专利名称：用于高密度伺服磁道写入的水平加载件的制作方法
技术领域：
本发明的领域本发明涉及大容量存储装置。更具体地说，本发明涉及一种用来在伺服磁道写入过程中对高密度磁盘驱动器的一部分加以固定的改进装置和方法。
为了能磁盘驱动器上的数据进行读和写，所述致动器组件包括一个或多个可将所述传感器支承在磁盘表面上的臂。所述致动器组件由一音圈电动机有选择地定位，所述音圈电动机可使致动器组件围绕一固定于所述驱动器壳体的枢轴枢转。所述磁盘与一也固定于所述壳体的、带电动机的主轴相连。在运行过程中，所述主轴可以为所述磁盘提供旋转动力。通过控制音圈电动机，可以将致动器臂定位在沿着所述旋转磁盘表面的任何一个径向位置上方。
所述传感器通常是放置在一较小的陶瓷块上，所述陶瓷块也可称为滑动件，它经过空气动力学设计，从而可以浮飞在所述磁盘上方。所述滑动件从所述磁盘上方经过，与所述磁盘呈传感的相互关系。大多数的滑动件都具有一空气轴承表面(“ABS”)，所述表面包括一些轨道和位于各轨道之间的空腔。当磁盘旋转时，空气被拖动在各轨道和磁盘表面之间，从而产生了迫使传感头离开所述磁盘的压力。与此同时，急速经过空气轴承表面内的空腔或凹部的空气产生了一负压区。负压或吸力就会与产生在各轨道处的压力相抵消。所述滑动件还与一加载弹簧相连，所述加载弹簧可在滑动件上产生一指向磁盘表面的作用力。各作用力相等，因此，滑动件可以在所述磁盘的表面上、以一理想的浮飞高度浮飞。所述浮飞高度是所述磁盘表面和传感头之间的距离，它通常就是空气润滑薄膜的厚度。该薄膜可以消除在磁盘旋转过程中如果传感头和磁盘机械接触而可能会发生的摩擦现象和磨损现象。在一些磁盘驱动器中，滑动件经过一润滑剂层，而不是在所述磁盘的表面上方浮飞。
表示数据的信息被存储在存储磁盘表面上。磁盘驱动器系统可对那些存储在称为磁道的存储磁盘部分上的信息进行读、写。当传感头被准确地定位在存储磁盘表面上的其中一个指定磁道上时，与滑动件相连、呈读/写头形式、并且位于存储磁盘两侧上的传感头就可以对存储磁盘上的信息进行读、写。当所述存储磁盘旋转、并且读/写头被准确定位在一目标磁道上方时，所述读/写头就可以藉助表示数据的信息写至存储磁盘上而将数据存储至所述磁道上。同样，存储磁盘上的数据阅读可通过将所述读/写头定位在一目标磁道上并对存储磁盘上的存储材料进行阅读来完成。为了将信息写入不同磁道或对不同磁道上的信息进行阅读，所述读/写头可穿过各磁道径向移动至一选定的目标磁道。所述数据通常被划分在几个不同磁道之间。虽然大多数的存储磁盘都采用了多个同心的圆形磁道，但是，其它一些磁盘具有一在磁盘的一面或两面上形成单个磁道的连续的螺旋线。
在制造过程中，将伺服反馈信息编码在磁盘上，然后用来对传感器进行准确定位。伺服信息可将致动器组件/传感头定位在磁盘表面上的所需位置处，并可在读或写过程中使其非常准确地保持在位。可借助一种称为伺服磁道写入机(下文中称为STW)的机器而将伺服信息写入或编码至磁盘上。在写入伺服信息时，所述磁盘驱动器通常位于“磁头磁盘组件”(下文中称为HDA)处。所述HDA包括大部分的机械驱动器构件，但通常不包括所有的驱动器电子元件。在磁道写入过程中，STW可将传感头相对于磁盘表面精确地定位，并将伺服信息写在其上。传感头的准确位置对于确保磁道限定保持同心来说是必需的。如果伺服磁道信息被偏心地写入，那么，就需要在后续工作过程中对传感头的位置加以相对较大的、恒定的径向调整，以使其保持在磁道中心上方移动。当磁道偏心程度较大时，大部分的磁盘表面就必定磁道定位不正。因此，就会减小了总磁道密度，并降低磁盘驱动器的容量。
为了确保伺服信息的正确写入，STW采用了一种闭环式外定位系统，它可以在伺服磁道写入过程中对传感头进行精确地定位。所述定位系统包括一可以与致动器组件接触的接触件、一能指示接触件位置的位置指示器、以及一能根据所述位置指示器的反馈来重新定位所述接触件的移动机构。为了确保准确定位，可以采用各种位置指示器(例如，机械传感器、电容传感器和光传感器)等等。STW还包括用来借助传感头将伺服信息写入磁盘表面的所需电路。
由于大容量驱动器的需求越来越多，制造商一直在寻求藉助增大磁道密度来增大驱动器容量。也就是，藉助增大密度或“每英寸的磁道个数”(TPI)，可以将较多数量的离散磁道编码在一给定的磁盘表面上。但是，较高的磁道密度要求更为有效地使用磁盘表面。因此，必须将磁道偏心所导致的磁道定位不正现象减至最少，以使TPI最大(并使磁盘容量最大)。
虽然在伺服磁道写入过程中保持同心是很有利的，但是，很多因素会反过来影响STW同心地写入伺服信息的能力。例如，在STW其自身内的感生共振会反过来影响磁道写入运作。而且，主轴或致动器各构件内的振动(例如不良支承)也会产生不可重复的磁道写入误差。现有STW的另一问题是在HDA其自身内的振动(即，与致动器和主轴相对于STW的偏转无关)。本发明旨在克服这些问题，尤其是构件偏转问题，下面将对此集中进行描述。
大多数的现有STW是通过与外驱动器壳体上的多个点相接触来支承HDA的。当HDA被如此接触时，所述主轴和致动器就只能藉助HDA的内部结构(即，驱动器壳体)来加以限制。其它一些HDA将所述驱动器罩盖固定于所述枢轴和一主轴心轴上，以为其提供一附加的支承作用。但是，并不是由于STW的位置精确度、而是由于HDA的各构件的不可重复的偏转和振动，这些STW/HDA构造仍将构成磁道密度有限的驱动器。
因此，人们需要一种用来与一STW一起使用、可将磁道写入过程中的HDA各构件之间的相对偏转减至最小的装置和方法。具体地说，需要一种可以充分减小HDA的构件偏转从而可以在一给定磁盘表面上形成较大磁道密度的方法。本发明可满足这些需要。
在一实施例中，提供了一种用来将磁头磁盘组件(HDA)限定在一伺服磁道写入装置(STW)内部的方法。所述HDA包括一壳体和与一与所述壳体相连的主轴心轴，其中，所述主轴心轴可旋转地支承住一至少具有一个存储磁盘的主轴。所述HDA还包括一与所述壳体相连的枢轴。所述枢轴可枢转地支承住一用来使一传感头相对于磁盘移动的致动器组件。所述方法包括以下步骤所述HDA放入所述STW内，所述STW具有对置的夹紧件，所述对置夹紧件具有对置的接触点；然后将所述HDA夹紧在所述夹紧件之间，从而使所述接触点与所述枢轴和主轴心轴的每一端部相接触；然后再将一压缩负载施加于所述HDA，其中，紧抵住所述枢轴和所述主轴心轴的端部来对所述对置接触点进行加载，以限制所述致动器组件和所述主轴作非旋转的运动。
在另一实施例中，提供了一种用来在伺服磁道写入过程中对一磁头磁盘组件(HDA)加以固定的伺服磁道写入装置。所述装置包括一底座；一与所述底座相连的固定块组件；以及一设置在所述固定块组件对面的篮筐组件。所述篮筐组件包括一用来容纳所述HDA的活动托架。所述篮筐组件还包括一用来使所述托架朝着所述固定块组件移动的偏移装置；以及一用来紧抵住所述固定块组件对所述托架进行加载的加载装置。
在又一实施例中，提供了一种用来在伺服磁道写入过程中对一磁头磁盘组件(HDA)加以限制的装置。这里，所述HDA包括一用来支承住一旋转主轴的主轴心轴，所述旋转主轴又支承住至少一个存储磁盘。所述HDA还包括一枢轴，它支承住一用来从存储磁盘读取信息并将信息写入存储磁盘的致动器组件。所述装置包括一用来保持住所述HDA的装置；以及一用来对所述主轴心轴和枢轴的每一端加以限制的装置，从而可以限制主轴和致动器组件作非旋转的所有运动。
有利的是，本发明的方法和装置可以生产出其存储容量大于藉助其它方法/装置所生产的驱动器的磁盘驱动器。具体地说，本发明可以将嵌入的伺服信息精确、集中地写入所述磁盘。通过对所述主轴和致动器作非旋转/枢转的所有运动加以外部限制来将伺服磁道写入过程中所发生的不可重复振动减至最小。因此，根据本发明制造的驱动器只要求比通常具有较偏心磁道信息的驱动器所要求的要少的定位不正预备量。因此，本发明的STW可以构成具有较大磁道密度因而具有较高容量同时又可采用传统磁道写入方法的磁盘驱动器。
附图简要说明
图1是一种带有一叠磁盘的通用磁盘驱动器的分解图。
图2是本发明一实施例的伺服磁道写入装置的立体图，图中所示的装置处于“关闭”或工作位置。
图3是图2所示装置处于“打开”位置时的局部立体图。
图4是图2所示装置的分解图。
图5是本发明一实施例的篮筐组件的局部放大立体图。
图6是图5所示篮筐组件的分解图。
图7是本发明一实施例的真空块组件的剖视示意图。
图8是本发明一实施例的固定块组件的分解图。
图9是一示意图，它表示将所述HDA插入本发明一实施例的STW内。
图10是一示意图，它表示将所述HDA夹入本发明一实施例的STW内。
图11是一示意图，它表示将所述HDA限制在本发明一实施例的STW内。
图12是一示意图，它表示将伺服信息写入本发明一实施例的HDA。
图13是一示意图，所述HDA接合在所述STW内部的情况。
图14是本发明一实施例的伺服磁道写入系统的立体图。
较佳实施例的描述在以下对于较佳实施例的详尽描述中，它是结合形成其一部分的附图来进行描述的，图中以举例说明的形式示出了几个可实施本发明的具体实施例。还应予理解的是，也可采用其他实施例和对结构作出种种改变而并不脱离本发明的保护范围。
本申请所描述的本发明可用于几乎所有的采用旋转或线性致动装置的机械结构磁盘驱动器。图1是一具有旋转式致动器的磁盘驱动器100的分解图。该磁盘驱动器100包括一壳体或底座112和一盖子114。壳体112和盖子114形成一磁盘封装罩。在一致动器枢轴118上、与壳体112可旋转地连接的是一致动器组件120。致动器组件120包括一具有多个臂部123的梳状结构122。与梳形结构122上的各单独臂部123相连的是承载梁或承载簧片124。承载梁或承载簧片也可称之为悬置件。连接在每一负承载簧片124的端部的是一携带有一磁性传感头150的滑动件126。带有传感头150的滑动件126就形成了所谓的磁头。应该指出的是，许多滑动件具有一个传感头150，这就是各图中所示出的。但是，本发明也可同样应用于那些具有一个以上传感头的滑动件，诸如所谓的MR或磁阻磁头，其中，一个传感头150通常用于读取，而另一个传感头则通常用于写入。
一音圈128位子所述致动器组件120的那一与承载簧片124和滑动件126相对置的端部上。在所述音圈128的上方和下方的是一第一磁体130和一第二磁体131。如图1所示，第一磁体130与盖子114相联接，而第二磁体则位于壳体112附近。所述第一和第二磁体130、131以及音圈128是一音圈电动机的关键构件，所述音圈电动机可将一作用力施加于致动器组件120以使其围绕致动器枢轴118旋转。一主轴电动机(未图示)也安装在壳体112上。所述主轴电动机包括一称为主轴毂环的旋转部133。在这种特定的磁盘驱动器中，主轴电动机是位于毂环内部。在图1中，多个磁盘134与主轴毂环133相连。在其它磁盘驱动器中，可以将单个磁盘或不同个数的磁盘与所述毂环相连。本文所描述的本发明也可同样应用于那些具有多个磁盘的磁盘驱动器或具有单个磁盘的磁盘驱动器中。本文所描述的本发明还可同样应用于其中主轴电动机位于毂环133之中或之下的磁盘驱动器。
在一实施例中，所述主轴毂环133围绕一固定主轴心轴138旋转，所述固定主轴心轴138具有一被保持在壳体112中的第一端和一邻近于所述盖子114的第二端。当磁盘旋转时，主轴心轴138保持固定不动。主轴心轴138包括一位于所述第二端上的阴螺纹，它可将所述第二端与盖子114相连。枢轴118具有相似的构造，它也是固定的并且具有一第一端(位于壳体112中)和一第二端(邻近于盖子114)，并且在第二端上具有一阴螺纹(参见图13)。这些固定轴的作用将在以下描述中变得更为清楚。
磁盘驱动器100包括如上文所述的机械构件以及各种电子元件，诸如一通常与壳体112的下侧(当沿着图1所示方向观察时)相连的印刷电路板(未图示)。如果没有所述印刷电路板或其它电子元件，常常将所述磁盘驱动器称之为磁头磁盘组件或HDA 152。换言之，机械构件——包括驱动壳体112、盖子114、致动器组件120、枢轴118、臂123、传感头150、主轴毂环133、主轴心轴138以及磁盘134等——通常就形成了所述HDA 152。HDA是一种用来完成包括伺服磁道写入在内的各种制造过程的、较为方便的子部件。例如，在制造过程中，HDA可借助孔136来提供接触音圈128的通道，但此后可以将其密封(如果需要，将其紧密密封住)，以确保内部构件保持基本不受污染。在制造将要完成时，将驱动器电子元件装配于所述HDA 152上，以构成磁盘驱动器100。
总的来说，本发明涉及一种用来在伺服磁道写入过程中承载和保持HDA的改进方法和装置。具体地说，本发明涉及这样一种方法和装置，它可以将枢轴118和主轴心轴138限制在位于相对较刚硬的对置夹紧件上的两组对置夹紧点之间。通过限制各轴作除了旋转运动之外的所有运动，可大大减少因HDA构件的机械振荡、不良承载以及总体偏转所形成的偏心磁道。因此，可以最大程度地减小磁道定位不正所要求的磁盘表面百分比，从而可以得到更大且均匀的磁道密度，并且可以使给定磁盘尺寸具有更大的储存容量。
现请参阅图2，它示出了根据本发明一实施例的伺服磁道写入机或装置(下文中称之为STW)200。STW是用来将伺服信息写入到HDA 152的各个磁盘134(图1)中。所图中所示的STW是处于一关闭或写入位置，其中，HDA 152水平地安装在其内(即，主轴心轴138和枢轴118是水平的)。图3示出了处于打开或加载位置的HDA，其中，HDA已被除去。
图中所示的STW 200包括那些对于本发明不重要的特征。例如，设有一定时机构510，以在磁道写入过程中指示各磁盘在HDA中的旋转位置。由于图中所示的STW的该特征和其他磁道写入特征对于理解本发明来说是不重要的，因此，本文中不再赘述。
现请参阅图4，在一实施例中，STW 200包括一底座300、一移动块组件或移动篮筐组件400、一固定块组件500以及一伺服信息写入系统900，在一实施例中，所述系统900包括一激光组件600和位于固定块组件500内部的其他构件。图中还示出了一用来盖住部分移动篮筐组件400的盖子401。以下具体描述每一部分。
底座在一实施例中，底座300是由被加工至精确公差的花岗岩、辉绿岩或类似的尺寸稳定的材料制成的。如图4所示，底座300具有多个与设置在各组件上的安装图案相对应的螺纹孔。紧固件(未图示)可将各组件400、500以及600与所述底座相连。底座表面301提供了一用于使各组件彼此相互定位的引导表面或基准面。
篮筐组件与底座300的一边缘相连的是所述篮筐组件，在图5和图6中更清楚地示出了所述篮筐组件。篮筐组件400包括一在下文中称之为托架402的第一活动夹紧件和一固定部或垫块404。托架402包括一真空块406和一减震组件408。所述真空块406还包括一将在下文中具体描述的线性空气轴承(linear airbearing)和真空加强件。所述减震组件408形成有一用来承接图2所示HDA 152的容器或篮筐410。篮筐410的侧面包括一主要的或第一导向模块412和第二导向模块414。篮筐410的正面是由减震组件408形成的。所述减震组件还包括用以有助于加载HDA的HDA导入导向体416；以及紧抵导向模块412、414偏压HDA的偏压预载按钮418。所述减震组件还包括在安装HDA 152时与HDA 152相接触的第一和第二接触点419、420。所述第一接触点419在盖子114与主轴心轴138相连之处与盖子114相接触，而所述第二接触点420是在盖子114与枢轴118相连之处与盖子114相接触。可以设置一个或多个附加接触点(未图示)，以与HDA壳体112的另一固定部分相接触，以更好地指示或将驱动器限制在篮筐中。
在一实施例中，减震组件408是由铝制造而成。但是，也可以采用其它在本发明保护范围内、具有不同减震特性的材料。例如，在另一实施例中，所述减震组件包括注入了塑料的不锈钢。能提供特定减震能力的其他材料也是可行的。
所述真空块406包括一可沿底座300的表面301(参见图2)滑动的滑动表面或空气轴承表面422。所述真空块406在一个或多个线性致动器的促动下可选择地沿底座300移动。在一个实施例中，所述致动器是可从高压空气源431(在图7中示意性地示出)接受高压空气以伸出和缩回一致动杆的气压缸。虽然图中示出和描述的是气压缸，但是，也可以采用其它的线性致动装置。例如，也可以采用线性滚珠丝杠，而并不脱离本发明保护范围。
在图中所示的示例性实施例中，所述篮筐组件400包括一第一气压缸424(参见图6)和一第二气压缸426，所述第一气压缸424具有一可使托架402移动的第一延伸杆425，所述第二气压缸426具有一可将一预载力施加于所述托架上的第二延伸杆427。气压缸的具体设计对于本发明并不重要，在一实施例中，所述气压缸424是一由BIMBA制造的013-DPB-CT型气压缸，而气压缸426是一由BIMBA制造的173-DP-CT型气压缸。但是，采用其它气缸或其他移动和加载装置的STW也同样落在本发明的保护范围内。而且，可以仅用一个或者两个以上的致动器来完成移位和加载。
致动器424、426在杆端轴销428(参见图6)处与托架402可枢转地连接。致动器424、426的另一端或基端与所述支承块404相连，所述支承块又被固定或连接在底座300上。与所述杆端相似，致动器424、426的基端与支承块404可枢转地连接。通过使致动器在两端枢转，在伸出和回缩过程中，托架404的方向通常是不受致动器限制的。此外，由于具有可转动的端部，在运作过程中，致动器几乎不承受或根本不承受侧向负载。
线性空气轴承和真空系统将高压空气提供给所述托架组件400，以将致动力作用于气压缸424、426，这样就可以使所述气压缸402伸出和缩回并且使托架402移动。同样将来自如图7所示高压空气源431的高压空气提供给滑动表面422，以形成一空气轴承430。所述空气轴承430包括多个沿着真空块406的滑动表面422的周缘定位的开口或孔432。当对高压空气进行传送时，在表面422和底座表面301之间形成一空气薄膜。该空气薄膜可以使真空块406相对无摩擦地行进，由此可使托架402沿着底座300无摩擦地行进。当真空块406已被重新定位时，停止向孔432流动，并且真空块406下落而与底座表面301再次接触。
除了高压空气之外，还设置有一具有真空源435的真空加强件。真空源435在一真空端口或孔436处与真空块406相连。所述真空孔436与真空块406的凹部438流体流通连接。所述真空加强件可起到多种作用。首先，所述真空加强件能可选择地将真空块真空连接至底座300。当高压空气不连续地流至孔432并且真空源被驱动时，将发生真空连接。在此，表面422与底座表面301齐平，并且真空压力将真空块406与底座300相连。在一实施例中，所述真空源具有一可调节的真空压力，从而可以提供至少两个不同的真空压力，设定不同真空压力的原因将在下文中变得更为清楚。
所述真空加强件也可以结合所述空气轴承一起使用，以加强所述空气轴承。虽然空气轴承可以极为有效地消除摩擦，但是，它们通常都需要一相对置的空气轴承或类似装置以施加一反向负载或预负载。如果没有所述预负载，所述空气轴承就不稳定，并且由于空气薄膜具有可压缩性，因此具有一不恒定的浮动高度。这种不恒定的浮动高度会使得两轴承表面(表面422和301)不对齐以及出现随机且不良接触现象。为了增强所述空气轴承并且使真空块406和底座表面301之间保持一恒定的浮动高度，在一实施例中，在采用空气轴承430的同时还采用所述真空加强件。真空的反作用力可以提供稳定空气轴承430所需的预加负载力。通过采用所述真空加强件，STW就不再载需要一附加的空气轴承或其它预载装置。因此，可以节省空间和成本。
固定块组件现请参阅图8，安装在篮筐组件400对面的是一将在下文中称之为固定块组件的第二固定夹紧件500。所述固定块组件适于借助与第一和第二接触点419、420相反的第三和第四接触点502、503(参见图3)与HDA 152相接合。因此，当STW关闭时，HDA 152就被“夹”在接触点419、420(参见图5)和接触点502、503之间(参见图3)，从而对主轴心轴138和枢轴118的端部加以限制。也就是，接触点419、420、502和503共同形成了一用来藉助可控制地与主轴心轴138和枢轴118的端部相接触来与HDA 152相接合的装置。虽然本文所示的接触点可以如图所示的那样与HDA相接合，但是，可在所述主轴和枢轴附近与HDA相接触的其它接合装置也落在本发明的保护范围内。应予指出的是，如果不对主轴133或致动器组件120的旋转或枢转加以限制，所述接触点将与主轴和枢轴端相接触。
所述固定块组件500还包括一自所述组件500的一侧向篮筐组件400延伸的导轨504。所述导轨504固定于所述底座300，并且包括一系列导引装置，在一实施例中，所述导引装置是一些能够可选择地延伸和回缩至托架402并且在能在托架402移动过程中限制侧向运动的辊子506(在图3和图8可以看到)。安装在导轨504对面的是一侧向加载组件508，用来紧抵所述导辊506有选择地加载所述托架402。
再请参阅图8，在一实施例中，所述固定块组件500与一激光组件600相连。所述固定块组件500和激光组件600具有伺服磁道写入系统900的各部分。所述系统包括那些用来与所述HDA发生物理学和电子学上的相互作用所需的构件，以将伺服信息写入其内。例如，所述系统通常包括一借助孔136与致动器组件120发生物理学上的相互作用的接触件(未图示)；一能指示所述接触件的精确位置的位置指示器(也未图示)，以及一能根据所述位置指示器来移动所述接触件的偏移机构(也未图示)。为了能对所述偏移机构加以精确控制，在一实施例中，所述位置指示器是一由Hewlett-Packard公司制造的10705A型激光干涉计(也未图示)。所述干涉计采用激光组件600作为其能源。
其它的传统型伺服磁道写入系统构件也是可行的。但是，由于包括用来将伺服信息实际写入磁盘的硬件和电子元件在内的、所述伺服磁道写入系统的这些部分的具体构造对于本发明来说不是重要的，因此，本文不足赘述。
STW操作在对STW的一实施例作了描述之后，下面将着重描述一种用来将HDA固定在本发明一实施例的STW中的方法。这种描述的目的是为了可使本技术领域的熟练人员去实施所述方法。因此，为了清晰起见，将不重要或在本技术领域中众所周知的步骤予以省略。还须提醒读者的是，虽然本文是按照一定顺序来进行描述各步骤的，但是，也可以重新安排各步骤，以更好地适应具体制造工艺的需要。此外，也可以对各步骤进行改进，以适应于具有不同尺寸和不同构造的磁盘驱动器。最后，虽然所述方法是以单个STW的形式来描述的，但是，也可以考虑其它实施例，其中，形成有几列多部件的STW，以适应大批量生产的需要。
现请参阅图9—图12，广义地讲，所述方法包括将HDA 152插入所述STW(图9)并将所述HDA 152夹紧在对置夹紧件之间(图10)。所述夹紧件包括与主轴心轴138和枢轴118(参见图13)的端部相接触的对置接触点。采用一种诸如气压缸426之类的加载装置可以将一压力施加于各接触点，从而可以对所述主轴和枢轴的端部(图11)加以限制。如果端部被如此限制，根据传统方法的伺服磁道写入方法就可藉助一如图12示意性示出的伺服写入系统900来进行。藉助限制各端部，在磁道写入过程中，可将主轴133和枢轴118之间的相对运动减至最小，从而可以使所形成的磁道更为集中，并且使磁道密度更均匀、更高。当被夹紧在各接触点之间时，压力就可以施加于主轴心轴138和枢轴118的固定部，从而可以使主轴和致动器组件120的旋转不受约束。
在上文中描述并且在图2—图8中示出的STW 200适合于根据所需方法来保持所述HDA 152。具体地说，当所述STW处于“打开”位置时，将HDA 152装载入篮筐组件400的篮筐410内。可以采用自动或手动方法将HDA插入所述篮筐内。在一实施例中，诸如条形码扫描器之类的识别装置800(如图14所示)可在将HDA固定于其内之前对HDA加以识别、并对相关的STW参数加以调整。
一旦被插入，减震组件408的接触点419、420就分别位于主轴心轴138和枢轴118的第二端附近。然后，将其内固定有HDA 152的托架402移动至图2所示的关闭位置。为了使托架移动，气压缸424将托架402朝着固定块组件500推压。为了减小托架402和底座300之间的摩擦，可驱动如上文所述的空气轴承430。所述空气轴承在托架402和表面301之间产生一较薄的空气薄膜。在一实施例中，该空气薄膜的厚度约为0.002英寸。本文中所述的真空加强件是用来对所述空气轴承进行预加载，并且可以保持一恒定的浮动高度。可缩回的导辊506(参见图8)自侧轨504延伸出来，侧加载组件508(参见图8)延伸以对正在移动的托架加以限制，并使HDA 152与固定块组件500上的对置接触点502、503相对齐。气压缸424然后使托架402朝着固定块组件500移动。设置一些附加的导向件512(参见图3)以在STW关闭时将所述HDA导引入正确位置。当气压缸424使托架402完全延伸出来时，所述HDA 152就位于篮筐组件400和固定块组件500之间，这样，就将主轴心轴138和枢轴118夹设在如图13所述的接触点419、420、502和503之间。在一实施例中，气压缸424适于移动并且能产生仅为5磅(大约22.2牛顿)的作用力，并且可以自高压空气源431输入的空气(大约586千帕)每平方英寸(psi)可产生85磅的作用力。
此时，停止向空气轴承孔432供送空气，使托架402下降而回到底座300。如前文所述和空气轴承430一起被驱动的真空源继续将一部分真空提供给凹部438(参见图7)。在一实施例中，所述的部分真空压力小于1英寸汞柱(in Hg)或约为25.4毫米汞柱(mm Hg)。如果保持该部分真空，则导辊506和侧加载组件508就与托架402脱开或离开托架402并对第二气压缸426增压，从而将一预定负载作用于托架402以及主轴心轴138和枢轴118上。该部分真空可使托架大体保持对齐，但仍可使其移动和旋转以确保保持均匀的加载。在一实施例中，由气压缸426施加的负载是150 lbs(667牛顿)。但是，可对其进行调整，以更好地适应特定HDA152的需要。一旦施加了所述负载，就可以将全真空压力(约为28 in Hg或711mm Hg)施加于所述凹部以将托架402固定于底座300。在一实施例中，气压缸426可在施加所述全真空压之后保持高压，以确保所述负载被保持住。在另一实施例中，将致动器426卸载(即，不再提供压力)，从而只留下真空块406起限制装置的作用。同样，也可以在本发明的保护范围内采用其它能预加载所述HDA的装置(例如电动滚珠丝杆)。
由于HDA被固定，因此，与主轴电动机、致动器组件和读/写电路的电气互连就可以自动或手动地进行。所述STW随后即可根据装入其内的特定HDA型号来开始进行另一种传统的伺服写入处理。由于枢轴118和主轴心轴138被限制在两个刚硬结构之间，因此，在整个写入过程中，两轴的轴线可大体保持相互平行。所以，可将为其它STW共有的、致动器组件120和主轴133的不可重复运动减至最小，并且可以获得较高的磁道密度。
STW 200可以装入如图14所示的全伺服磁道写入工站1000。在该具体实施例中，工站1000包括如本文所述的STW构件以及一计算机1002，以监测和控制该过程。而且，可以包括气动源和真空源。诸如扫描器800(以识别各HDA以便正确设定STW)之类的其它设备也可以装入所述工站1000。虽然图中所示的工站1000是一独立的装置，但是，其它一些实施例也是可行的，而并不脱离本发明的保护范围，其中，STW设置有其它一些能共享设备的装置(例如，一能控制多个STW的工作站、一气动供气装置等)。
为了能获得特定的HDA和STW动态特征，可以对STW的各参数和各构件作出不脱离本发明保护范围的各种变化。例如，所述减震组件408和固定块组件500可以由一种能提高所述主轴心轴和枢轴的减震性的材料制成。或者，藉助气压缸426而施加于所述HDA的作用力可以根据特定的HDA来增大或减小。在另一实施例中，可以将一测力传感器与气压缸426一起使用，以更为精确地施加压缩负载。在又一实施例中，采用一气动伺服阀，以借助来自于测力仪的反馈信号来保持所施加的载荷。
有利的是，本发明的方法和装置可以生产出其存储容量大于藉助已知方法/装置所生产的驱动器的磁盘驱动器。具体地说，本发明可以将嵌入的伺服信息精确、集中地写入所述磁盘。通过对所述主轴和致动器作非旋转/枢转的所有运动加以外部限制来将伺服磁道写入过程中所发生的不可重复振动减至最小。因此，根据本发明制造的驱动器只要求比通常是具有较偏心磁道信息的驱动器所要求的为少的定位不正预备量。因此，本发明的STW可以构成具有较大磁道密度因而具有较高容量同时又可采用传统磁道写入方法的磁盘驱动器。结论总之，本发明提供了一种用来将磁头磁盘组件(HDA)152限制在一伺服磁道写入装置(STW)200内的方法。所述HDA 152包括一壳体112和一与该壳体相连的主轴心轴138，其中，所述主轴心轴可旋转地支承住一至少具有一个存储磁盘134的主轴133。所述HDA还包括一与所述壳体112相连的枢轴118。所述枢轴118可枢转地支承住一用来使一传感头150相对于磁盘134移动的致动器组件120。所述方法包括如下步骤将所述HDA 152放入所述STW 200内，其中，STW具有带有对置接触点419、420、502和503的对置夹紧件402、500；然后将所述HDA 152夹紧在所述夹紧件402、500之间，从而使接触点419、420、502和503与枢轴118和主轴心轴138的每一端部相接触；然后再将一压缩负载施加于所述HDA 152上，其中，对置的接触点419、420、502和503紧抵住所述枢轴118和主轴心轴138加载，以限制致动器组件120和主轴133作非旋转的运动。
在另一实施例中，设有一用来在伺服磁道写入过程中对一磁头磁盘组件(HDA)152加以固定的伺服磁道写入装置200。该装置包括一底座300、一与底座300相连的固定块组件500以及一设置在固定块组件500对面的篮筐组件400。篮筐组件400包括一用来容纳所述HDA 152的活动托架402。所述篮筐组件400还包括一用来使所述托架402朝着固定块组件500移动的偏移装置424和一用来紧抵固定块组件500对托架402进行加载的加载装置426。
在又一实施例中，设有一用来在伺服磁道写入过程中对一磁头磁盘组件(HDA)152加以限制的装置。这里，HDA 152包括一支承住一旋转主轴133的主轴心轴138，所述旋转主轴又支承住至少一个存储磁盘134。所述HDA还具有一支承住一致动器组件120、用来从存储磁盘134读取信息并将信息写入所述存储磁盘的枢轴118。所述装置包括一用来保持所述HDA的装置和一用来对所述主轴心轴138和枢轴118的每一端部加以限制的装置，这样，就可以限制所述主轴133和致动器组件120作除了旋转运动之外的所有其它运动。
应予理解的是，以上描述仅仅是说明性的，而不是限定性的。对于本技术领域的那些熟练人员来说，在阅读了以上描述之后，显然可以作出很多的其它实施例。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求书来和其等效物来限定。
权利要求
1.一种用来将磁头磁盘组件(HDA)限定在一伺服磁道写入装置(STW)内部的方法，其特征在于，所述HDA包括一壳体；一与所述壳体相连并且可旋转地支承住一至少具有一个存储磁盘的主轴的主轴心轴；以及一与所述壳体相连的枢轴，所述枢轴可枢转地支承住一用来使一传感头相对于至少一个磁盘移动的致动器组件，所述方法包括以下步骤(a)将所述HDA放入所述STW内，所述STW具有对置的夹紧件，所述对置夹紧件具有对置的接触点；(b)将所述HDA夹紧在所述夹紧件之间，从而使所述接触点与所述枢轴和主轴心轴的每一端部相接触；以及(c)将一压缩负载施加于所述HDA，其中，紧抵住所述枢轴和所述主轴心轴的端部来对所述对置接触点进行加载，以阻止所述致动器组件和所述主轴作非旋转的运动。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，放置步骤(a)包括对所述HDA进行定位，使所述主轴心轴和所述枢轴大体上水平。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对置夹紧件包括一固定夹紧件和一活动夹紧件。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述夹紧步骤(b)包括驱动一线性致动器，以使所述活动夹紧件朝着所述固定夹紧件移动。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述施加步骤(c)包括驱动一线性致动器，以对所述活动夹紧件进行加载而紧抵其间夹有HDA的固定夹紧件。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述夹紧件具有预定的减震特性。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，它还包括借助传感头将伺服信息写入至少一个磁盘的步骤。
8.一种利用权利要求7所述方法生产的磁盘驱动器。
9.一种用来在伺服磁道写入过程中对一磁头磁盘组件(HDA)进行固定的伺服磁道写入装置，所述装置包括一底座；一与所述底座相连的固定块组件；以及一设置在所述固定块组件对面的篮筐组件，其特征在于，所述篮筐组件包括一活动托架，所述托架具有一用来容纳所述HDA的篮筐；一用来使所述托架朝着所述固定块组件移动的偏移装置；以及一用来紧抵住所述固定块组件对所述托架进行加载的加载装置。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述托架还包括一具有至少一个孔、与一高压空气流体地连接的空气轴承，所述空气轴承可以使所述托架相对于所述底座作相对无摩擦的移动。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述托架还包括一真空加强件，它具有一邻近于所述底座的凹部，所述凹部与一真空源流体连通连接。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述真空源可以被调节在一第一真空压力和一第二真空压力之间。
13.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述真空加强件可以与所述空气轴承同时工作以对所述空气轴承进行预加载。
14.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述真空加强件可以独立于所述空气轴承工作，以使所述托架与所述底座有选择地真空连接。
15.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述偏移装置和所述加载装置包括一个或多个线性致动器。
16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述线性致动器是气压缸。
17.如权利要求9所述的装置，其特征在于，它还包括有选择地限制所述托架侧向移动的、可缩回的导向装置。
18.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述一个或多个固定块组件和所述篮筐组件包括减震构件。
19.一种用来在伺服磁道写入过程中对一磁头磁盘组件(HDA)加以限制的装置，其特征在于，所述HDA包括一用来支承住一旋转主轴的主轴心轴，所述旋转主轴又支承住至少一个存储磁盘；以及一枢轴，它支承住一用来从存储磁盘读取信息并将信息写入存储磁盘的致动器组件，所述装置包括一用来保持住所述HDA的装置；以及用来对所述主轴心轴和枢轴的每一端加以限制的装置，从而可以阻制主轴和致动器组件作非旋转的运动。
全文摘要
本发明一方面涉及一种用来在伺服磁道写入过程中对磁头磁盘组件(HDA)加以限制的装置和方法。所述HDA(152)包括:一壳体;一叠与所述主轴(133)相连的磁盘,所述主轴藉助一主轴心轴(138)与底座可旋转地连接;以及一在枢轴(118)处与所述底座可枢转地连接的致动器组件。在该叠磁盘附近与致动器组件(120)的一端相连的是一个或多个用来从磁盘读取信息并将信息写入磁盘的传感头。所述方法包括:在伺服磁道写入过程中对主轴心轴(138)和枢轴(118)的端部加以限制从而使其间的相对偏转减至最小。也就是,可以基本上消除各构件作除旋转运动之外的所有运动。本发明还提供了一种用来对主轴心轴(138)和枢轴(118)的端部加以限制的装置。通过这样限制所述心轴和主轴,由传感头所写入的伺服信息可以与磁盘的旋转同心,从而可以减少磁道定位不正现象,并且可以使磁道密度最大化。
文档编号G11B21/10GK1332884SQ99815229
公开日2002年1月23日 申请日期1999年8月3日 优先权日1998年12月30日
发明者布伦特·M·魏歇尔特, 马克·A·托夫勒, 贾森·齐默尔曼 申请人:西加特技术有限责任公司