[发明专利]具有后端侧座的正压光学滑块

说明书

发明领域

本发明涉及盘片驱动存储系统，尤其涉及一种具有后端侧板的正压滑块，用于盘片速度低和高浮飞高度的场合，诸如光盘驱动存储系统。

在光盘驱动存储系统中，将一激光束聚焦在一硬盘的数据表面上并检测从数据表面反射的或通过数据表面传输的光来读取数据。总的来讲，数据以载在用反射激光检测的磁盘表面上的物理或磁性标记的形式存储。有许多在本行业中熟知的不同的光盘技术。例如，目前用CD-ROM存储诸如计算机程序或数字化音乐等数字数据。典型的是，CD-ROM在制作过程中被永久地记录。光盘系统的另一种类型是一次写多次读(WORM)系统，在这种系统中，用户可将信息永久地写在空盘上。还需要提供一种可擦去的诸如相变系统和磁光(M-O)系统的系统。相变系统通过以反射率读出变化来检测数据。M-O系统通过测量由于存储媒体的磁性取向而引起的入射光偏振的旋转来检测数据。

高密度光学记录，尤其是近场(near-field)记录(即M-O或相变系统)，一般需要一具有将光元件装在光盘数据表面上方的滑块的光学头平衡环组件(OHGA)。

于1996年3月5日授权的名称为“具有辐射透明的空气支承滑块的光盘数据存储系统”的美国专利5,497,359示出了用于光盘驱动存储系统的滑块的一个例子。

为了将信息磁位写在盘片表面上，盘片表面通过光学方式加热。例如，对M-O媒体，光束穿过滑块的光孔，将盘片表面加热到媒体的居里温度之上的一个温度。给装在滑块上的磁圈通电，关掉激光。当媒体冷却到居里温度之下时，被加热的部分留有所需的磁性方位。

一驱动机构在电路的控制下可使滑块在盘片表面上从一个磁道向其它磁道移动。驱动机构包括一磁道存取臂和一用于各光学头平衡环组件的悬浮件(suspension)。悬浮件包括一加载柱和一平衡环。加载柱提供一迫使滑块朝向盘片表面的预加载力。平衡环位于滑块与加载柱之间以提供弹性连接，这种弹性连接使滑块随着盘片的外形凹凸而俯仰和摇摆。滑块具有面对盘片表面的空气支承表面。

在盘片驱动器行业中一般使用两种类型的滑块，即正压空气支承(PPAB)滑块和自加载或“负压”空气支承(NPAB)滑块。一NPAB滑块一般有一对沿支承的侧面延伸的轨道，有一在滑块的引导端附近的轨道之间延伸的空腔堤或隔栏(cavity dam)或纵横杆(cross bar)。当盘片旋转时，盘片表面由于粘滞摩擦而阻碍空腔堤下的空气。当空气经过空腔堤上方时，空气膨胀到轨道之间的“空腔”中，以在空腔中形成部分真空。该部分真空吸引滑块接近盘片表面并与轨道上形成的正压抵销。空腔通向滑块后端的大气压，还可包括一在滑块后端的中心轨道或一凸台，以安装单个记录头。NPAB表面与没有空腔堤的PPAB滑块相比，具有许多优点，诸如在心轴起动和关闭的过程中较低的起飞和着落速度，较高的支承刚度和在高度和速度变化时浮飞高度的敏感度低。

但是，NPAB滑块由于其大的吸力而很少用在斜道“加载—卸载”驱动应用中。在这些应用中，滑块借助使驱动机构旋转到悬浮件与一斜道配合而从盘片表面卸下，该斜道提升悬浮件并由此使滑块从盘片表面升起。当悬浮件在卸载斜道上上浮时，大的吸力阻止NPAB滑块跟随悬浮件。滑块保持靠近旋转盘，斜道使悬浮件弹性变形。只有当相当的弹性应变积聚在悬浮件上时，NPAB吸力才会削弱。吸力的释放释放了悬浮件上的弹性应变并使滑块从盘片表面卸载。吸力和应变释放的这种循环相对于悬浮件接触卸载斜道的时间是迅速发生的。弹性应变能量的迅速释放在与盘片表面平面垂直的滑块位置坐标中形成振动振幅。这种振幅可大到足以使滑块“击”向盘片表面，由此产生磨损碎片颗粒并可能破坏记录头。

在卸载过程中NPAB滑块中的另一问题发生在变形的悬浮件施加的卸载力太小以致不能克服吸力的情况下。在此情况下，当滑块在盘片周边上摆动时，吸力削弱，使大气以很小的阻力流入侧轨道之间的空腔。当滑块在盘片周边上通过时，侧轨道之间的加压变得不平衡，使滑块摇摆到一侧。结果，滑块卸载时接触盘片周边。这种接触反复多次会在滑块上形成磨损，并产生碎屑颗粒。