转盘存储装置和方法

专利名称：转盘存储装置和方法
技术领域：
本发明涉及磁盘装置、光磁盘装置和带有拾取头/滑块的其他转盘存储装置。更具体地说，涉及构造为可减少灰尘在其拾取头/滑块的空气轴承表面上沉积的转盘存储装置。
背景技术：
在磁盘装置中，在旋转的磁盘表面上产生的气流被引导至拾取头/滑块的空气轴承表面，以产生浮力，将该拾取头/滑块从磁盘表面升高一点。当从磁盘读出数据或将数据写入磁盘时，该拾取头/滑块以这种方式悬空。保持在该拾取头和磁盘表面之间的间隔必须尽可能地固定不变，因为它们之间的磁性耦合强度受该间隔的影响。另外，近年来由于拾取头/滑块有减小其悬空高度，并增加记录密度的趋势，因此要求更精确地控制该悬空高度，以防止磁盘和拾取头/滑块之间的接触。
当正浮力作用在与磁盘表面相反的拾取头/滑块的空气轴承表面上，以使该拾取头/滑块从磁盘表面升高时，由支承该拾取头/滑块的悬挂组件的影响，该拾取头/滑块接受向着该磁盘表面的负压载荷。其悬空高度稳定在该二个力互相平衡的水平上。磁盘的记录表面有许多轨道，它们是围绕主轴形成的同心的记录区域。一旦该拾取头/滑块位于指定的轨道上，则拾取头/滑块通过依次访问沿着圆形轨道形成的部分，就可从该部分读出数据或将数据写入该部分中。
磁盘具有连续地从最内的轨道至最外的轨道形成的同心轨道。根据距主轴中心的距离，在该记录表面上产生的气流速度发生变化。这使得作用在该空气轴承表面上的浮力改变，即，使得该悬空高度取决于轨道的线速度。另外，在寻道操作过程中，由于该浮力动态地变化，则有可能丧失悬空的稳定性。为了保持所有轨道悬空的稳定性，该拾取头/滑块的空气轴承表面具有精确成型的复杂形状。另外，在长时间内，必需严格保持该空气轴承表面的形状。
同时，一个拾取头磁盘组件(HDA)包括磁盘、一个执行器机构和一个主轴驱动机构。为了防止灰尘进入HDA中，在将构成HDA的零件在清净室中装配在壳体中之前，要用超纯水清洗并用清洁的空气干燥这些零件。然而，在装配过程中，不可避免地进入少量的灰尘。另外，如果从外部给予振动或冲击，则该拾取头/滑块可能与磁盘的记录表面接触。在装配好的HDA中，这可能成为灰尘生成源。另外，灰尘还可以通过将HDA与外部环境隔开的过滤器进入HDA中。
与在记录表面上产生的流动空气一起，HDA中的灰尘在该拾取头/滑块的空气轴承表面和该磁盘的记录表面之间流动。观察到在长期使用的磁盘装置中，拾取头/滑块的空气轴承表面的悬空性能恶化，并发现，沉积了灰尘的空气轴承表面形状明显地与其初始形状不同。沉积灰尘的来源可以包括润滑剂的粘性成分，该润滑剂用于涂敷该磁盘的记录表面，以防止当由于冲击等使该悬空的拾取头/滑块与记录表面接触时损坏该拾取头/滑块。
例如，在专利文献1中说明了一种拾取头/滑块，其可蒸发流体(例如润滑剂)和粘附在该空气轴承表面上的外来粘性颗粒。
日本公开专利No.8-279120。
另外，例如，在专利文献2中说明了一种防止该滑块和磁盘由于灰尘和其他外来颗粒的积累和进入而损坏的技术。在这种方法中，该滑块的流出垫(outflow pad)的每一个侧壁都设计成具有一定的角度。
日本公开专利NO 2001-266323。
然而，现有技术的方法不能令人满意地抑制灰尘颗粒沉积在拾取头/滑块的空气轴承表面上。随着记录密度的提高，该拾取头/滑块的悬空高度变低。在这种情况下，磁盘装置的结构需要更可靠地抑制灰尘颗粒的沉积。

发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种转盘存储装置，例如磁盘装置或光磁盘装置，其可抑制灰尘颗粒在每个拾取头/滑块的空气轴承表面上沉积。本发明的另一目的是提供一种在转盘存储装置中抑制灰尘颗粒在拾取头/滑块的空气轴承表面沉积的方法。
了解到灰尘在拾取头/滑块的空气轴承表面沉积可归因于该拾取头/滑块的倾斜角度，其在存储装置工作时在正值和负值之间变化，也就是说，可归因于进入引导边的空气方向，其在垂直方向上变化，因此，本发明的原理是配置该装置，以使该倾斜角度的符号不改变。更详细地说，为了防止气流方向在垂直方向上改变，应基本上使该倾斜角度经常为正或负。
根据本发明的第一个方面，提供了一种转盘存储装置，包括一转盘式记录介质，绕主轴可转动地固定该记录介质，并且其具有多个绕该主轴的同心轨道；一拾取头/滑块，其包括一滑块和一拾取头，其中的滑块具有一引导边、一尾边和一空气轴承表面，其中，确定一条与该引导边垂直的参考线Y以及该参考线Y与该尾边相交的点P；以及一执行器悬挂组件，其上安装有该拾取头/滑块，并且绕一枢轴摆动以将该拾取头/滑块定位在多个轨道的一个指定轨道上，其中确定该枢轴的中心和该主轴中心之间的距离L1和该枢轴中心和点P之间的距离L2，并且其中该执行器悬挂组件配置为在所有多个轨道的80％或更多上，使该拾取头/滑块的倾斜角度相对于转盘式记录介质为正。
如果该拾取头/滑块的倾斜角度在所有多个轨道的80％或更多上为正，则基本上正倾斜角度的气流比负倾斜角度的气流的影响大。在这种情况下，如果灰尘颗粒积存在该空气轴承表面上，则它们可被运动的空气快速或缓慢地除去，使沉积量减小。为了有效地防止灰尘沉积，在所有多个轨道的90％或更多上，最好在100％上使该拾取头/滑块的倾斜角为正。
在回转执行器的情况下，如果该拾取头/滑块在记录介质的径向方向摆动，而枢轴中心和点P之间的距离L2固定，则当该拾取头/滑块运动至内轨道时，该倾斜角度在负方向上变得更大；而当该拾取头/滑块运动至外轨道时，该倾斜角在正方向上变得更大。如果访问相同的轨道，则使该枢轴中心和点P之间的距离L2更长可在正方向上使该倾斜角度变得更大，而使该距离L2更短，则在负方向上使该倾斜角度变得更大。
从而，如果该参考线Y与枢轴线Z对准，则通过针对所有轨道的指定百分数适当地设定距离L2，可在所有轨道的指定百分数上，使该拾取头/滑块的倾斜角度为正。
根据本发明的第二个方面，提供了一转盘式记录介质，绕主轴可转动地固定该记录介质，并且其具有多个绕该主轴的同心轨道；一拾取头/滑块，其包括一滑块和一拾取头，其中的滑块具有一引导边、一尾边和一空气轴承表面，其中，确定一条与该引导边垂直的参考线Y以及该参考线Y与该尾边相交的点P；以及一执行器悬挂组件，其上安装有该拾取头/滑块，并且绕一枢轴摆动以将该拾取头/滑块定位在多个轨道的一个指定轨道上，其中确定该枢轴的中心和该主轴中心之间的距离L1、该枢轴中心和点P之间的距离L2，以及通过该枢轴中心和点P的枢轴线Z，并且其中按以下方式配置该执行器悬挂组件，即该参考线Y以预先确定的角度与该枢轴线Z相交并且在所有多个轨道的80％或更多上，使该拾取头/滑块的倾斜角度相对于转盘式记录介质为正。
如果该参考线Y以给定角度与该枢轴线Z相交，则通过将构成该执行器拾取头悬挂组件的零件的相应的中心线X不互相对准，就可将该倾斜角度设定为一特定值。该执行器拾取头悬挂组件具有一挠曲部分，其上安装着该拾取头/滑块；一负载梁，其上安装着该挠曲部分；以及一执行器臂，其上安装着该负载梁。通过相对于安装该零件的中心线以相应的角度安装一个或更多这种零件，就可将该倾斜角为正的所有轨道的百分数设定为一特定值。同样，通过弯曲该挠曲部分、负载梁或执行器臂，就可设定使该倾斜角度为正的所有轨道的百分数。
该执行器拾取头悬挂组件包括一个拾取头/滑块、挠曲部分、负载梁、执行器臂和其他零件，并且这些零件在长度方向具有相同的中心线。以一个角度将一个零件安装在另一个零件上表示它们的中心线不互相对准。弯曲一个零件，例如挠曲部件、负载梁或执行器臂，表示该零件本身具有二个或多个中心线，或具有一个弯曲的中心线。
考虑到该拾取头/滑块的悬空高度与线速度和悬空稳定性的依赖关系，该倾斜角度的值应尽可能小。在最内的轨道处，该倾斜角最小，而向着最外的轨道，变得更大。这样，通过将最内轨道上的该倾斜角度设定为零，不但可以在所有轨道上使该倾斜角度为正，而且可以减小在最外轨道上的该倾斜角大小。
根据本发明的第三个方面，提供了一种转盘存储装置，包括一转盘式记录介质，绕主轴可转动地固定该记录介质，并且其具有多个绕该主轴的同心轨道；一拾取头/滑块，其包括一带有空气轴承表面的滑块和一拾取头；以及在其上安装该拾取头/滑块的一执行器悬挂组件，一种防止灰尘沉积在该拾取头/滑块的空气轴承表面上的方法包括下列步骤该执行器悬挂组件配置为在该多个轨道的80％或更多上使得该拾取头/滑块的倾斜角为正或负；转动该转盘式记录介质；使该拾取头/滑块的空气轴承表面面向该转盘式记录介质；以及摆动该执行器悬挂组件，以使该悬空的拾取头/滑块在该转盘式记录介质的表面上的多个轨道中的一些轨道上运动。
该执行器悬挂组件配置为在所有多个轨道90％或更多，或100％上，使得该拾取头/滑块的倾斜角度为正或负。
根据本发明，提供了一种转盘存储装置，其抑制了灰尘沉积在每个拾取头/滑块的空气轴承表面。根据本发明也提供了一种用于抑制灰尘在每个拾取头滑块的空气轴承表面沉积的方法，其可用于转盘存储装置。


图1示意性地示出以最佳方式实现本发明的磁盘装置的结构；图2为图1中所示的AHSA 13的透视图；图3为示出如何装配图1和图2中所示的HSA 19的透视图；图4为从磁盘侧观察的图3中所示的挠曲部分45的平面图；图5为该挠曲部分45的示意性结构的侧视图；图6(A)和6(B)包括该拾取头/滑块如何具有倾斜角度的示图；图7(A)和7(B)包括示出图3中所示的该拾取头/滑块的空气轴承表面的透视图和平面图；图8为示出使该倾斜角度为正的本发明的一个实施例的示图；图9为示出使该倾斜角为正的本发明的另一个实施例的示图；图10为示出将拾取头/滑块以一个角度安装在一个挠曲部分上的本发明的一个实施例的示图；图11为示出将一个负载梁以一个角度安装在一个执行器臂上的本发明的一个实施例的示图；图12为示出在一个执行器臂上形成一个弯曲部分的本发明的一个实施例的示图；图13为示出在HSA上形成一个弯曲部分的本发明的一个实施例的示图；图14为示出本发明如何实现防止灰尘沉积的流程图。
符号说明10-磁盘装置，11-壳体，13-执行器拾取头悬挂组件(AHSA)，15-磁盘组，17-斜面，19-半导体芯片，21-主轴，23-盘压紧器，25-枢轴，27-执行器臂，29-拾取头悬挂组件(HSA)，31-线圈轭铁，33-接片，35-枢轴轴承，37-线圈支承，39-声音线圈，41-执行器组件，43-负载梁，45-挠曲部分，47-拾取头/滑块49-安装板，51-负载梁的梁零件，53-负载梁的基础件，55-负载梁的铰链件，57-安装板的凸块，59-安装板的法兰，61-布线层，63-支承区域，65-焊接点，
67-挠曲部分的臂，69-挠曲部分的前端，71-挠曲部分的舌片，73-限制器，74-凹坑，75-引导边，77-尾边，79-拾取头83、85-前垫片，87-中心垫片，89、91-侧轨道，93-凹下的平坦区域，95-前台阶，97-中心台阶，103、105-执行器悬挂组件(ASA)，106、118、136、138-弯曲部分，109、117-执行器拾取头悬挂组件(AHSA)，111、119-执行器臂，113、121、131-拾取头悬挂组件(HAS)，115、123-枢轴轴线，133-负载梁，135-负载梁的梁零件，137-挠曲部分，139-拾取头/滑块。
具体实施例方式
图1和图2示意性地示出以最佳方式实现本发明的一个磁盘装置10和一个执行器拾取头悬挂组件(下文用AHSA表示)13。在整个说明书中，每个附图中的相同零件都用相同符号表示。顶部带有一个壳体盖(没有示出)的壳体11形成一个密封空间，在其中容纳AHSAB、磁盘组15、斜面17、半导体芯片和其他零件以构成一个拾取头磁盘组件(下文用HDA表示)。
该磁盘组15具有同心地连接在一起的三个磁盘，其记录表面互相平行。这些盘安装在一个主轴轴套(没有示出)上，并由盘压紧器23固定，从而它们可由主轴21作为一体转动。该磁盘组15可具有单个盘或多个盘。在每一个磁盘的顶面和底面上形成记录表面。每一个记录表面具有多个连续形成的同心轨道。还可以这样安排，即这些连接盘之一具有只记录伺服信息的一个侧面。
AHSA 13包括一个执行器组件41和拾取头悬挂组件29(下文用HSA表示)。该执行器组件41包括一个枢轴轴承35、一个线圈支承37、一个声音线圈39和执行器臂27a至27d。向该枢轴轴承35中插入支承在该壳体底部的一个枢轴25。在枢轴轴承35的后面设有一个声音控制电机，该电机包括一个声音线圈39和一个线圈轭铁31，在该线圈轭铁31后侧有一个永久磁铁。该声音线圈电机产生驱动力，以绕枢轴25水平转动该执行器组件41。
将包括执行器臂27、枢轴25、枢轴轴承35、线圈支承37、声音线圈39和线圈轭铁31的执行器机构称为回转式执行器或摆动式执行器。为了承载6个HSA 29组，将4个执行器臂27a至27d连接起来。由于该磁盘组15具有三个堆积的盘，因此具有6个记录表面，形成6个HSA 29组。对于4个堆积的执行器臂27a至27d，一组HSA 29与每一顶部和底部执行器臂27a和27d连接；而两组HSA 29则与两个内部执行器臂27b和27c中的每一个连接。
该HSA 29包括一个悬挂组件和一个拾取头/滑块。现参照附图3来说明该悬挂组件。在每一个HSA 29a至29f的前端，形成一个接片33。当回转的磁盘停止时，通过使该接片33在该斜面17的剩余表面上滑动，可将该AHSA 13升高，并使每一个拾取头/滑块从该磁盘表面上缩回。在这个实施例中，在箭头A所示的方向上，该磁盘组15从枢轴25向接片33转动，即，向前转动。然而，本发明也可用于盘按箭头B所示反向转动的磁盘装置中。如图1中所示，AHSA装配为在其纵向方向上其中心线X与枢轴25的中心相交，并与执行器臂27和HSA 29的中心线对准。
图3为示出如何装配HSA 29的透视图。在图1和图2中所示的HSA 29中只表示了一组。该HSA 29包括一个不锈钢薄片制成的负载梁43、一个挠曲部分45、一个拾取头/滑块47和一块安装板49。虽然该负载梁43为多件式，并具有一个梁零件51、一个基础件53和一个铰链件55，但这并不意味着将该负载梁局限于这种形式。本发明也可使用三件式和其他已知形式的负载梁。
该铰链件55有弹簧的功能，以对该拾取头/滑块46给出一个负压载荷，从而对抗从由回转磁盘15产生的流动空气得到的浮力。在移动AHSA 13时，该梁零件51的刚性可稳定地保持该挠曲部分的姿势。该基础件53的强度可将该负载梁43固定在执行器臂27上。安装板49绕其中心形成一个圆形凸台57，并且可用点焊或使用粘接剂，将法兰59连接在该基础件53上。将该凸台57插入执行器臂的模锻孔中，并模锻成与该执行器臂成为一体，而该安装板49的法兰59则位于该执行器臂27的表面上。
通过点焊或粘接剂，将该铰链件55与该梁零件51和基础件53连接在一起。该挠曲部分45是通过由已知的光刻蚀刻工艺处理一个层叠片材制造的。当从负载梁侧观察时，该层叠片材按照下列次序包括一个不锈钢层、一个聚酰亚胺电介质层、铜导体层和一个聚酰亚胺保护层。另外，该挠曲部分45配置有一个与该拾取头/滑块连接的布线层61。
图4为图3中所示的挠曲部分45的平面图。在这个图中，该挠曲部分45是从磁盘侧观察的。通常，该弯曲部件45由不锈钢薄层制成。在支承端，利用点焊，将支承区域63部分地与该负载梁43连接。一对臂67a和67b从该支承区域63延伸至该负载梁的前端。这些臂在该前端区域相连。另外，该挠曲部分45具有挠曲舌片71，其形成为由该前端区域69和臂67a、67b夹持。
在该挠曲舌片71的中心或接近该中心处，形成一个凹坑接触点(DCP)(没有示出)，并且利用粘接剂固定该拾取头/滑块47，从而该DCP位于其中心或其中心附近。该拾取头/滑块47成形为近长方体形，并且在空气流入侧上有一个引导边75(也称为空气流入端)，而在空气流出侧上有一个尾边77(也称为空气流出端)。
该拾取头/滑块47的位置固定，从而该尾边77的中点P和该引导边75的中点Q位于该挠曲部分45的中心线X上。也就是说，当AHSA包括拾取头/滑块47，与该拾取头/滑块连接的挠曲部分45，与该挠曲部分连接的负载梁43以及与该负载梁连接的执行器臂27时，所有这些零件都与通过枢轴中心的中心线X在一直线上。
在图4中，没有示出该拾取头/滑块47的空气轴承表面的形状。与布线层61连接的布线层61a和61b形成于该金属层上并且在该支承区域的末端，在截至于与形成于该拾取头/滑块47上的结合垫对准的位置之前，将该末端与该金属层分开。该挠曲舌片71具有形成于该执行器臂侧的限制器73。
图5为图4中所示的挠曲部分45的示意性侧视图。该挠曲舌片71由一个悬臂弹簧结构夹持，该结构包括在焊接点65上与该负载梁51焊接的金属支承区域63和两个臂67a(图5中隐蔽了)和67b。该负载梁的梁零件51具有一个由压力加工形成的凹坑74。DCP由该凹坑74形成，它可在该拾取头/滑块的安装表面的中心78或其附近使该拾取头/滑块47与该挠曲舌片71接触。当绕该凹坑74挠性地转动时，由该挠曲部分45夹持的该拾取头/滑块47在该磁盘的记录表面上越过，以跟踪轨道。
该拾取头/滑块47包括一个进行读出和/或写入数据的拾取头或传感器和一个滑块，两者互为一体。可以整体地制造该拾取头和滑块。也可以通过先制造一个滑块，然后将单独制造的拾取头与该滑块连接，而制造该拾取头/滑块47。由氧化铝碳化钛陶瓷制成的滑块成形为近长方体形，它具有一个利用高速离子撞击形成的空气轴承表面。然而，本发明所使用的该滑块也可由任何其他已知的材料制成。另外，该滑块可以为所谓的小型滑块(mini slider)(100％滑块)、微型滑块(micro slider)(70％滑块)、超微型滑块(nanoslider)(50％滑块)、微微型滑块(pico slider)(30％滑块)和飞母托型滑块(femtoslider)(20％滑块)中的任何一种。
图6为帮助说明参照图1至图5所示的磁盘装置中由拾取头/滑块所形成的倾斜角度的示图。在图6(A)中，示出在磁盘组15上的三个轨道。从内至外，它们是轨道T1、轨道T2和轨道T3。为了说明的目的，该拾取头/滑块47定位于每个这些的轨道上。同样，磁盘只有一个记录侧带有拾取头/滑块47。图6(A)表示通过将其中心线X绕枢轴25转动至X1～X3，该AHSA13使该拾取头/滑块47位于轨道T1至T3上。
由于磁盘15按箭头A所示方向转动(向前转动)，则在磁盘表面上的空气在箭头A所示的方向上，沿着每一个圆形轨道流动。空气从该拾取头/滑块的引导边75流入该拾取头/滑块47的记录表面和该拾取头/滑块47的空气轴承表面之间的开口中；并从尾边77流出。空气沿着回转磁盘的表面运动。这样，如果该拾取头/滑块47位于某一个轨道上，则通过该拾取头/滑块47运动的空气的方向，与在该拾取头/滑块47所在的点上画出的该轨道的切线对齐。
在图6(A)中，假设当该拾取头/滑块47位于轨道T2上时，则AHSA的中心线与轨道T2的切线形成一个0°的角度(即两条线互相平行)。因此，当该拾取头/滑块47位于轨道T2上时，空气与该拾取头/滑块47的引导边75垂直地流动。如果该拾取头/滑块47位于轨道T1或轨道T3上，则由于从该枢轴25的中心至该拾取头/滑块47的长度固定，所以空气不与该引导边垂直流动。
参照图6(B)，下面将对该倾斜角度进行说明。拾取头/滑块是垂直于磁盘侧面观察的，其中该拾取头/滑块的空气轴承表面与磁盘记录表面平行。与引导边垂直的一条线(下文称为参考线4)与尾边相交于点P。该倾斜角表示在点P形成的、该拾取头/滑块47的参考线Y和轨道切线之间的角度α。这样，该倾斜角根据该拾取头/滑块所在的轨道而改变。由于该拾取头/滑块为长方体，因此，该参考线4与该拾取头/滑块的侧面平行。
在图6中，相交点P显示为尾边77的中点，然而，该相交点P也可为拾取头的参考线Y与该尾边相交的点。另外，如果有两个拾取头，则相交点P可以为与该拾取头距离相等的该参考线Y与该尾边相交的点。
参照图6(B)，下面将说明该倾斜角度的符号。图6(B)表示在相交点P处，该拾取头/滑块47的参考线Y如何与轨道T3和T1的相应切线m和n相交。该倾斜角显示为在该参考线Y和切线m或n之间形成的角度α。
如果AHSA正与中心线X3对准，以便由该拾取头/滑块47访问轨道T3，则轨道T3的切线为与与该拾取头/滑块47的参考线Y相关的m。由于每一个轨道的切线与轨道上的空气流动方向一致，因此该引导边75相对于m，指向内轨道。假定这个倾斜角为正，即，+α。
同样，如果AHSA与中心线X1对准，以便由该拾取头/滑块47访问轨道T1，则轨道T1的切线是与该拾取头/滑块47的参考线Y相关的n。该引导边75相对于n指向外轨道。在这种情况下，假设该倾斜角为负。如果AHSA与中心线X2对准，以便由该拾取头/滑块47访问轨道T2，则该参考线Y与切线一致，使该倾斜角度为零。
以上说明是假设磁盘向前回转作出的。如果如图6(A)中箭头B所示，磁盘组15反向转动，则与向前转动的磁盘比较，该拾取头/滑块的引导边和尾边位置相反。在这种情况下，如果相对于轨道的切线，相对放置的引导边指向外侧，则假设该倾斜角度为正；如果引导边相对于该轨道的切线指向该内侧，则该倾斜角为负。
变化的倾斜角改变作用在空气轴承表面上的浮力，因此也改变该拾取头/滑块的悬空高度。为了通过使该倾斜角度的大小尽可能小来解决这个问题，在传统的磁盘装置中的AHSA配置为使该拾取头/滑块具有正和负的倾斜角度。
图7为图3中所示的拾取头/滑块的透视图和平面图。其空气轴承表面是从磁盘的记录表面的一侧观察的。该空气轴承表面具有一个前台阶55、前垫片83和85、侧轨道89和91、一个中心垫片87和在一个凹下的平坦区域93中形成的中心台阶97。该中心垫片87带有一个在其上形成的头部79。为了消除该拾取头/滑块的悬空高度与该倾斜角度和线速度的依赖关系，该空气轴承表面相对于中心线不对称，并且该垫片和轨道成形精细，其中线速度由于轨道的圆周速度而改变。
由于该前垫片83、85和中心垫片87靠近磁盘的记录表面，这些垫片接受空气流动，并产生正动态压力，以为该拾取头/滑块给予浮力。由于已通过该前台阶95的空气在凹下的平坦区域93中膨胀，因此该凹下的平坦区域93起产生负动态压力的负压力产生部分的作用。该负动态压力，与由该负载梁产生的压紧力结合，可改善该拾取头/滑块的悬空性能。如果滑块的空气轴承表面具有图7中所示凹下平坦区域那样的负压力产生部分，则称该滑块为负压力滑块。
图7所示的负压力滑块又可称为中心垫片式滑块，虽然，本发明不但还可用于其他负压力滑块，例如在日本公开专利2001-155319中所述的中心轨道式和两个轨道式滑块，而且可用于正压力滑块中，例如，只有两条轨道而没有负压力产生部分的双体船式(catamaran type)。本发明对空气轴承表面结构复杂而容易造成空气滞留和灰尘沉积的拾取头/滑块特别有效。
空气轴承表面设计成使得当它面对回转磁盘的表面时，该引导边75比尾边77从磁盘表面升高更高。空气从该引导边流入空气轴承表面和磁盘表面之间的开口中，并通过该前台阶95。在该前台阶95以后，这个气流的各个部分同时沿着前垫片83和85的表面以及该凹下的平坦区域93流动。另外，该气流的一部分沿着该中心垫片87的表面流动。如上所述，虽然量很小，但是通过该空气轴承表面的气流包含灰尘。
本发明的发明者观察到灰尘沉积在该空气轴承表面上，并发现，在图7(B)中的a至g所示的地方，明显有灰尘沉积。另外，通过仔细观察发现，当在正倾斜角度下，空气沿着轨道的切线m流入时，在位置a至c明显有灰尘积存；而当空气在负倾斜角度下沿着轨道的切线n流入时，在位置d至g有灰尘积存。如果该拾取头/滑块具有一个倾斜角度，即，空气不与引导边垂直地流入，则在垫片和轨道后面的这些地方可减小空气的速度。
另外，本发明的发明者还说明了为什么积存的灰尘沉积在那里，而不被后续气流除去的理由。理由如下当空气以正倾斜角度流入时，灰尘积存在位置a至c上推进。然后，如果摆动该拾取头/滑块以使该倾斜角为负，则以负倾斜角度流入的空气将积存的灰尘压紧在该垫片和轨道上。与润滑剂的粘性成分的作用综合起来，这种压紧使该积存的灰尘沉积在那里。当空气以负倾斜角度流入时，灰尘积存在位置d至g上推进。同样，当空气以正倾斜角度流入时，由于流入的空气将灰尘压紧在那里，则在这些地方有灰尘沉积。
沉积的灰尘颗粒改变该空气轴承表面的形状，并因而使该拾取头/滑块的悬空性能变坏。这还可能恶化记录/再现性能，并造成该拾取头/滑块与磁盘的记录表面的接触。由于灰尘颗粒的沉积与该倾斜角度从负角变化至正角有关，我们将AHSA构造为使该倾斜角度总为正，并进行了试验。结果证明，这可以减少灰尘沉积量。根据相同的理论，使该倾斜角度总为负，也可得到同样的效果。
下面说明在磁盘装置10中，使该拾取头/滑块的倾斜角度总为正的本发明的一个实施例。在图6中，通过枢轴25中心和尾边的相交点P的直线与AHSA的中心线X和拾取头/滑块47的参考线Y对准。在许多磁盘装置中，每一个AHSA的零件，例如拾取头/滑块、挠曲部分、负载梁和执行器臂，都位于单条中心线X上。从图6中可看出，一种用于使记录表面任何位置处的倾斜角为正的方法是使枢轴的中心和该拾取头/滑块47的尾边的相交点P之间的距离更长。
然而，如果使此距离太长，则当要访问的轨道靠近最内的轨道时，HAS29可能与盘压紧器干涉。另外，使该距离太长可能过分地增大倾斜角度的值，而造成悬空性能变坏。这些条件确定该长度的上限。然而，本发明的重要之处是该枢轴25的中心和尾边的相交点P之间的最短距离，其使得在所有轨道上该倾斜角度为正。
进一步观察图6，还可看出，当拾取头/滑块47从轨道T1运动至轨道T3时，该倾斜角度向着更大正角变化。因此，如果在最内侧的轨道上该倾斜角为零，则在任何外轨道上，该倾斜角总是正的。由于不仅在每一个轨道上该倾斜角度可以为正，而且可将在最外的轨道上该倾斜角度的值减至最小，因此需要使在最内的轨道上的倾斜角度为零。
图8示出使该倾斜角为正的本发明的一个实施例。磁盘组15的最内的轨道绕主轴21的半径为r。对于2.5英寸的磁盘，半径r＝13.9mm，对于3.5英寸的磁盘，r＝18.0mm。将从利用图1说明的AHSA 13中除去该拾取头/滑块47所得到的组件称为执行器悬挂组件(ASA)。该ASA包括执行器组件41(参见图2)、负载梁43(参见图3)和挠曲部分45(参见图4)。为了简化说明，在图8中示出拾取头/滑块47，如同其为ASA所支撑，其中ASA由曲线103示意性地表示。
L1为枢轴25的中心和主轴21的中心之间的距离。该拾取头/滑块的参考线Y与该尾边相交于相交点P。L2为该枢轴25的中心和相交点P之间的距离。在此，ASA 103位于直线Z(下文称为枢轴线Z)上，其通过枢轴25和拾取头/滑块的相交点P；并且，该拾取头/滑块的参考线Y与该枢轴线Z对准。在这个条件下，在任何轨道上，使倾斜角α为正的长度L1的值由表达式1表示。
L22≥L12-r2为了使表达式1成立，该枢轴线Z必须与拾取头/滑块47的参考线Y对准，而不是与AHSA 13的中心线X对准。即，只要该枢轴线Z与该参考线Y对准，即使AHSA 13具有一个约束或弯曲部分并且其中心线X不沿着该枢轴线Z，表达式1也有效。对于通常使用的磁盘，如果满足L2＞0.94L1，则距离L2可使该倾斜角在所有轨道上为正。
如上所述，如果参考线Y与枢轴线Z对准，则通过设定距离L2，使它满足上述条件，可使该倾斜角度在所有轨道上都为正。如果L2从满足上述条件的最短距离减小，则在最内一个或多个轨道上，可使该倾斜角为负。因此，通过适当地设定距离L2。则可以在所有轨道的80～90％上，使该倾斜角为正，并在其余的轨道上为负。
参见图9，下面将说明使该倾斜角为正的另一个实施例。除了该拾取头/滑块47由弯曲的ASA 105夹持外，图9与图1相同。由于ASA 105在位置106上弯曲，因此，枢轴线Z不与拾取头/滑块47的参考线Y对准。这些线以β角度相交。在这种情况下，如果满足表达式2，则在所有轨道上该倾斜角为正，其中L1为枢轴25的中心和主轴21的中心之间的距离，L2为枢轴25的中心和尾边的相交点P之间的距离，r为最内轨道的半径，β为该参考线4和枢轴线Z之间的角度。
π/2-cos-1{(r2+L22-L12)/2rL2}≥-β假设在给出的角度γ下，参考线Y与枢轴线Z相交。如果使角度γ小于角度β，则在最内的一个或多个轨道上使该倾斜角为负。因此，通过相应地设定角度γ，例如，在所有轨道的80～90％上可使该倾斜角度为正，而在剩余的轨道上为负。
图10表示本发明的一个实施例，其中在满足表达式2的一个角度下，该拾取头/滑块47与该挠曲部分45连接，使得在所有轨道上该倾斜角度为正。在图10中，执行器组件41的ASA包括一个负载梁27和一个挠曲部分45。挠曲部分的中心线X与图1至3所示的枢轴线Z对准。然而，该拾取头/滑块47按如下方式安装在挠曲舌片71上，即使该参考线Y以角度β与该枢轴线Z相交。如上所述，由于该拾取头/滑块47利用粘接剂固定在挠曲部分舌片71上，因此可将该参考线Y和枢轴线Z之间的角度β设定为预先确定的适当的角度。通过设定一个比βmin小的角度，例如，在所有轨道的10～20％上可使该倾斜角为负。
图11示出本发明的另一个实施例。该实施例满足表达式2，使得在所有轨道上该倾斜角度为正。除了HSA 113以一个角度安装在执行器臂111的横锻部分上以外，AHSA 109的结构与图2和图3所示的结构相同。利用图3所示的安装板49，将是HSA 113的一个零件的该负载梁以一个角度安装在该执行器臂111上。AHSA 109的中心不形成单条中心线。执行器臂111的中心线与负载梁和挠曲部分的中心线对准。这些中心线以一个角度相交。在图11的情况下，该负载梁和挠曲部分的中心线与该拾取头/滑块的参考线Y对准。因此，AHSA 109可配置为参考线Y以角度β与枢轴线Z相交。通过设定比β小的该角度，还可以在某些轨道上使该倾斜角为负。
图12示出另一实施例，其满足表达式2，从而使该倾斜角在所有轨道上为正。AHSA 117的执行器臂119有一个弯曲部分118。在这个实施例中，AHSA 117具有在其前端和支承端之间形成的弯曲部分118。其在前端的中心线与HSA 121的中心线对准。HSA 121的中心线也与参考线Y对准。因此，可按以下方式配置该AHSA 117，即参考线Y以角度β与枢轴线Z相交。通过设定比β小的角度，还可以在某些轨道上使该倾斜角为负。不采用该弯曲部分118，而是可改近这个实施例，从而弯曲整个执行器臂119，或形成多个弯曲部分。
图13示出另一实施例，其满足表达式2，从而通过向图3中所示的HSA增加一个弯曲部分，使得在所有轨道上的该倾斜角为正。负载梁的梁零件135和挠曲部分137分别具有弯曲部分136和138，使得可按以下方式配置AHSA，即该参考线Y以角度β与该枢轴线Z相交。该弯曲部分136和138也可配置为使该角度比β角小。另外，还可按以下方式改进此实施例，即该负载梁和挠曲部分中只有一个具有弯曲部分。
从图10至13所示的实施例中，对于本领域技术人员来说，这是很明显的，即AHSA可配置成其他各种形式，以形成满足表达式2的角度β或使该倾斜角度比β小。例如，图4所示的，安装在负载梁43上的挠曲部分的角度可用焊点65调整。另外，根据某些制造条件和AHSA的特性，可将多个方法适当综合。虽然图10至13已说明了满足表达式2以使该倾斜角为正的实施例，但对于本领域技术人员来说，这是很明显的，即通过使弯曲的方向相反，可使得倾斜角度为负。
已经假设该拾取头/滑块为正常情况下在磁盘表面上悬空式拾取头/滑块，来说明了本发明的优选实施例。然而，为了使记录密度更高，仍希望该悬空高度变得更低。已经出现这样的结构，不但拾取头/滑块可在某个频率下与磁盘接触，而且有一种接触记录式的拾取头/滑块，其尾边被垂直地保持与磁盘表面接触。本发明对任何拾取头/滑块都有效，其性能可能会由于灰尘颗粒沉积在空气轴承表面而变坏。本发明的范围不是仅限于在正常工作过程中完全悬空的拾取头/滑块。
本发明不但当在所有轨道上该倾斜角度为正或负时有效，而且当至少在某个百分数的轨道上该倾斜角为正或负时也有效。为了使本发明有效，拾取头/滑块的倾斜角度在所有轨道的80％或更多，更优选为90％或更多，最佳为100％上为正或负。
参照图14的流程图，下面来说明在图1至图5所示的磁盘装置中，本发明是如何防止灰尘颗粒沉积在拾取头/滑块的空气轴承表面上的。在方框201中，按照该倾斜角度制造AHSA 13。例如，可在所有轨道的80％、90％或100％上使该倾斜角度为正或负。这可通过利用图10至图14所述的任何一种方法制造AHSA 13来实现。
在方框203中，转动该磁盘组。在方框205中，由于该空气轴承表面接受在该回转的磁盘的记录表面上产生的流动空气，因此面向磁盘的该拾取头/滑块47浮起。在方框207中，摆动AHSA。虽然在所有轨道上摆动AHSA，该拾取头/滑块的倾斜角度主要为正或负。因此，虽然流入的空气含有灰尘颗粒，但由于空气不停留在该空气轴承表面上，因此可抑制灰尘颗粒在该空气轴承表面上的沉积。
虽然，已经参照具体的实施例说明了本发明，但本发明的范围不是仅限于这些实施例。明显地，本发明可用于本发明对其有效的任何已知结构。
工业上的适用性一般来说，本发明可以用于磁盘装置、光磁盘装置和其他装备了拾取头/滑块的转盘存储装置。
权利要求
1.一种转盘存储装置，包括一转盘式记录介质，其被绕一主轴可转动地固定，并且具有多个绕该主轴的同心轨道；一拾取头/滑块，其包括一滑块，其具有一引导边；一尾边；以及一空气轴承表面；其中确定一条与该引导边垂直的参考线Y和该参考线Y与该尾边相交的点P；以及一拾取头；以及一执行器悬挂组件，其上安装有该拾取头/滑块，并且绕一枢轴摆动以将该拾取头/滑块定位在所述多个轨道的一个指定轨道上，其中确定该枢轴的中心和该主轴中心之间的距离L1和该枢轴中心和点P之间的距离L2，以及其中该执行器悬挂组件配置为在所述所有多个轨道的80％或更多上，使该拾取头/滑块的倾斜角度相对于转盘式记录介质为正。
2.如权利要求1所述的转盘存储装置，其中按以下方式配置该执行器悬挂组件，即该参考线Y与通过点P和该枢轴中心确定的枢轴线Z对准；并且设定该距离L2，以在所述所有多个轨道的90％或更多上使该倾斜角度为正。
3.如权利要求1所述的转盘存储装置，其中按以下方式配置该执行器悬挂组件，即该参考线Y与通过点P和该枢轴中心确定的枢轴线Z对准；并且设定该距离L2，以在所述所有多个轨道上使该倾斜角度为正。
4.如权利要求3所述的转盘存储装置，其中该执行器悬挂组件配置为使距离L1、距离L2和所述多个轨道的最内轨道的半径r具有下述关系[表达式1]L22≥r12-r2
5.如权利要求3所述的转盘存储装置，其中按以下方式配置该执行器悬挂组件，即距离L2至少为距离L1的0.94倍。
6.一种转盘存储装置，包括一转盘式记录介质，其被绕一主轴可转动地固定，并且具有多个绕该主轴的同心轨道；一拾取头/滑块，其包括一滑块，其具有一引导边；一尾边；以及一空气轴承表面；其中确定一条与该引导边垂直的参考线Y和该参考线Y与该尾边相交的点P；以及一拾取头；以及一执行器悬挂组件，其上安装有该拾取头/滑块，并且绕一枢轴摆动以将该拾取头/滑块定位在所述多个轨道的一个指定轨道上；其中确定该枢轴的中心和该主轴中心之间的距离L1、该枢轴中心和点P之间的距离L2，以及通过该枢轴中心和点P的枢轴线Z，以及其中按以下方式配置该执行器悬挂组件，即该参考线Y以预先确定的角度与该枢轴线Z相交并且在所述所有多个轨道的80％或更多上使该拾取头/滑块的倾斜角度相对于转盘式记录介质为正。
7.如权利要求6所述的转盘存储装置，其中该执行器悬挂组件配置为使该倾斜角度在所述所有多个轨道上为正。
8.如权利要求6所述的转盘存储装置，其中该执行器悬挂组件包括一挠曲部分，并且该拾取头/滑块以一个角度安装在该挠曲部分上。
9.如权利要求6所述的转盘存储装置，其中该执行器悬挂组件包括一其上安装着该拾取头/滑块的挠曲部分，并且该挠曲部分具有一个弯曲部分。
10.如权利要求6所述的转盘存储装置，其中该执行器悬挂组件包括一个挠曲部分和一个负载梁，并且该挠曲部分以一个角度安装在该负载梁上。
11.如权利要求6所述的转盘存储装置，其中该执行器悬挂组件包括一个负载梁，并且该负载梁具有一个弯曲部分。
12.如权利要求6所述的转盘存储装置，其中该执行器悬挂组件包括一个负载梁和一个执行器臂，并且该负载梁以一个角度安装在该执行器臂上。
13.如权利要求6所述的转盘存储装置，其中该执行器悬挂组件包括一个执行器臂并且该执行器臂有一个弯曲部分。
14.如权利要求6所述的转盘存储装置，其中该执行器悬挂组件包括一挠曲部分，其上安装着该拾取头/滑块；一负载梁，其上安装着该挠曲部分；以及一执行器臂，其上安装着该负载梁；其中采用二个或更多下述措施的综合；以一角度将该拾取头/滑块安装在该挠曲部分上；在该挠曲部分上形成一个弯曲部分；以一个角度将该挠曲部分安装在该负载梁上；在该负载梁上形成一个弯曲部分；以一个角度将该负载梁安装在该执行器臂上；以及在该执行器臂上形成一个弯曲部分。
15.如权利要求6所述的转盘存储装置，其中该执行器悬挂组件配置为使得在所有多个轨道上该倾斜角度为正。
16.如权利要求15所述的转盘存储装置，其中该执行器悬挂组件配置为使该参考线Y以角度β与该枢轴线Z相交；并且在角度β、距离L1、距离L2和多个轨道的最内一条轨道的半径r之间有下述的关系式[表达式2]π/2-cos-1{(r2+L22-L12)/2rL2}≥-β
17.如权利要求16所述的转盘存储装置，其中该执行器悬挂组件包括一个挠曲部分，并且该拾取头/滑块以该参考线Y以角度β与该枢轴线Z相交的角度，安装在该挠曲部分上。
18.如权利要求16所述的转盘存储装置，其中该执行器悬挂组件包括一个其上安装着该拾取头/滑块的挠曲部分，并且该挠曲部分具有一个使该参考线Y以角度β与该枢轴线Z相交的弯曲部分。
19.如权利要求16所述的转盘存储装置，其中该执行器悬挂组件包括一个负载梁，并且一挠曲部分以使该参考线Y以角度β与该枢轴线Z相交的角度，安装在该负载梁上。
20.如权利要求16所述的转盘存储装置，其中该执行器悬挂组件包括一个其上安装着一挠曲部分的负载梁，并且该负载梁具有一个使该参考线Y以角度β与该枢轴线Z相交的弯曲部分。
21.如权利要求16所述的转盘存储装置，其中该执行器悬挂组件包括一个执行器臂，并且一负载梁以使该参考线Y以角度β与该枢轴线Z相交的角度，安装在该执行器臂上。
22.如权利要求16所述的转盘存储装置，其中该执行器悬挂组件包括一个其上安装着一负载梁的执行器臂，并且该执行器臂具有一个使该参考线Y以角度β与该枢轴线Z相交的弯曲部分。
23.如权利要求6所述的转盘存储装置，其中该执行器悬挂组件包括一挠曲部分，其上安装着该拾取头/滑块；一负载梁，其上安装着该挠曲部分；以及一执行器臂，其上安装着该负载梁；其中采用二个或更多下述措施的综合，以使该参考线Y以角度β与该枢轴线Z相交；以一角度将该拾取头/滑块安装在该挠曲部分上；在该挠曲部分上形成一个弯曲部分；以一个角度将该挠曲部分安装在该负载梁上；在该负载梁上形成一个弯曲部分；以一个角度将该负载梁安装在该执行器臂上；以及在该执行器臂上形成一个弯曲部分。
24.如权利要求1至23中任意一项所述的转盘存储装置，其中该参考线Y通过该尾边的中点。
25.如权利要求1至23中任意一项所述的转盘存储装置，其中该拾取头/滑块为具有负压力产生部分的负滑块。
26.如权利要求1至23中任意一项所述的转盘存储装置，其中该转盘式记录介质反向转动。
27.在一种转盘存储装置中，包括一转盘式记录介质，其被绕一主轴可转动地固定，并且具有多个绕该主轴的同心轨道；一拾取头/滑块，其包括一带有空气轴承表面的滑块和一拾取头；以及在其上安装该拾取头/滑块的一执行器悬挂组件，一种防止灰尘沉积在该拾取头/滑块的空气轴承表面上的方法包括下列步骤该执行器悬挂组件配置为在该多个轨道的80％或更多上使得该拾取头/滑块的倾斜角为正或负；转动该转盘式记录介质；使该拾取头/滑块的空气轴承表面面向该转盘式记录介质；以及摆动该执行器悬挂组件，以使该悬空的拾取头/滑块在该转盘式记录介质的表面上的所述多个轨道中的一些轨道上运动。
28.如权利要求27所述的方法，其中在配置该执行器悬挂组件的步骤中，该执行器悬挂组件配置为使得在所有所述多个轨道上该拾取头/滑块的倾斜角度为正或负。
全文摘要
提供了一种转盘存储装置，其中灰尘颗粒沉积在每一个拾取头/滑块的空气轴承表面上的可能性更小。该执行器拾取头悬挂组件配置为在所有轨道的80％或更多上使该拾取头/滑块的倾斜角度为正。具体而言，按以下方式配置该执行器拾取头悬挂组件，即使得枢轴25的中心和拾取头/滑块的点P之间的距离L
文档编号G11B21/02GK1581302SQ20041005662
公开日2005年2月16日 申请日期2004年8月13日 优先权日2003年8月15日
发明者津田真吾, 川本康宪, 松本刚, 中村太一 申请人:日立环球储存科技荷兰有限公司