[发明专利]直接存取存储装置及包括该装置的计算机系统

说明书

本发明涉及一种包括硬盘驱动器系统和接触型读/写系统(即软盘系统)的直接存取存储装置及包括该装置的计算机系统。更具体地说，本发明涉及一种当读取磁头或滑块处于记录介质表面的空转区上方时提高读取磁头或滑块与记录介质之间飘浮高度的装置。

磁盘驱动器(硬盘驱动器)是一种用至少一个存储信息的可旋转磁盘的信息存储装置。这种信息在磁盘上表示为一串磁性定向区，这些磁区沿磁盘表面或者排列在多个同心数据磁迹上或者排列在螺旋数据磁迹上。传感器产生磁性定向区和检测这种磁区以便把数据记录在磁盘上和从磁盘上读取数据。

在所谓硬盘驱动器中，传感器安装在一个称之谓滑块的安装座上，在运行时，这个滑块刚刚飘离磁盘表面。滑块和磁盘的分离减小磨损並减轻随之而造成的元件的提前损坏。为了实现高密度数据存储，滑块的飘浮高度要特别低。对于精确的数据存储、数据信号再现並为了避免滑块和磁盘之间的碰撞就要求飘浮高度具有高的稳定性。

磁盘表面和滑块的相对运动使滑块飘浮起来，这种相对运动在磁盘和滑块之间产生一层气垫，迫使滑块和磁盘分离开，滑块面对磁盘的一面通常称谓气撑表面。为使磁盘驱动器单元的运行条件有较宽的范围，滑块气撑表面的设计、滑块的悬架系统以及滑块定位的致动器臂都要力图达到质量小而且使滑块有高度的定位稳定性。

悬架系统通过对气撑表面和磁盘表面之间的力的补偿以及对滑块从一条磁迹到另一条磁迹跟踪重复定位提供快速运动阻尼，就提供了滑块和致动臂之间的尺度稳定性。当阻止滑块在磁盘表面上方相对最佳飘浮高度的偏离平面运动时，悬架系统必须控制滑块相对于它在磁迹之间运动方向的位置。在驱动器的数据读或写运行期间，滑块决不应与磁盘表面接触，悬架一般是由连接到致动器臂的承载樑和把滑块连接到承载樑的挠曲片构成。承载梁抵消来自旋转磁盘的升力而使滑块平衡，挠曲片支承滑块並在滑块浮在气垫上时允许有挠曲度。

如果硬盘驱动器滑块的结构被设计得不用主动检测和校正就自动地产生接触飘浮高度的话，那么它就是无源的。为无源器件设计的滑块气撑表面的共同特点是两个气撑轨道沿滑块的外沿(即：平行于运动方向的边沿)的整个长度连续伸延。滑块还可以包括一个斜削的前沿。温盘驱动器的滑块附加一个居于两外沿轨道中间的笫三轨道。在正压器件中，这些轨道都由非气撑表面分隔开。读和写传感器制作在滑块的后沿上。

滑块飘浮高度的减小受限于磁头-磁盘的相互作用。当滑块靠近磁盘时，这种相互作用会增加，一旦这种磁头磁盘相互作用的次数增加，系统的可靠性就下降，例如：磁盘上或滑块上的尘埃或者磁盘的凹凸不平都可能引起磁头磁盘相互作用。

减少磁头-磁盘相互作用次数的滑块具有较大的可靠性，提供有源器件就减少了磁头-磁盘相互作用次数，在这种有源器件中，读或写运行期间，滑块飘浮得低，而在读/写运行之间则返回到一个较高的安全高度上来。通常磁盘驱动器包括多个读/写磁头，每个磁头各安装在一个单独的滑块上。正常情况下，专用的磁头用来读出或写入仅是小于1％的运行时间，因此，与整个时间内读/写磁头都飘浮得很低的设计相比较，可编程设计就可以显著增大其可靠性，然而其缺点是这种可编程设计十分复杂。

通常磁硬盘系统是永久密封的，它不接受可更换的磁盘。可更换磁盘，如用于软盘驱动器的磁盘都是用于称之为接触记录系统之中。软盘驱动器使用软盘，这种软盘还包括一个装在塑料套中的柔性磁盘，该塑料套有面对柔性磁盘的无纺布内衬，在磁盘旋转时，该内衬把磁盘表面擦拭清洁。柔性磁盘的两面都被覆以微粒状的磁性介质(例如：悬浮于树脂中的磁性氧化铁)。在单面驱动器中，球面记录磁头对着一块毡垫，该毡垫把磁盘顶靠在记录磁头上，在双面记录的情况下，一对磁头具有相面对的平坦表面，这种表面带有沿其整个长度延伸的凸纹，而类似于硬盘驱动系统的双轨道滑块。当磁头被顶靠在记录介质上时，把它们表征为接触系统只是部分真实。在许多软盘驱动器设计中，磁头和记录表面之间的接触是周期性断续的，也不希望介质和磁头之间的接触，因为这会导致读/写磁头过长时间的磨损。在记录介质高速、连续旋转的接触记录系统中，记录磁头的磨损是长期不可靠性的源由。

采用刚性介质而进行接触记录的中间系统也是已知技术，前述的说明也可用于这些系统。