱动器200包括头架组件 210、可旋转地安装在心轴224上的盘220、附接至头架组件210的臂232，头架组件210包 括滑块210b，滑块210b包括头210a。本发明的实施例可在硬盘驱动器200的环境内并入 过滤器，用于过滤硬盘驱动器外壳内的空气传播的微粒。相似地，本发明的实施例可在头架 组件210的环境内并入过滤器，用于过滤硬盘驱动器外壳内的空气传播的微粒。下面参考图3，根据本发明一实施例，示出了包括头架组件210的头臂组件(HAA) 的俯视图。图3示出了头臂组件相对于头架组件210的功能配置。头臂组件包括臂232和 头架组件210，头架组件210包括滑块210b，滑块210b包括头210a。头臂组件在臂232处 附接至托架234。在硬盘驱动器具有多张盘或碟(本领域有时也将盘称为碟)的情况下， 托架234称作“E形部”或“梳状部(comb) ”，因为托架布置成承载一组臂，使得其外观像梳 子。如图3所示，音圈电机的电枢236附接至托架234，而音圈240附接至电枢236。臂电 子装置(AE) 260可附接至托架234，如图所示。托架234隔着枢转轴承组件252安装至枢转 轴 248。在本发明一实施例中，硬盘驱动器200可包括电流调节部件(未示出)。电流调 节部件是能够改变供给至头210a的电流量以改变头210a所生成的写入磁场的强度的电部 件。写头电流由安装在移动致动器上的电子装置(写入驱动器)提供。调节写入电流的信 号将由写入驱动器从安装在电子卡上的硬盘控制器(HDC)中接收。调节量在硬盘控制器中 计算，其关闭伺服控制环以保持准确的轨道跟踪。写入驱动器可采用数字接口或模拟接口。如果采用了数字接口，则在一实施例中， 数字接口应该经常更新，以适应高带宽轨道跟踪。或者，如果采用了模拟接口，则在一实施 例中，可使用专用的模拟控制线来适应高带宽轨道跟踪。电流调节部件可位于硬盘驱动器200内能够使电流调节部件改变供给至头210a 的电流量的任意位置，例如写入驱动器安装在移动致动器上。在本发明一实施例中，硬盘驱动器200可包括微型机械致动器(未示出)。微型机 械致动器可位于硬盘驱动器200内的任意位置，该位置使微型机械致动器能够相对于头臂 组件300移动头210a，同时使头210a与磁记录盘表面之间的距离保持固定。例如，在一实 施例中，微型机械致动器可集成到悬架中，或者位于悬架与滑块210b之间。在本发明一实施例中，硬盘驱动器200可包括微型飞行高度控制器(未示出)。微 型飞行高度控制器可位于硬盘驱动器200内使微型飞行高度控制器能够改变头210a与磁 记录盘表面之间的距离的任意位置。例如，在一实施例中，微型飞行高度控制器可集成到头 210a中。在一实施例中，微型飞行高度控制器可采用小电阻(未示出)来提供热量以使滑 块的一部分膨胀并移动靠近盘面，从而改变头210a与磁记录盘表面之间的距离。在本发明一实施例中，硬盘驱动器200可包括激光器(未示出)。激光器可位于 硬盘驱动器200内的任意位置，该位置使激光器能够发射激光束到磁记录盘表面上头210a试图进行写入的位置。例如，在一实施例中，激光器可集成到滑块210b的背面上并对滑块 210b进行额外的电连接，或者激光器可远处于臂或卡上而通过光学纤维或光学波导管将光 引导至滑块210b。上面已对本发明实施例的示例性硬盘驱动器进行了实体描述，将不再描述关于修 正头210a的空间定位误差的过程的附加细节。改变电流以处理头定位误差图4是本发明一实施例的伺服控制环400的图示。伺服控制环400是指由硬盘驱 动器200内的伺服机构实施的使用误差传感反馈来修正磁记录头(例如头210a)的位置的 过程。使用伺服控制环400，本发明的实施例能修正头210a的空间定位误差，使得尽管头 210a的当前位置并非最佳位置，但数据仍然能够写入磁记录盘的目标轨道。如图4所示，伺服控制器410通过处理头210a读取的定位误差信号(PES)，来接收 关于头210a的当前位置的信息。通过处理定位误差信号，伺服控制器410能够以高精度确 定头210a的空间位置。扰动(disturbances)可使头210a偏离对磁记录盘写入数据所期 望的或最佳的空间位置。这时，伺服控制器410能通过处理头210a读取的定位误差信号， 而得知头210a发生了定位错误。如果伺服控制器410判定头210a的当前位置需要调节，则伺服控制器410可与电 流调节部件420、一个或多个机械致动器430、或电流调节部件420和一个或多个机械致动 器430两者进行通信，以确保头210a所生成的写入磁场能够影响磁记录盘上的目标位置。电流调节部件420是指通过调节供给头210a的电流来调控头210a所生成的磁场 强度的任意机构。因此，电流调节部件420能够在头210a相对于头臂组件300不发生丝毫 物理移动的情况下，改变头210a所生成的写入磁场的强度。采用电流调节部件420的实施 例能够通过使用电流调节部件420调节供给至头210a的电流，来修正头210a的定位的高 频率误差。在一实施例中，电流调节部件420不影响从磁记录盘读取数据，而影响向磁记录 盘写入数据。机械致动器430是指能够使头210a的空间位置相对于头臂组件300或磁记录盘 表面重新定位的任意机构。机械致动器430不改变头210a所生成的写入磁场的强度，然而 通过物理地移动头210a，对于磁记录盘上的目标写入位置来说，能改变头210a所生成的写 入磁场的相对强度。机械致动器430的三个示例是主旋转致动器432、微型机械致动器434 和微型飞行高度控制器436 (请注意，微型飞行高度控制器436影响垂直于盘面的垂直调 节)。由于调节供给至头210a的电流能比移动硬盘驱动器的机械部分进行得更快，所 以机械致动器通常比电流调节部件420慢。实际上，由于电流的调节或改变可几乎在瞬间 完成，所以电流调节部件420能够非常快速地改变头210a所生成的写入磁场的强度。例如， 在一实施例中，机械致动器430可具有百分之几(few hundredths)微秒左右的反应时间， 而电流调节部件420能够在几纳秒左右内改变对头210a的电流供给，从而影响头210a所 生成的写入磁场强度。根据本发明的实施例，头210a理想地生成了具有陡边界(sharpboundary)、陡梯 度(sharp gradient)、并在角部具有陡急弯半径(sharp, tightradius)的写入磁场。图1 中的放大视图130示出了这种写入磁场。具有这些特性的写入磁场能更有效地向磁记录盘上的数据轨道写入数据。头210a所生成的写入磁场的轮廓部分地由头210a的生成写入磁场的部分的形状 限定出。此外，写入磁场的轮廓受与盘软底层(disk softunderlayer)的距离和盘软底层 的特性的影响。写入磁场的强度和尺寸由供给至头210a的电流量确定。通过增加供给至 头210a的电流，写入磁场的轮廓发生膨胀；相反，通过减少供给至头210a的电流，写入磁场 的轮廓发生收缩。例如，图5示出了根据本发明一实施例的、接收相对较低电流量和相对较高电流 量的写头所生成的写入磁场的轮廓。如图5所示，头角磁极末端(comer head pole-tip) 510 被供给的电流量比头角磁极末端520的低。因此，头角磁极末端510所生成的写入磁场的 轮廓半径比头角磁极末端520所生成的写入磁场的轮廓半径小。此外，如图5所示，通过增 加供给至写头的电流量，写头所生成的写入磁场的数据写入位置可进一步远离写头。例如， 图5示出了轨道偏移(track shift)，其使数据写入位置在头角磁极末端520所生成的写入 磁场图示中，进一步远离写头。在一实施例中，电流调节部件420可在最小到最大电流的范围内调节供给至头 210a的电流。如果头210a被供给过多的电流，则头210a饱和，并且写入磁场的轮廓膨胀过 大，以致不能有效地向磁记录盘的轨道写入数据。另一方面，如果供给至头210a的电流过 低，则头210a所生成的写入磁场的轮廓过于靠近头210a，以致不能有效地向磁记录盘的轨 道写入数据。因此，本发明的实施例可如此实施电流调节部件420，使得它将供给至头210a 的电流调控在电流的最小水平与最大水平之间，从而使头210a能够生成有效的写入磁场。在一实施例中，电流调节部件420可调制供给至头210a的电流的整体大小。例如， 电流调节部件420可将供给至头210a的电流调制在约士 10 15毫安之间。为了描述多个示例性机械致动器430，本发明一实施例的硬盘驱动器将包括主旋 转致动器432。主旋转致动器432是指负责使头臂组件(HAA) 300旋转以将头210a定位到 磁记录盘的目标位置上方的机械致动器。例如，主旋转致动器432可对应于或实施为音圈 电机(其包括电枢236，电枢236包括附接至托架234的音圈240)和定子244 (其包括音圈 磁体)。本发明的实施例视情况可包括微型机械致动器424。微型机械致动器424相对于 头臂组件(HAA) 300移动头210a，同时使头210a与磁记录盘表面之间的距离保持固定。当 头210a相对于磁记录盘表面上的数据写入位置写入数据时，微型机械致动器424可在头 210a写入数据时使头210a移动靠近待头210a占据的目标位置(同时使头210a与磁记录 盘表面之间的距离保持固定)，以增加写入磁场的强度。写入磁场的强度对于磁记录盘表面 上的目标写入位置来说的相对变化使头210a写入的数据位于磁记录盘上的目标位置(例 如目标轨道)。本发明的实施例视情况还可包括微型飞行高度控制器436，其将在下面名为“微型 飞行高度控制器”的部分详细描述。本发明的实施例可采用电流调节部件420、主旋转致动器432、微型机械致动器 434和微型飞行高度控制器436中的一个或多个。这些部件可彼此协同工作以使头210a 写入的数据位于磁记录盘上的目标位置。因此，本发明的某些实施例可包括电流调节部件 420、主旋转致动器432、微型机械致动器434和微型飞行高度控制器436中的一个或多个，而本发明的另一些实施例可不包括电流调节部件420、微型机械致动器434和微型飞行高 度控制器436中的一个或多个。下面将参考图6来说明本发明实施例的操作，图6是本发明一实施例的包括电流 调节部件420的硬盘驱动器所执行的功能步骤的流程图600。在步骤610中，判定头210a的 当前位置不在目标或最佳位置。在一实施例中，可通过硬盘驱动器所采用的伺服控制环中 的伺服控制器410做出步骤610的判定。如上所述，当头210a的当前位置不在目标或最佳 位置时，伺服控制器410可通过处理由头210所读取的定位误差信号(PES)而得知头210a 发生了定位错误。当判定头210a的当前位置不在目标或最佳位置后，处理进入步骤620。在步骤620中，改变头210a所生成的写入场的强度或影响，以补偿头210a的当前 位置。例如，响应于磁记录头的当前位置比磁记录头的目标位置更远离当前被写轨道的边 缘这一判定，电流调节部件420增大供给至头210a的电流以增加写入磁场的强度。另一方 面，响应于磁记录头的当前位置比起磁记录头的目标位置过于靠近当前被写轨道的边缘这 一判定，电流调节部件420减少供给至头210a的电流以减小写入磁场的强度。写入磁场强 度的改变使磁记录头所写入的数据位于磁记录盘上的目标位置(例如目标轨道)。这样，尽 管头210a的当前位置并非最佳或目标位置，仍然能够将数据写入磁记录盘上的目标位置。在一实施例中，步骤620可通过电流调节部件420来执行。如上所述，电流调节部 件420能调节供给至头210a的电流量，使头210a所生成的写入磁场的强度发生改变，以补 偿头210a的当前位置。在另一实施例中，步骤620可通过与例如主旋转致动器432、微型机械致动器434 或微型飞行高度控制器436等机械致动器协同工作的电流调节部件420来执行。在这种实 施例中，电流调节部件420能调节供给至头210a的电流量以改变头210a所生成的写入磁 场的强度，同时主旋转致动器432、微型机械致动器434或微型飞行高度控制器436中的一 个或多个使头210a的位置移动靠近目标或最佳位置。这样，电流调节部件420和一个或多 个机械致动器能一起工作，以调节头210a所生成的写入磁场相对于磁记录盘上的数据期 望写入的目标位置的强度，来补偿头210a的当前位置。在另一实施例中，在步骤620中，可使用激光器400来对磁记录盘表面的一部分进 行加热，以使该表面的受热部分更容易受到磁记录头所生成的写入磁场的影响。这种实施 例将在下面名为“采用激光器来修正定位误差”的部分中详细描述。本发明的实施例可采用电流调节部件420，通过使用头210a所生成的写入磁场， 来将数据写入磁记录盘的一条或多条覆写轨道(shingled track)。使用电流调节部件420 由头210a所写入的数据可包括但并非必须包括伺服数据。因此，本发明的实施例可使用电 流调节部件420将用户数据而不是伺服数据写入磁记录盘的一条或多条轨道，这些轨道可 以是但并非必须是覆写轨道。上面描述了根据本发明的某些实施例，如何克服头210a的当前空间位置的误差 以使数据写入磁记录盘上的目标位置，下面将讨论关于微型飞行高度控制器436的附加细 节。微型飞行高度控制器在本发明一实施例中，硬盘驱动器包括微型飞行高度控制器436。微型飞行高度控 制器436构造成改变头210a与磁记录盘表面之间的距离，以改变写入磁场相对于磁记录盘表面的强度。在一实施例中，微型飞行高度控制器436可只使头210a与磁记录盘表面之间 的距离改变几纳米左右。响应于图6中步骤610的、头210a的当前位置不在将数据写入磁记录盘表面上的 特定位置所期望的或最佳的位置这一判定，当进行步骤620时，微型飞行高度控制器436能 使头210a移动靠近或远离磁记录盘的表面，以改变写入磁场相对于磁记录盘表面上的数 据期望写入的位置的强度。例如，如果头210a的当前位置比目标或最佳位置更远离磁记录 盘表面上的数据期望写入的位置，则微型飞行高度控制器436可使头210a移动靠近磁记录 盘的表面，以增加写入磁场相对于磁记录盘表面上的数据期望写入的位置的强度。另一方 面，如果头210a的当前位置比目标或最佳位置更靠近磁记录盘表面上的数据期望写入的 位置，则微型飞行高度控制器436可使头210a移动远离磁记录盘的表面，以减小写入磁场 相对于磁记录盘表面上数据期望写入的位置的强度。写入磁场强度的改变使磁记录头所写 入的数据位于磁记录盘上的目标位置。在一实施例中，即使头210a的当前位置与磁记录盘表面之间的距离已经是最佳 或期望长度，也可使用微型飞行高度控制器436通过改变头210a与磁记录盘表面之间的距 离来修正头210a的对齐(alignment)误差。这样，尽管头210a与磁记录盘表面之间是最 佳或期望距离，也可改变头210a所生成的写入磁场相对于磁记录盘上的数据期望写入的 目标位置的强度。本发明的采用了微型飞行高度控制器436的实施例还可但并非必须采用电流调 节部件420。采用激光器来处理定位误差在一实施例中，硬盘驱动器200可包括激光器400。激光器400可位于硬盘驱动器 200内的任意位置，该位置使激光器400能够发射激光束到磁记录盘表面上头210a试图进 行写入的位置。例如，在一实施例中，激光器可集成到滑块210的背面上并对滑块210b进 行额外的电连接，或者激光器可远处于臂或卡上。在一实施例中，激光器400发出的激光束 通过光学纤维或通过光学波导管引导至滑块210b。在一实施例中，激光器400可发射指向磁记录盘表面上数据意欲写入的位置的连 续激光束。本发明的实施例可采用激光器400，通过向硬盘驱动器200提供对磁记录盘表面 的一部分的加热温度以及受热区域尺寸的控制，来协助将数据写入磁记录盘的过程。磁记 录盘表面的温度与向磁记录盘的受热部进行写入所需的写入磁场强度之间存在独特的关 系。可通过调节供给至激光器400的电能，来调节激光器400所生成的激光束的加热效果。 可通过调节磁记录盘表面被加热到的温度，来改变向受热位置进行写入所需的写入磁场强 度。这样，响应于头210a的当前位置距当前被写轨道的边缘比期望的远(因此写入磁 场强度比期望的小)这一判定，激光器400能以预定量增加供给至激光器400的电能，以向 磁记录盘表面上头210a试图写入数据的位置发射更强的激光束。供给至激光器400的电 能的增加量是增加激光器400所生成的激光束的加热效果以使盘上的目标写入位置容易 受到写入磁场相对于目标写入位置的当前强度的影响所必需的电能量。这样，使用激光器 400来加热磁记录盘表面的一部分能够补偿处于生成比意欲写入磁场弱的写入磁场的空间 位置的头210a，从而使数据能够写入磁记录盘表面上的目标位置。相似地，响应于头210a的当前位置距当前被写轨道的边缘比期望的近(因此写入磁场强度比期望的强)这一判 定，激光器400能以预定量减少供给至激光器400的电能，以向磁记录盘表面上头210a试 图写入数据的位置发射更弱的激光束。供给至激光器400的电能的减少量是减小激光器 400所生成的激光束的加热效果以使盘上的目标写入位置适当地容易受到写入磁场相对于 目标写入位置的当前强度的影响所必需的电能量。在一实施例中，伺服控制器410操作激光器400，因此具有控制供给至激光器400 的电能的能力。例如，伺服控制器410可通过调节供给至激光器400的电流或电压，来调节 供给至激光器400的电能。供给至激光器400的电能与激光器400生成的激光束所加热的 区域的所得尺寸之间存在直接的关系。这样，就能通过伺服控制器410来动态控制受热区 域的温度和受热区域的尺寸。磁记录盘受到激光器加热的部分的热梯度特性和最终尺寸将 由激光束的强度以及磁记录盘的传热率来确定。采用了激光器的实施例还可采用电流调节部件。在这种实施例中，伺服控制器410 可使用激光器协同电流调节部件420和/或机械致动器430，来使磁记录头所写入的数据位 于磁记录盘上的目标位置。在上述说明中，参考多个特定细节来描述了本发明的实施例，这些细节可根据实 施方式而变化。因此，本发明是什么以及申请人所预期的发明是什么的唯一且排他的指标， 是本申请提出时以提出时的特定形式给出的权利要求书，包括所有后续修改。本文所特别 阐明的用于包含在权利要求书中的术语的任意定义将支配用在权利要求书中的该术语的 意思。因此，权利要求书中未明确引用的限制、元件、性质、特征、优势或属性将不能以任意 方式来限制权利要求的范围。因此，说明书和附图只起示例作用，而不是用于限制本发明。
权利要求
一种硬盘驱动器，包括外壳；磁记录头；可旋转地安装在心轴上的磁记录盘；驱动电机，安装在所述外壳中，具有附接至所述心轴用于旋转所述磁记录盘的电机轴；音圈电机，构造成使所述磁记录头移动以访问所述磁记录盘的各部分；盘控制器，构造成与所述磁记录头和所述音圈电机进行通信，并且构造成指示所述磁记录头将数据写入所述磁记录盘的一条或多条覆写轨道中；和电流调节部件，响应于所述磁记录头的当前位置不在目标位置这一判定，所述电流调节部件改变供给至所述磁记录头的电流量，以改变所述磁记录头生成的写入磁场的强度，而所述写入磁场的强度变化使所述磁记录头写入的数据位于所述磁记录盘上的目标位置。
2.如权利要求1所述的硬盘驱动器，其中，所述硬盘驱动器还包括微型机械致动器，所述微型机械致动器相对于头臂组件移动所述磁记录头，同时使所 述磁记录头与所述磁记录盘的表面之间的距离保持固定，并且所述微型机械致动器与所述 电流调节部件协作，以使所述磁记录头写入的数据位于所述磁记录盘上的目标位置。
3.如权利要求1所述的硬盘驱动器，其中，所述磁记录头只使用所述磁记录头的角部， 来将数据写入所述磁记录盘的一条或多条覆写轨道中。
4.如权利要求1所述的硬盘驱动器，其中，响应于所述磁记录头的当前位置比所述磁 记录头的目标位置更加远离当前被写轨道的边缘这一判定，所述电流调节部件增大供给至 所述磁记录头的电流，以增加所述写入磁场的强度。
5.如权利要求1所述的硬盘驱动器，其中，响应于所述磁记录头的当前位置比所述磁 记录头的目标位置更靠近当前被写轨道的边缘这一判定，所述电流调节部件减少供给至所 述磁记录头的电流，以减小所述写入磁场的强度。
6.如权利要求1所述的硬盘驱动器，其中，被所述磁记录头写入一条或多条覆写轨道 中的数据包括除伺服数据外的数据。
7.如权利要求1所述的硬盘驱动器，其中，所述硬盘驱动器还包括微型飞行高度控制器，所述微型飞行高度控制器构造成改变所述磁记录头与所述磁记 录盘的表面之间的距离，以改变所述写入磁场相对于所述磁记录盘的表面的强度，并且所 述微型飞行高度控制器与所述电流调节部件协作，以使所述磁记录头写入的数据位于所述 磁记录盘上的目标位置。
8.如权利要求1所述的硬盘驱动器，其中，所述硬盘驱动器还包括激光器，所述激光器构造成发射激光束到所述磁记录盘的表面上，以对所述磁记录盘 的表面的一部分进行加热，以使所述表面的所述部分更容易受到所述写入磁场的影响；并 且能够改变供给至所述激光器的电能，以调节所述磁记录盘的表面的受热部分对所述写入 磁场的敏感性；并且所述激光器与所述电流调节部件协作，以使所述磁记录头写入的数据 位于所述磁记录盘上的目标位置。
9.如权利要求8所述的硬盘驱动器，其中，所述硬盘驱动器还包括滑块，并且所述激光 器集成到所述滑块的背面上。
10.如权利要求8所述的硬盘驱动器，其中，所述激光器位于滑块的外部，并且激光束 通过光学纤维或通过光学波导管被引向目标位置。
11.一种硬盘驱动器，包括 夕卜壳；磁记录头；可旋转地安装在心轴上的磁记录盘；驱动电机，安装在所述外壳中，具有附接至所述心轴用于旋转所述磁记录盘的电机轴；音圈电机，构造成使所述磁记录头移动以访问所述磁记录盘的各部分； 盘控制器，构造成与所述磁记录头和所述音圈电机进行通信，并且构造成指示所述磁 记录头将数据写入所述磁记录盘的一条或多条覆写轨道中；和微型飞行高度控制器，所述微型飞行高度控制器构造成改变所述磁记录头与所述磁记 录盘的表面之间的距离，以改变所述磁记录头生成的写入磁场相对于所述磁记录盘的表面 的强度，并且所述写入磁场的强度变化使所述磁记录头写入的数据位于所述磁记录盘上的 目标位置。
12.如权利要求11所述的硬盘驱动器，其中，所述硬盘驱动器还包括电流调节部件，响应于从所述盘控制器接收的指令，改变供给至所述磁记录头的电流 量，以改变所述写入磁场的强度；并且微型机械致动器与所述电流调节部件协作，以使所述 磁记录头写入的数据位于所述磁记录盘上的目标位置。
13.如权利要求11所述的硬盘驱动器，其中，所述硬盘驱动器还包括微型机械致动器，所述微型机械致动器相对于头臂组件移动所述磁记录头，同时使所 述磁记录头与所述磁记录盘的表面之间的距离保持固定，并且所述微型机械致动器与所述 微型飞行高度控制器协作，以使所述磁记录头写入的数据位于所述磁记录盘上的目标位 置。
14.如权利要求11所述的硬盘驱动器，其中，所述硬盘驱动器还包括激光器，所述激光器构造成发射激光束到所述磁记录盘的表面上，以对所述磁记录盘 的表面的一部分进行加热，以使所述表面的所述部分更容易受到所述写入磁场的影响；并 且能够改变供给至所述激光器的电能，以调节所述磁记录盘的表面的受热部分对所述写入 磁场的敏感性；并且所述激光器与所述微型飞行高度控制器协作，以使所述磁记录头写入 的数据位于所述磁记录盘上的目标位置。
15.一种硬盘驱动器，包括 夕卜壳；磁记录头；可旋转地安装在心轴上的磁记录盘；驱动电机，安装在所述外壳中，具有附接至所述心轴用于旋转所述磁记录盘的电机轴；音圈电机，构造成使所述磁记录头移动以访问所述磁记录盘的各部分； 盘控制器，构造成与所述磁记录头和所述音圈电机进行通信，并且构 造成指示所述磁记录头将数据写入所述磁记录盘的一条或多条覆写轨道中；和激光器，所述激光器构造成发射激光束到所述磁记录盘的表面上，以对所述磁记录盘 的表面的一部分进行加热，以使所述表面的所述部分更容易受到所述写入磁场的影响；并 且能够改变供给至所述激光器的电能，以调节所述磁记录盘的表面的受热部分对所述写入 磁场的敏感性；而调节所述磁记录盘的表面的受热部分对所述写入磁场的敏感性使得所述 磁记录头写入的数据位于所述磁记录盘上的目标位置。
16.如权利要求15所述的硬盘驱动器，其中，所述硬盘驱动器还包括微型机械致动器，所述微型机械致动器相对于头臂组件移动所述磁记录头，同时使所 述磁记录头与所述磁记录盘的表面之间的距离保持固定，并且所述微型机械致动器与所述 激光器协作，以使所述磁记录头写入的数据位于所述磁记录盘上的目标位置。
17.如权利要求15所述的硬盘驱动器，其中，所述硬盘驱动器还包括微型飞行高度控制器，所述微型飞行高度控制器构造成改变所述磁记录头与所述磁记 录盘的表面之间的距离，以改变所述磁记录头生成的写入磁场相对于所述磁记录盘的表面 的强度，并且所述微型机械致动器与所述激光器协作以使所述磁记录头写入的数据位于所 述磁记录盘上的目标位置。
18.如权利要求15所述的硬盘驱动器，其中，所述硬盘驱动器还包括电流调节部件，响应于从所述盘控制器接收的指令，所述电流调节部件改变供给至所 述磁记录头的电流量，以改变所述磁记录头生成的写入磁场的强度；并且所述写入磁场的 强度变化使得所述磁记录头写入的数据位于所述磁记录盘上的目标位置；并且所述激光器 与所述电流调节部件协作以使所述磁记录头写入的数据位于所述磁记录盘上的目标位置。
19.如权利要求15所述的硬盘驱动器，其中，所述硬盘驱动器还包括滑块，并且所述激 光器集成到所述滑块的背面上。
20.如权利要求15所述的硬盘驱动器，其中，所述激光器位于滑块的外部，并且激光束 通过光学纤维或通过光学波导管被引向目标位置。
全文摘要
本发明涉及具有电流调节部件的硬盘驱动器。所述电流调节部件，响应于磁记录头的当前位置不在目标位置这一判定，改变供给至硬盘驱动器的磁记录头的电流量，以改变磁记录头生成的写入磁场的强度。例如，响应于磁记录头的当前位置比磁记录头的目标位置更远离当前被写轨道的边缘这一判定，电流调节部件增大供给至磁记录头的电流，以增加写入磁场的强度。写入磁场强度的改变使磁记录头所写入的数据位于磁记录盘上的目标位置。
文档编号G11B5/56GK101882444SQ20091026251
公开日2010年11月10日 申请日期2009年12月29日 优先权日2009年5月4日
发明者罗杰·W·伍德, 詹姆斯·T·奥尔森, 迈克尔·P·萨洛, 金振 申请人:日立环球储存科技荷兰有限公司