專利名稱：用于高密度伺服磁道寫入的水平加載件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及大容量存儲裝置。更具體地說，本發(fā)明涉及一種用來在伺服磁道寫入過程中對高密度磁盤驅(qū)動器的一部分加以固定的改進裝置和方法。
為了能磁盤驅(qū)動器上的數(shù)據(jù)進行讀和寫，所述致動器組件包括一個或多個可將所述傳感器支承在磁盤表面上的臂。所述致動器組件由一音圈電動機有選擇地定位，所述音圈電動機可使致動器組件圍繞一固定于所述驅(qū)動器殼體的樞軸樞轉(zhuǎn)。所述磁盤與一也固定于所述殼體的、帶電動機的主軸相連。在運行過程中，所述主軸可以為所述磁盤提供旋轉(zhuǎn)動力。通過控制音圈電動機，可以將致動器臂定位在沿著所述旋轉(zhuǎn)磁盤表面的任何一個徑向位置上方。
所述傳感器通常是放置在一較小的陶瓷塊上，所述陶瓷塊也可稱為滑動件，它經(jīng)過空氣動力學設(shè)計，從而可以浮飛在所述磁盤上方。所述滑動件從所述磁盤上方經(jīng)過，與所述磁盤呈傳感的相互關(guān)系。大多數(shù)的滑動件都具有一空氣軸承表面(“ABS”)，所述表面包括一些軌道和位于各軌道之間的空腔。當磁盤旋轉(zhuǎn)時，空氣被拖動在各軌道和磁盤表面之間，從而產(chǎn)生了迫使傳感頭離開所述磁盤的壓力。與此同時，急速經(jīng)過空氣軸承表面內(nèi)的空腔或凹部的空氣產(chǎn)生了一負壓區(qū)。負壓或吸力就會與產(chǎn)生在各軌道處的壓力相抵消。所述滑動件還與一加載彈簧相連，所述加載彈簧可在滑動件上產(chǎn)生一指向磁盤表面的作用力。各作用力相等，因此，滑動件可以在所述磁盤的表面上、以一理想的浮飛高度浮飛。所述浮飛高度是所述磁盤表面和傳感頭之間的距離，它通常就是空氣潤滑薄膜的厚度。該薄膜可以消除在磁盤旋轉(zhuǎn)過程中如果傳感頭和磁盤機械接觸而可能會發(fā)生的摩擦現(xiàn)象和磨損現(xiàn)象。在一些磁盤驅(qū)動器中，滑動件經(jīng)過一潤滑劑層，而不是在所述磁盤的表面上方浮飛。
表示數(shù)據(jù)的信息被存儲在存儲磁盤表面上。磁盤驅(qū)動器系統(tǒng)可對那些存儲在稱為磁道的存儲磁盤部分上的信息進行讀、寫。當傳感頭被準確地定位在存儲磁盤表面上的其中一個指定磁道上時，與滑動件相連、呈讀/寫頭形式、并且位于存儲磁盤兩側(cè)上的傳感頭就可以對存儲磁盤上的信息進行讀、寫。當所述存儲磁盤旋轉(zhuǎn)、并且讀/寫頭被準確定位在一目標磁道上方時，所述讀/寫頭就可以藉助表示數(shù)據(jù)的信息寫至存儲磁盤上而將數(shù)據(jù)存儲至所述磁道上。同樣，存儲磁盤上的數(shù)據(jù)閱讀可通過將所述讀/寫頭定位在一目標磁道上并對存儲磁盤上的存儲材料進行閱讀來完成。為了將信息寫入不同磁道或?qū)Σ煌诺郎系男畔⑦M行閱讀，所述讀/寫頭可穿過各磁道徑向移動至一選定的目標磁道。所述數(shù)據(jù)通常被劃分在幾個不同磁道之間。雖然大多數(shù)的存儲磁盤都采用了多個同心的圓形磁道，但是，其它一些磁盤具有一在磁盤的一面或兩面上形成單個磁道的連續(xù)的螺旋線。
在制造過程中，將伺服反饋信息編碼在磁盤上，然后用來對傳感器進行準確定位。伺服信息可將致動器組件/傳感頭定位在磁盤表面上的所需位置處，并可在讀或?qū)戇^程中使其非常準確地保持在位?？山柚环N稱為伺服磁道寫入機(下文中稱為STW)的機器而將伺服信息寫入或編碼至磁盤上。在寫入伺服信息時，所述磁盤驅(qū)動器通常位于“磁頭磁盤組件”(下文中稱為HDA)處。所述HDA包括大部分的機械驅(qū)動器構(gòu)件，但通常不包括所有的驅(qū)動器電子元件。在磁道寫入過程中，STW可將傳感頭相對于磁盤表面精確地定位，并將伺服信息寫在其上。傳感頭的準確位置對于確保磁道限定保持同心來說是必需的。如果伺服磁道信息被偏心地寫入，那么，就需要在后續(xù)工作過程中對傳感頭的位置加以相對較大的、恒定的徑向調(diào)整，以使其保持在磁道中心上方移動。當磁道偏心程度較大時，大部分的磁盤表面就必定磁道定位不正。因此，就會減小了總磁道密度，并降低磁盤驅(qū)動器的容量。
為了確保伺服信息的正確寫入，STW采用了一種閉環(huán)式外定位系統(tǒng)，它可以在伺服磁道寫入過程中對傳感頭進行精確地定位。所述定位系統(tǒng)包括一可以與致動器組件接觸的接觸件、一能指示接觸件位置的位置指示器、以及一能根據(jù)所述位置指示器的反饋來重新定位所述接觸件的移動機構(gòu)。為了確保準確定位，可以采用各種位置指示器(例如，機械傳感器、電容傳感器和光傳感器)等等。STW還包括用來借助傳感頭將伺服信息寫入磁盤表面的所需電路。
由于大容量驅(qū)動器的需求越來越多，制造商一直在尋求藉助增大磁道密度來增大驅(qū)動器容量。也就是，藉助增大密度或“每英寸的磁道個數(shù)”(TPI)，可以將較多數(shù)量的離散磁道編碼在一給定的磁盤表面上。但是，較高的磁道密度要求更為有效地使用磁盤表面。因此，必須將磁道偏心所導致的磁道定位不正現(xiàn)象減至最少，以使TPI最大(并使磁盤容量最大)。
雖然在伺服磁道寫入過程中保持同心是很有利的，但是，很多因素會反過來影響STW同心地寫入伺服信息的能力。例如，在STW其自身內(nèi)的感生共振會反過來影響磁道寫入運作。而且，主軸或致動器各構(gòu)件內(nèi)的振動(例如不良支承)也會產(chǎn)生不可重復的磁道寫入誤差?，F(xiàn)有STW的另一問題是在HDA其自身內(nèi)的振動(即，與致動器和主軸相對于STW的偏轉(zhuǎn)無關(guān))。本發(fā)明旨在克服這些問題，尤其是構(gòu)件偏轉(zhuǎn)問題，下面將對此集中進行描述。
大多數(shù)的現(xiàn)有STW是通過與外驅(qū)動器殼體上的多個點相接觸來支承HDA的。當HDA被如此接觸時，所述主軸和致動器就只能藉助HDA的內(nèi)部結(jié)構(gòu)(即，驅(qū)動器殼體)來加以限制。其它一些HDA將所述驅(qū)動器罩蓋固定于所述樞軸和一主軸心軸上，以為其提供一附加的支承作用。但是，并不是由于STW的位置精確度、而是由于HDA的各構(gòu)件的不可重復的偏轉(zhuǎn)和振動，這些STW/HDA構(gòu)造仍將構(gòu)成磁道密度有限的驅(qū)動器。
因此，人們需要一種用來與一STW一起使用、可將磁道寫入過程中的HDA各構(gòu)件之間的相對偏轉(zhuǎn)減至最小的裝置和方法。具體地說，需要一種可以充分減小HDA的構(gòu)件偏轉(zhuǎn)從而可以在一給定磁盤表面上形成較大磁道密度的方法。本發(fā)明可滿足這些需要。
在一實施例中，提供了一種用來將磁頭磁盤組件(HDA)限定在一伺服磁道寫入裝置(STW)內(nèi)部的方法。所述HDA包括一殼體和與一與所述殼體相連的主軸心軸，其中，所述主軸心軸可旋轉(zhuǎn)地支承住一至少具有一個存儲磁盤的主軸。所述HDA還包括一與所述殼體相連的樞軸。所述樞軸可樞轉(zhuǎn)地支承住一用來使一傳感頭相對于磁盤移動的致動器組件。所述方法包括以下步驟所述HDA放入所述STW內(nèi)，所述STW具有對置的夾緊件，所述對置夾緊件具有對置的接觸點；然后將所述HDA夾緊在所述夾緊件之間，從而使所述接觸點與所述樞軸和主軸心軸的每一端部相接觸；然后再將一壓縮負載施加于所述HDA，其中，緊抵住所述樞軸和所述主軸心軸的端部來對所述對置接觸點進行加載，以限制所述致動器組件和所述主軸作非旋轉(zhuǎn)的運動。
在另一實施例中，提供了一種用來在伺服磁道寫入過程中對一磁頭磁盤組件(HDA)加以固定的伺服磁道寫入裝置。所述裝置包括一底座；一與所述底座相連的固定塊組件；以及一設(shè)置在所述固定塊組件對面的籃筐組件。所述籃筐組件包括一用來容納所述HDA的活動托架。所述籃筐組件還包括一用來使所述托架朝著所述固定塊組件移動的偏移裝置；以及一用來緊抵住所述固定塊組件對所述托架進行加載的加載裝置。
在又一實施例中，提供了一種用來在伺服磁道寫入過程中對一磁頭磁盤組件(HDA)加以限制的裝置。這里，所述HDA包括一用來支承住一旋轉(zhuǎn)主軸的主軸心軸，所述旋轉(zhuǎn)主軸又支承住至少一個存儲磁盤。所述HDA還包括一樞軸，它支承住一用來從存儲磁盤讀取信息并將信息寫入存儲磁盤的致動器組件。所述裝置包括一用來保持住所述HDA的裝置；以及一用來對所述主軸心軸和樞軸的每一端加以限制的裝置，從而可以限制主軸和致動器組件作非旋轉(zhuǎn)的所有運動。
有利的是，本發(fā)明的方法和裝置可以生產(chǎn)出其存儲容量大于藉助其它方法/裝置所生產(chǎn)的驅(qū)動器的磁盤驅(qū)動器。具體地說，本發(fā)明可以將嵌入的伺服信息精確、集中地寫入所述磁盤。通過對所述主軸和致動器作非旋轉(zhuǎn)/樞轉(zhuǎn)的所有運動加以外部限制來將伺服磁道寫入過程中所發(fā)生的不可重復振動減至最小。因此，根據(jù)本發(fā)明制造的驅(qū)動器只要求比通常具有較偏心磁道信息的驅(qū)動器所要求的要少的定位不正預備量。因此，本發(fā)明的STW可以構(gòu)成具有較大磁道密度因而具有較高容量同時又可采用傳統(tǒng)磁道寫入方法的磁盤驅(qū)動器。
附圖簡要說明

圖1是一種帶有一疊磁盤的通用磁盤驅(qū)動器的分解圖。
圖2是本發(fā)明一實施例的伺服磁道寫入裝置的立體圖，圖中所示的裝置處于“關(guān)閉”或工作位置。
圖3是圖2所示裝置處于“打開”位置時的局部立體圖。
圖4是圖2所示裝置的分解圖。
圖5是本發(fā)明一實施例的籃筐組件的局部放大立體圖。
圖6是圖5所示籃筐組件的分解圖。
圖7是本發(fā)明一實施例的真空塊組件的剖視示意圖。
圖8是本發(fā)明一實施例的固定塊組件的分解圖。
圖9是一示意圖，它表示將所述HDA插入本發(fā)明一實施例的STW內(nèi)。
圖10是一示意圖，它表示將所述HDA夾入本發(fā)明一實施例的STW內(nèi)。
圖11是一示意圖，它表示將所述HDA限制在本發(fā)明一實施例的STW內(nèi)。
圖12是一示意圖，它表示將伺服信息寫入本發(fā)明一實施例的HDA。
圖13是一示意圖，所述HDA接合在所述STW內(nèi)部的情況。
圖14是本發(fā)明一實施例的伺服磁道寫入系統(tǒng)的立體圖。
較佳實施例的描述在以下對于較佳實施例的詳盡描述中，它是結(jié)合形成其一部分的附圖來進行描述的，圖中以舉例說明的形式示出了幾個可實施本發(fā)明的具體實施例。還應予理解的是，也可采用其他實施例和對結(jié)構(gòu)作出種種改變而并不脫離本發(fā)明的保護范圍。
本申請所描述的本發(fā)明可用于幾乎所有的采用旋轉(zhuǎn)或線性致動裝置的機械結(jié)構(gòu)磁盤驅(qū)動器。圖1是一具有旋轉(zhuǎn)式致動器的磁盤驅(qū)動器100的分解圖。該磁盤驅(qū)動器100包括一殼體或底座112和一蓋子114。殼體112和蓋子114形成一磁盤封裝罩。在一致動器樞軸118上、與殼體112可旋轉(zhuǎn)地連接的是一致動器組件120。致動器組件120包括一具有多個臂部123的梳狀結(jié)構(gòu)122。與梳形結(jié)構(gòu)122上的各單獨臂部123相連的是承載梁或承載簧片124。承載梁或承載簧片也可稱之為懸置件。連接在每一負承載簧片124的端部的是一攜帶有一磁性傳感頭150的滑動件126。帶有傳感頭150的滑動件126就形成了所謂的磁頭。應該指出的是，許多滑動件具有一個傳感頭150，這就是各圖中所示出的。但是，本發(fā)明也可同樣應用于那些具有一個以上傳感頭的滑動件，諸如所謂的MR或磁阻磁頭，其中，一個傳感頭150通常用于讀取，而另一個傳感頭則通常用于寫入。
一音圈128位子所述致動器組件120的那一與承載簧片124和滑動件126相對置的端部上。在所述音圈128的上方和下方的是一第一磁體130和一第二磁體131。如圖1所示，第一磁體130與蓋子114相聯(lián)接，而第二磁體則位于殼體112附近。所述第一和第二磁體130、131以及音圈128是一音圈電動機的關(guān)鍵構(gòu)件，所述音圈電動機可將一作用力施加于致動器組件120以使其圍繞致動器樞軸118旋轉(zhuǎn)。一主軸電動機(未圖示)也安裝在殼體112上。所述主軸電動機包括一稱為主軸轂環(huán)的旋轉(zhuǎn)部133。在這種特定的磁盤驅(qū)動器中，主軸電動機是位于轂環(huán)內(nèi)部。在圖1中，多個磁盤134與主軸轂環(huán)133相連。在其它磁盤驅(qū)動器中，可以將單個磁盤或不同個數(shù)的磁盤與所述轂環(huán)相連。本文所描述的本發(fā)明也可同樣應用于那些具有多個磁盤的磁盤驅(qū)動器或具有單個磁盤的磁盤驅(qū)動器中。本文所描述的本發(fā)明還可同樣應用于其中主軸電動機位于轂環(huán)133之中或之下的磁盤驅(qū)動器。
在一實施例中，所述主軸轂環(huán)133圍繞一固定主軸心軸138旋轉(zhuǎn)，所述固定主軸心軸138具有一被保持在殼體112中的第一端和一鄰近于所述蓋子114的第二端。當磁盤旋轉(zhuǎn)時，主軸心軸138保持固定不動。主軸心軸138包括一位于所述第二端上的陰螺紋，它可將所述第二端與蓋子114相連。樞軸118具有相似的構(gòu)造，它也是固定的并且具有一第一端(位于殼體112中)和一第二端(鄰近于蓋子114)，并且在第二端上具有一陰螺紋(參見圖13)。這些固定軸的作用將在以下描述中變得更為清楚。
磁盤驅(qū)動器100包括如上文所述的機械構(gòu)件以及各種電子元件，諸如一通常與殼體112的下側(cè)(當沿著圖1所示方向觀察時)相連的印刷電路板(未圖示)。如果沒有所述印刷電路板或其它電子元件，常常將所述磁盤驅(qū)動器稱之為磁頭磁盤組件或HDA 152。換言之，機械構(gòu)件——包括驅(qū)動殼體112、蓋子114、致動器組件120、樞軸118、臂123、傳感頭150、主軸轂環(huán)133、主軸心軸138以及磁盤134等——通常就形成了所述HDA 152。HDA是一種用來完成包括伺服磁道寫入在內(nèi)的各種制造過程的、較為方便的子部件。例如，在制造過程中，HDA可借助孔136來提供接觸音圈128的通道，但此后可以將其密封(如果需要，將其緊密密封住)，以確保內(nèi)部構(gòu)件保持基本不受污染。在制造將要完成時，將驅(qū)動器電子元件裝配于所述HDA 152上，以構(gòu)成磁盤驅(qū)動器100。
總的來說，本發(fā)明涉及一種用來在伺服磁道寫入過程中承載和保持HDA的改進方法和裝置。具體地說，本發(fā)明涉及這樣一種方法和裝置，它可以將樞軸118和主軸心軸138限制在位于相對較剛硬的對置夾緊件上的兩組對置夾緊點之間。通過限制各軸作除了旋轉(zhuǎn)運動之外的所有運動，可大大減少因HDA構(gòu)件的機械振蕩、不良承載以及總體偏轉(zhuǎn)所形成的偏心磁道。因此，可以最大程度地減小磁道定位不正所要求的磁盤表面百分比，從而可以得到更大且均勻的磁道密度，并且可以使給定磁盤尺寸具有更大的儲存容量。
現(xiàn)請參閱圖2，它示出了根據(jù)本發(fā)明一實施例的伺服磁道寫入機或裝置(下文中稱之為STW)200。STW是用來將伺服信息寫入到HDA 152的各個磁盤134(圖1)中。所圖中所示的STW是處于一關(guān)閉或?qū)懭胛恢?，其中，HDA 152水平地安裝在其內(nèi)(即，主軸心軸138和樞軸118是水平的)。圖3示出了處于打開或加載位置的HDA，其中，HDA已被除去。
圖中所示的STW 200包括那些對于本發(fā)明不重要的特征。例如，設(shè)有一定時機構(gòu)510，以在磁道寫入過程中指示各磁盤在HDA中的旋轉(zhuǎn)位置。由于圖中所示的STW的該特征和其他磁道寫入特征對于理解本發(fā)明來說是不重要的，因此，本文中不再贅述。
現(xiàn)請參閱圖4，在一實施例中，STW 200包括一底座300、一移動塊組件或移動籃筐組件400、一固定塊組件500以及一伺服信息寫入系統(tǒng)900，在一實施例中，所述系統(tǒng)900包括一激光組件600和位于固定塊組件500內(nèi)部的其他構(gòu)件。圖中還示出了一用來蓋住部分移動籃筐組件400的蓋子401。以下具體描述每一部分。
底座在一實施例中，底座300是由被加工至精確公差的花崗巖、輝綠巖或類似的尺寸穩(wěn)定的材料制成的。如圖4所示，底座300具有多個與設(shè)置在各組件上的安裝圖案相對應的螺紋孔。緊固件(未圖示)可將各組件400、500以及600與所述底座相連。底座表面301提供了一用于使各組件彼此相互定位的引導表面或基準面。
籃筐組件與底座300的一邊緣相連的是所述籃筐組件，在圖5和圖6中更清楚地示出了所述籃筐組件?；@筐組件400包括一在下文中稱之為托架402的第一活動夾緊件和一固定部或墊塊404。托架402包括一真空塊406和一減震組件408。所述真空塊406還包括一將在下文中具體描述的線性空氣軸承(linear airbearing)和真空加強件。所述減震組件408形成有一用來承接圖2所示HDA 152的容器或籃筐410。籃筐410的側(cè)面包括一主要的或第一導向模塊412和第二導向模塊414?；@筐410的正面是由減震組件408形成的。所述減震組件還包括用以有助于加載HDA的HDA導入導向體416；以及緊抵導向模塊412、414偏壓HDA的偏壓預載按鈕418。所述減震組件還包括在安裝HDA 152時與HDA 152相接觸的第一和第二接觸點419、420。所述第一接觸點419在蓋子114與主軸心軸138相連之處與蓋子114相接觸，而所述第二接觸點420是在蓋子114與樞軸118相連之處與蓋子114相接觸?？梢栽O(shè)置一個或多個附加接觸點(未圖示)，以與HDA殼體112的另一固定部分相接觸，以更好地指示或?qū)Ⅱ?qū)動器限制在籃筐中。
在一實施例中，減震組件408是由鋁制造而成。但是，也可以采用其它在本發(fā)明保護范圍內(nèi)、具有不同減震特性的材料。例如，在另一實施例中，所述減震組件包括注入了塑料的不銹鋼。能提供特定減震能力的其他材料也是可行的。
所述真空塊406包括一可沿底座300的表面301(參見圖2)滑動的滑動表面或空氣軸承表面422。所述真空塊406在一個或多個線性致動器的促動下可選擇地沿底座300移動。在一個實施例中，所述致動器是可從高壓空氣源431(在圖7中示意性地示出)接受高壓空氣以伸出和縮回一致動桿的氣壓缸。雖然圖中示出和描述的是氣壓缸，但是，也可以采用其它的線性致動裝置。例如，也可以采用線性滾珠絲杠，而并不脫離本發(fā)明保護范圍。
在圖中所示的示例性實施例中，所述籃筐組件400包括一第一氣壓缸424(參見圖6)和一第二氣壓缸426，所述第一氣壓缸424具有一可使托架402移動的第一延伸桿425，所述第二氣壓缸426具有一可將一預載力施加于所述托架上的第二延伸桿427。氣壓缸的具體設(shè)計對于本發(fā)明并不重要，在一實施例中，所述氣壓缸424是一由BIMBA制造的013-DPB-CT型氣壓缸，而氣壓缸426是一由BIMBA制造的173-DP-CT型氣壓缸。但是，采用其它氣缸或其他移動和加載裝置的STW也同樣落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。而且，可以僅用一個或者兩個以上的致動器來完成移位和加載。
致動器424、426在桿端軸銷428(參見圖6)處與托架402可樞轉(zhuǎn)地連接。致動器424、426的另一端或基端與所述支承塊404相連，所述支承塊又被固定或連接在底座300上。與所述桿端相似，致動器424、426的基端與支承塊404可樞轉(zhuǎn)地連接。通過使致動器在兩端樞轉(zhuǎn)，在伸出和回縮過程中，托架404的方向通常是不受致動器限制的。此外，由于具有可轉(zhuǎn)動的端部，在運作過程中，致動器幾乎不承受或根本不承受側(cè)向負載。
線性空氣軸承和真空系統(tǒng)將高壓空氣提供給所述托架組件400，以將致動力作用于氣壓缸424、426，這樣就可以使所述氣壓缸402伸出和縮回并且使托架402移動。同樣將來自如圖7所示高壓空氣源431的高壓空氣提供給滑動表面422，以形成一空氣軸承430。所述空氣軸承430包括多個沿著真空塊406的滑動表面422的周緣定位的開口或孔432。當對高壓空氣進行傳送時，在表面422和底座表面301之間形成一空氣薄膜。該空氣薄膜可以使真空塊406相對無摩擦地行進，由此可使托架402沿著底座300無摩擦地行進。當真空塊406已被重新定位時，停止向孔432流動，并且真空塊406下落而與底座表面301再次接觸。
除了高壓空氣之外，還設(shè)置有一具有真空源435的真空加強件。真空源435在一真空端口或孔436處與真空塊406相連。所述真空孔436與真空塊406的凹部438流體流通連接。所述真空加強件可起到多種作用。首先，所述真空加強件能可選擇地將真空塊真空連接至底座300。當高壓空氣不連續(xù)地流至孔432并且真空源被驅(qū)動時，將發(fā)生真空連接。在此，表面422與底座表面301齊平，并且真空壓力將真空塊406與底座300相連。在一實施例中，所述真空源具有一可調(diào)節(jié)的真空壓力，從而可以提供至少兩個不同的真空壓力，設(shè)定不同真空壓力的原因?qū)⒃谙挛闹凶兊酶鼮榍宄?br> 所述真空加強件也可以結(jié)合所述空氣軸承一起使用，以加強所述空氣軸承。雖然空氣軸承可以極為有效地消除摩擦，但是，它們通常都需要一相對置的空氣軸承或類似裝置以施加一反向負載或預負載。如果沒有所述預負載，所述空氣軸承就不穩(wěn)定，并且由于空氣薄膜具有可壓縮性，因此具有一不恒定的浮動高度。這種不恒定的浮動高度會使得兩軸承表面(表面422和301)不對齊以及出現(xiàn)隨機且不良接觸現(xiàn)象。為了增強所述空氣軸承并且使真空塊406和底座表面301之間保持一恒定的浮動高度，在一實施例中，在采用空氣軸承430的同時還采用所述真空加強件。真空的反作用力可以提供穩(wěn)定空氣軸承430所需的預加負載力。通過采用所述真空加強件，STW就不再載需要一附加的空氣軸承或其它預載裝置。因此，可以節(jié)省空間和成本。
固定塊組件現(xiàn)請參閱圖8，安裝在籃筐組件400對面的是一將在下文中稱之為固定塊組件的第二固定夾緊件500。所述固定塊組件適于借助與第一和第二接觸點419、420相反的第三和第四接觸點502、503(參見圖3)與HDA 152相接合。因此，當STW關(guān)閉時，HDA 152就被“夾”在接觸點419、420(參見圖5)和接觸點502、503之間(參見圖3)，從而對主軸心軸138和樞軸118的端部加以限制。也就是，接觸點419、420、502和503共同形成了一用來藉助可控制地與主軸心軸138和樞軸118的端部相接觸來與HDA 152相接合的裝置。雖然本文所示的接觸點可以如圖所示的那樣與HDA相接合，但是，可在所述主軸和樞軸附近與HDA相接觸的其它接合裝置也落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。應予指出的是，如果不對主軸133或致動器組件120的旋轉(zhuǎn)或樞轉(zhuǎn)加以限制，所述接觸點將與主軸和樞軸端相接觸。
所述固定塊組件500還包括一自所述組件500的一側(cè)向籃筐組件400延伸的導軌504。所述導軌504固定于所述底座300，并且包括一系列導引裝置，在一實施例中，所述導引裝置是一些能夠可選擇地延伸和回縮至托架402并且在能在托架402移動過程中限制側(cè)向運動的輥子506(在圖3和圖8可以看到)。安裝在導軌504對面的是一側(cè)向加載組件508，用來緊抵所述導輥506有選擇地加載所述托架402。
再請參閱圖8，在一實施例中，所述固定塊組件500與一激光組件600相連。所述固定塊組件500和激光組件600具有伺服磁道寫入系統(tǒng)900的各部分。所述系統(tǒng)包括那些用來與所述HDA發(fā)生物理學和電子學上的相互作用所需的構(gòu)件，以將伺服信息寫入其內(nèi)。例如，所述系統(tǒng)通常包括一借助孔136與致動器組件120發(fā)生物理學上的相互作用的接觸件(未圖示)；一能指示所述接觸件的精確位置的位置指示器(也未圖示)，以及一能根據(jù)所述位置指示器來移動所述接觸件的偏移機構(gòu)(也未圖示)。為了能對所述偏移機構(gòu)加以精確控制，在一實施例中，所述位置指示器是一由Hewlett-Packard公司制造的10705A型激光干涉計(也未圖示)。所述干涉計采用激光組件600作為其能源。
其它的傳統(tǒng)型伺服磁道寫入系統(tǒng)構(gòu)件也是可行的。但是，由于包括用來將伺服信息實際寫入磁盤的硬件和電子元件在內(nèi)的、所述伺服磁道寫入系統(tǒng)的這些部分的具體構(gòu)造對于本發(fā)明來說不是重要的，因此，本文不足贅述。
STW操作在對STW的一實施例作了描述之后，下面將著重描述一種用來將HDA固定在本發(fā)明一實施例的STW中的方法。這種描述的目的是為了可使本技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員去實施所述方法。因此，為了清晰起見，將不重要或在本技術(shù)領(lǐng)域中眾所周知的步驟予以省略。還須提醒讀者的是，雖然本文是按照一定順序來進行描述各步驟的，但是，也可以重新安排各步驟，以更好地適應具體制造工藝的需要。此外，也可以對各步驟進行改進，以適應于具有不同尺寸和不同構(gòu)造的磁盤驅(qū)動器。最后，雖然所述方法是以單個STW的形式來描述的，但是，也可以考慮其它實施例，其中，形成有幾列多部件的STW，以適應大批量生產(chǎn)的需要。
現(xiàn)請參閱圖9—圖12，廣義地講，所述方法包括將HDA 152插入所述STW(圖9)并將所述HDA 152夾緊在對置夾緊件之間(圖10)。所述夾緊件包括與主軸心軸138和樞軸118(參見圖13)的端部相接觸的對置接觸點。采用一種諸如氣壓缸426之類的加載裝置可以將一壓力施加于各接觸點，從而可以對所述主軸和樞軸的端部(圖11)加以限制。如果端部被如此限制，根據(jù)傳統(tǒng)方法的伺服磁道寫入方法就可藉助一如圖12示意性示出的伺服寫入系統(tǒng)900來進行。藉助限制各端部，在磁道寫入過程中，可將主軸133和樞軸118之間的相對運動減至最小，從而可以使所形成的磁道更為集中，并且使磁道密度更均勻、更高。當被夾緊在各接觸點之間時，壓力就可以施加于主軸心軸138和樞軸118的固定部，從而可以使主軸和致動器組件120的旋轉(zhuǎn)不受約束。
在上文中描述并且在圖2—圖8中示出的STW 200適合于根據(jù)所需方法來保持所述HDA 152。具體地說，當所述STW處于“打開”位置時，將HDA 152裝載入籃筐組件400的籃筐410內(nèi)?？梢圆捎米詣踊蚴謩臃椒▽DA插入所述籃筐內(nèi)。在一實施例中，諸如條形碼掃描器之類的識別裝置800(如圖14所示)可在將HDA固定于其內(nèi)之前對HDA加以識別、并對相關(guān)的STW參數(shù)加以調(diào)整。
一旦被插入，減震組件408的接觸點419、420就分別位于主軸心軸138和樞軸118的第二端附近。然后，將其內(nèi)固定有HDA 152的托架402移動至圖2所示的關(guān)閉位置。為了使托架移動，氣壓缸424將托架402朝著固定塊組件500推壓。為了減小托架402和底座300之間的摩擦，可驅(qū)動如上文所述的空氣軸承430。所述空氣軸承在托架402和表面301之間產(chǎn)生一較薄的空氣薄膜。在一實施例中，該空氣薄膜的厚度約為0.002英寸。本文中所述的真空加強件是用來對所述空氣軸承進行預加載，并且可以保持一恒定的浮動高度?？煽s回的導輥506(參見圖8)自側(cè)軌504延伸出來，側(cè)加載組件508(參見圖8)延伸以對正在移動的托架加以限制，并使HDA 152與固定塊組件500上的對置接觸點502、503相對齊。氣壓缸424然后使托架402朝著固定塊組件500移動。設(shè)置一些附加的導向件512(參見圖3)以在STW關(guān)閉時將所述HDA導引入正確位置。當氣壓缸424使托架402完全延伸出來時，所述HDA 152就位于籃筐組件400和固定塊組件500之間，這樣，就將主軸心軸138和樞軸118夾設(shè)在如圖13所述的接觸點419、420、502和503之間。在一實施例中，氣壓缸424適于移動并且能產(chǎn)生僅為5磅(大約22.2牛頓)的作用力，并且可以自高壓空氣源431輸入的空氣(大約586千帕)每平方英寸(psi)可產(chǎn)生85磅的作用力。
此時，停止向空氣軸承孔432供送空氣，使托架402下降而回到底座300。如前文所述和空氣軸承430一起被驅(qū)動的真空源繼續(xù)將一部分真空提供給凹部438(參見圖7)。在一實施例中，所述的部分真空壓力小于1英寸汞柱(in Hg)或約為25.4毫米汞柱(mm Hg)。如果保持該部分真空，則導輥506和側(cè)加載組件508就與托架402脫開或離開托架402并對第二氣壓缸426增壓，從而將一預定負載作用于托架402以及主軸心軸138和樞軸118上。該部分真空可使托架大體保持對齊，但仍可使其移動和旋轉(zhuǎn)以確保保持均勻的加載。在一實施例中，由氣壓缸426施加的負載是150 lbs(667牛頓)。但是，可對其進行調(diào)整，以更好地適應特定HDA152的需要。一旦施加了所述負載，就可以將全真空壓力(約為28 in Hg或711mm Hg)施加于所述凹部以將托架402固定于底座300。在一實施例中，氣壓缸426可在施加所述全真空壓之后保持高壓，以確保所述負載被保持住。在另一實施例中，將致動器426卸載(即，不再提供壓力)，從而只留下真空塊406起限制裝置的作用。同樣，也可以在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)采用其它能預加載所述HDA的裝置(例如電動滾珠絲桿)。
由于HDA被固定，因此，與主軸電動機、致動器組件和讀/寫電路的電氣互連就可以自動或手動地進行。所述STW隨后即可根據(jù)裝入其內(nèi)的特定HDA型號來開始進行另一種傳統(tǒng)的伺服寫入處理。由于樞軸118和主軸心軸138被限制在兩個剛硬結(jié)構(gòu)之間，因此，在整個寫入過程中，兩軸的軸線可大體保持相互平行。所以，可將為其它STW共有的、致動器組件120和主軸133的不可重復運動減至最小，并且可以獲得較高的磁道密度。
STW 200可以裝入如圖14所示的全伺服磁道寫入工站1000。在該具體實施例中，工站1000包括如本文所述的STW構(gòu)件以及一計算機1002，以監(jiān)測和控制該過程。而且，可以包括氣動源和真空源。諸如掃描器800(以識別各HDA以便正確設(shè)定STW)之類的其它設(shè)備也可以裝入所述工站1000。雖然圖中所示的工站1000是一獨立的裝置，但是，其它一些實施例也是可行的，而并不脫離本發(fā)明的保護范圍，其中，STW設(shè)置有其它一些能共享設(shè)備的裝置(例如，一能控制多個STW的工作站、一氣動供氣裝置等)。
為了能獲得特定的HDA和STW動態(tài)特征，可以對STW的各參數(shù)和各構(gòu)件作出不脫離本發(fā)明保護范圍的各種變化。例如，所述減震組件408和固定塊組件500可以由一種能提高所述主軸心軸和樞軸的減震性的材料制成?；蛘?，藉助氣壓缸426而施加于所述HDA的作用力可以根據(jù)特定的HDA來增大或減小。在另一實施例中，可以將一測力傳感器與氣壓缸426一起使用，以更為精確地施加壓縮負載。在又一實施例中，采用一氣動伺服閥，以借助來自于測力儀的反饋信號來保持所施加的載荷。
有利的是，本發(fā)明的方法和裝置可以生產(chǎn)出其存儲容量大于藉助已知方法/裝置所生產(chǎn)的驅(qū)動器的磁盤驅(qū)動器。具體地說，本發(fā)明可以將嵌入的伺服信息精確、集中地寫入所述磁盤。通過對所述主軸和致動器作非旋轉(zhuǎn)/樞轉(zhuǎn)的所有運動加以外部限制來將伺服磁道寫入過程中所發(fā)生的不可重復振動減至最小。因此，根據(jù)本發(fā)明制造的驅(qū)動器只要求比通常是具有較偏心磁道信息的驅(qū)動器所要求的為少的定位不正預備量。因此，本發(fā)明的STW可以構(gòu)成具有較大磁道密度因而具有較高容量同時又可采用傳統(tǒng)磁道寫入方法的磁盤驅(qū)動器。結(jié)論總之，本發(fā)明提供了一種用來將磁頭磁盤組件(HDA)152限制在一伺服磁道寫入裝置(STW)200內(nèi)的方法。所述HDA 152包括一殼體112和一與該殼體相連的主軸心軸138，其中，所述主軸心軸可旋轉(zhuǎn)地支承住一至少具有一個存儲磁盤134的主軸133。所述HDA還包括一與所述殼體112相連的樞軸118。所述樞軸118可樞轉(zhuǎn)地支承住一用來使一傳感頭150相對于磁盤134移動的致動器組件120。所述方法包括如下步驟將所述HDA 152放入所述STW 200內(nèi)，其中，STW具有帶有對置接觸點419、420、502和503的對置夾緊件402、500；然后將所述HDA 152夾緊在所述夾緊件402、500之間，從而使接觸點419、420、502和503與樞軸118和主軸心軸138的每一端部相接觸；然后再將一壓縮負載施加于所述HDA 152上，其中，對置的接觸點419、420、502和503緊抵住所述樞軸118和主軸心軸138加載，以限制致動器組件120和主軸133作非旋轉(zhuǎn)的運動。
在另一實施例中，設(shè)有一用來在伺服磁道寫入過程中對一磁頭磁盤組件(HDA)152加以固定的伺服磁道寫入裝置200。該裝置包括一底座300、一與底座300相連的固定塊組件500以及一設(shè)置在固定塊組件500對面的籃筐組件400?；@筐組件400包括一用來容納所述HDA 152的活動托架402。所述籃筐組件400還包括一用來使所述托架402朝著固定塊組件500移動的偏移裝置424和一用來緊抵固定塊組件500對托架402進行加載的加載裝置426。
在又一實施例中，設(shè)有一用來在伺服磁道寫入過程中對一磁頭磁盤組件(HDA)152加以限制的裝置。這里，HDA 152包括一支承住一旋轉(zhuǎn)主軸133的主軸心軸138，所述旋轉(zhuǎn)主軸又支承住至少一個存儲磁盤134。所述HDA還具有一支承住一致動器組件120、用來從存儲磁盤134讀取信息并將信息寫入所述存儲磁盤的樞軸118。所述裝置包括一用來保持所述HDA的裝置和一用來對所述主軸心軸138和樞軸118的每一端部加以限制的裝置，這樣，就可以限制所述主軸133和致動器組件120作除了旋轉(zhuǎn)運動之外的所有其它運動。
應予理解的是，以上描述僅僅是說明性的，而不是限定性的。對于本技術(shù)領(lǐng)域的那些熟練人員來說，在閱讀了以上描述之后，顯然可以作出很多的其它實施例。因此，本發(fā)明的保護范圍應由所附的權(quán)利要求書來和其等效物來限定。
權(quán)利要求
1.一種用來將磁頭磁盤組件(HDA)限定在一伺服磁道寫入裝置(STW)內(nèi)部的方法，其特征在于，所述HDA包括一殼體；一與所述殼體相連并且可旋轉(zhuǎn)地支承住一至少具有一個存儲磁盤的主軸的主軸心軸；以及一與所述殼體相連的樞軸，所述樞軸可樞轉(zhuǎn)地支承住一用來使一傳感頭相對于至少一個磁盤移動的致動器組件，所述方法包括以下步驟(a)將所述HDA放入所述STW內(nèi)，所述STW具有對置的夾緊件，所述對置夾緊件具有對置的接觸點；(b)將所述HDA夾緊在所述夾緊件之間，從而使所述接觸點與所述樞軸和主軸心軸的每一端部相接觸；以及(c)將一壓縮負載施加于所述HDA，其中，緊抵住所述樞軸和所述主軸心軸的端部來對所述對置接觸點進行加載，以阻止所述致動器組件和所述主軸作非旋轉(zhuǎn)的運動。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，放置步驟(a)包括對所述HDA進行定位，使所述主軸心軸和所述樞軸大體上水平。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對置夾緊件包括一固定夾緊件和一活動夾緊件。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述夾緊步驟(b)包括驅(qū)動一線性致動器，以使所述活動夾緊件朝著所述固定夾緊件移動。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述施加步驟(c)包括驅(qū)動一線性致動器，以對所述活動夾緊件進行加載而緊抵其間夾有HDA的固定夾緊件。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述夾緊件具有預定的減震特性。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，它還包括借助傳感頭將伺服信息寫入至少一個磁盤的步驟。
8.一種利用權(quán)利要求7所述方法生產(chǎn)的磁盤驅(qū)動器。
9.一種用來在伺服磁道寫入過程中對一磁頭磁盤組件(HDA)進行固定的伺服磁道寫入裝置，所述裝置包括一底座；一與所述底座相連的固定塊組件；以及一設(shè)置在所述固定塊組件對面的籃筐組件，其特征在于，所述籃筐組件包括一活動托架，所述托架具有一用來容納所述HDA的籃筐；一用來使所述托架朝著所述固定塊組件移動的偏移裝置；以及一用來緊抵住所述固定塊組件對所述托架進行加載的加載裝置。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述托架還包括一具有至少一個孔、與一高壓空氣流體地連接的空氣軸承，所述空氣軸承可以使所述托架相對于所述底座作相對無摩擦的移動。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述托架還包括一真空加強件，它具有一鄰近于所述底座的凹部，所述凹部與一真空源流體連通連接。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述真空源可以被調(diào)節(jié)在一第一真空壓力和一第二真空壓力之間。
13.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述真空加強件可以與所述空氣軸承同時工作以對所述空氣軸承進行預加載。
14.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述真空加強件可以獨立于所述空氣軸承工作，以使所述托架與所述底座有選擇地真空連接。
15.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述偏移裝置和所述加載裝置包括一個或多個線性致動器。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述線性致動器是氣壓缸。
17.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，它還包括有選擇地限制所述托架側(cè)向移動的、可縮回的導向裝置。
18.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述一個或多個固定塊組件和所述籃筐組件包括減震構(gòu)件。
19.一種用來在伺服磁道寫入過程中對一磁頭磁盤組件(HDA)加以限制的裝置，其特征在于，所述HDA包括一用來支承住一旋轉(zhuǎn)主軸的主軸心軸，所述旋轉(zhuǎn)主軸又支承住至少一個存儲磁盤；以及一樞軸，它支承住一用來從存儲磁盤讀取信息并將信息寫入存儲磁盤的致動器組件，所述裝置包括一用來保持住所述HDA的裝置；以及用來對所述主軸心軸和樞軸的每一端加以限制的裝置，從而可以阻制主軸和致動器組件作非旋轉(zhuǎn)的運動。
全文摘要
本發(fā)明一方面涉及一種用來在伺服磁道寫入過程中對磁頭磁盤組件(HDA)加以限制的裝置和方法。所述HDA(152)包括:一殼體;一疊與所述主軸(133)相連的磁盤,所述主軸藉助一主軸心軸(138)與底座可旋轉(zhuǎn)地連接;以及一在樞軸(118)處與所述底座可樞轉(zhuǎn)地連接的致動器組件。在該疊磁盤附近與致動器組件(120)的一端相連的是一個或多個用來從磁盤讀取信息并將信息寫入磁盤的傳感頭。所述方法包括:在伺服磁道寫入過程中對主軸心軸(138)和樞軸(118)的端部加以限制從而使其間的相對偏轉(zhuǎn)減至最小。也就是,可以基本上消除各構(gòu)件作除旋轉(zhuǎn)運動之外的所有運動。本發(fā)明還提供了一種用來對主軸心軸(138)和樞軸(118)的端部加以限制的裝置。通過這樣限制所述心軸和主軸,由傳感頭所寫入的伺服信息可以與磁盤的旋轉(zhuǎn)同心,從而可以減少磁道定位不正現(xiàn)象,并且可以使磁道密度最大化。
文檔編號G11B21/10GK1332884SQ99815229
公開日2002年1月23日 申請日期1999年8月3日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月30日
發(fā)明者布倫特·M·魏歇爾特, 馬克·A·托夫勒, 賈森·齊默爾曼 申請人:西加特技術(shù)有限責任公司