摩擦吸引接触式数据存储系统技术方案

本发明专利技术提供了一种接触式磁存储系统。在这种系统中，承载读写磁头的滑块在系统以选定运行速度运行时与硬质磁存储介质保持良好的物理接触。由于所用滑块材料的负载－摩擦特性在负负载区是非线性的，挂在访问臂上的滑块可以处在零或负的外负荷状态。在系统运行时，所产生的恢复力克服了空气升力，使滑块不会象常规系统那样脱离磁存储介质飞起，而是与磁存储介质保持良好的物理接触，并且对滑块和磁存储介质的磨损和损伤也很小。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般而言与各种旋转盘信息存储系统有关。具体来说，本专利技术推出一种磁盘存储系统，在这种系统中，磁传感器安装在与以运转速度旋转的存储介质物理接触的滑块上，利用摩擦吸引效应使滑块与存储介质表面保持物理接触。在磁存储系统中，一个信息位的存储是通过将磁场聚集到磁盘的一个小体积上使这个体积内的磁畴朝向所要求的方向来实现的。在光存储系统中，一个信息位的存储是通过将激光束聚集到光盘的一个小斑上加热介质使这个小斑处的介质材料发生物理变化来实现的。在磁光存储系统的情况下，激光束产生的热使光斑处的磁畴随外加磁场排列。在所有这些运动盘存储系统中，目前都是通过增大存储盘的面位密度(arealbitdensify)来满足增大存储容量要求的。在磁盘存储系统中，为了增加面位密度，必需减小三个基本参数-写磁头间隙长度、磁存储介质厚度、磁头至磁盘空隙。如果磁头间隙长度和介质厚度一定，则磁头至磁盘的空隙越小，亦即磁头飞行高度越低，可能实现的位元面积就越小。接触录取飞行高度最低，此时滑块与旋转着的磁盘物理(机械)接触，也就是说滑块在磁盘表面连续滑动、摩擦，读写磁头就象滑块的边缘那样紧靠磁盘表面。在颁发给勃列绍斯基(Brezoczky)等人的美国专利No.4，819，091中披露了一种磁接触录取系统，在这种系统中读写磁头安装在与旋转存储介质物理接触、由单晶材料制成的滑块上。在运动着的磁盘表面与滑块之间所产生的摩擦吸引力抵制了邻近磁盘表面的运动空气层所产生的升力，使得数据可以接触读写，既不过分磨损磁头和滑块，又不过分磨损记录介质。在转让给东芝株式会社(KabushikiKaishaToshiba)、颁发给库勃(Kubo)等人的美国专利No.4，901，185中披露了一种滑块后缘保持与旋转磁盘表面接触的旋转磁盘存储系统。滑块由一组支架臂悬在旋转磁盘上。支架臂上的片簧将一个回转力加在滑块上，使得滑块空气支承表面的后部与运动磁盘表面接触。磁头安置在滑块后缘面上，或嵌在里面，使得磁头表面靠近但不接触磁盘表面，以防磁头表面磨损。而滑块接触表面和磁盘的磨损则通过使用磁盘润滑剂和降低磁盘旋转速度大大减小。还没有哪个参考文献披露一种具有高速运动磁介质和采用多晶材料制成的滑块的接触式数据存储系统。在这种系统中，滑块与运动磁盘一起产生一个恢复力，使得滑块在零或负的外负载下与磁盘表面保持物理接触。本专利技术的主要目的是为运动磁存储系统提供一种高密度接触式录取系统。在这种系统中，产生出一个摩擦引力和一个恢复力，使得磁传感器与运动记录介质保持接触，而且无论磁传感器还是记录介质，磨损都不大。在按照本专利技术原则所推出的一种信息存储系统中，读写磁传感器(磁头)安装在挂在支持臂上的滑块上，滑块与运动的磁存储介质(磁盘)保持物理接触。滑块与磁盘之间的相对运动产生一个摩擦吸引恢复力，这个力不仅是以克服运动表面空气膜所产生的升力，而且也是以抵消各种促使滑块脱离磁盘的扰动力。因此，平均滑块-磁盘间隙保持十分稳定，相对磁盘表面而言起伏仅在几个毫微米(nm)以内。在滑块上至少装有一个读写磁头，其位置紧临滑块接触表面。由于滑块与磁盘表面接触，因此磁头至介质的间隙只取决于磁记录层(即磁介质)上保护层的厚度和磁盘的相对平坦度。就当前技术水平而言，市售的磁盘的局部偏差在表面平坦度上小于20毫微米，而保护涂层的厚度小于40毫微米。因此，磁头-介质间距做到小于60毫微米是比较容易的。此外，由于滑块与磁盘表面物理接触，运行期间磁头高度变化大大减小。因此，采用本专利技术所推出的磁盘装置，数据面位密度可以显著提高，而且从磁盘的磁记录表面读取数据也较为容易。由于在滑块与滑动接触的磁盘表面之间的相对运动产生的摩擦引力克服了紧贴磁盘表面的运动空气层产生的升力，就不需要在滑块上施加一个正的外加负载。此外，因为摩擦引力实际上起着一个恢复力(如弹簧的恢复力)的作用，任何促使滑块脱离磁盘表面的力都被一个增大的摩擦引力所抵消。因此，当有什么扰动力(例如，由于磁盘表面不平或径向摆动而引起扰动力)企图使滑块脱离磁盘表面时，摩擦吸引恢复力使滑块仍能保持与磁盘表面接触。这种摩擦吸引恢复力还有一个优点，滑块可以在零或负的外负载下运行，这使得在滑块-磁盘表面界面的摩擦负载达到最小，从而将滑块和磁盘的接触表面的磨损降至最小。通常，原有技术的运动磁存储系统(例如温彻斯特磁盘机)采用“在接触状态下起动和停止”，也就是说磁盘静止时，滑块坐落在磁盘表面上。当磁盘开始旋转时，随着在滑块和磁盘表面之间逐渐形成一个空气支承，滑块“起飞”，在磁盘表面上方“飞行”。当磁盘停止旋转时，滑块着盘，坐落在磁盘表面上。由于磁盘表面越做越光滑，在运行状态下所遇到的在滑块与磁盘表面之间的静摩擦也就越来越成问题。这个问题表现在要求驱动磁盘旋转的电动机必需有较大的起动转距，以便一起动就可使滑块从坐落在磁盘表面上的“静止”状态下解放出来。这个问题由于为了抵消磁盘旋转时产生的升力在滑块上要求施加正的外负载而变得更为严重。在一个按照本专利技术所构成的运动磁存储系统中，滑块具有一个零或稍正的外负载，使得滑块在磁盘停止旋转(即滑块与磁盘之间无相对运动)时挂在磁盘表面上。此外，滑块装在其悬臂上，稍有些倾斜，使得前向端(即角)与磁盘表面只有十分轻微的接触。这个点接触所产生的静摩擦力的值小到可以忽略，此时很容易起动磁盘旋转。随着开始旋转到磁盘以运行速度旋转，点接触所产生的摩擦电荷逐渐传布到滑块的底部接触面上。当在整个滑块接触表面上有足够的所产生的电荷时，总的摩擦引力将滑块向下拉到磁盘表面上，使得滑块的接触表面与磁盘表面平行，保持物理接触。如上所述，只要磁盘继续以高于一个门限速度的速度旋转，滑块在外负载为零或稍负的状态下与磁盘表面保持物理接触。当磁盘停止旋转时，随着磁盘逐渐静止，滑块重新上翘倾斜，只有滑块的前向端与磁盘表面接触。本专利技术的上述及其它一些目的、特征和优点从以下结合附图对本专利技术的一个优选实施例的详细说明中可以清楚地看到。这些附图中附图说明图1为按本专利技术原理构成的支持在旋转存储盘上的接触滑块的透视图;图2为说明摩擦力与加在图1所示滑块上外负载之间的关系图;图3为按本专利技术原理构成的旋转磁盘存储系统的简化方框图;图4为说明按本专利技术原理用于自负载安装的滑块的情况的截面图;图5为说明随着图3和图4所示磁存储系统的磁盘开始旋转，滑块负载和摩擦力与时间之间的关系的图;图6为示出用于图4所示系统的接触滑块优选实施例的顶视图;图7为沿图6所示滑块的8-8线切剖的剖视图;图8为图7所示滑块和另一种记录介质实施例的剖视图;以及图9为图4所示滑块的另一个优选实施例的剖视图。现在参见图1。一个信息存储系统至少有一个硬存储盘12，固定在主轴17上，由磁盘驱动电动机(未示出)驱动旋转。众所周知，记录介质11镀在磁盘上，例如呈由同心的数据磁道构成的一个环形图形。存储介质上覆有一层保护层(如磁或氧化锆涂层)。至少有一个滑块13与磁盘表面的保护涂层接触，滑块上载有一个或几个读写磁头。滑块13通过悬臂15接到驱动臂19上。驱动臂19接到诸如音圈式电动机那样的访问机构上(未示出)，使读写磁头在所要求的数据磁道上方定位。当存储磁盘12旋转时，滑块13沿磁盘半径方向运动，使读写磁头得以访问磁盘表面11的各个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁盘存储系统，其特征是所述磁盘存储系统包括：一个磁存储介质，所述磁存储介质包括一块硬质基片，上面涂有一层磁存储材料层；一个磁传感器和支持装置，所述支持装置用来支持所述磁传感器，使它与所述磁存储介质物理接触，所述支持装置包括一块具有非线性负负载区负载－摩擦特性的材料的基片；与所述磁存储介质连接的驱动装置，所述驱动装置用来旋转所述磁存储介质，使所述磁存储介质与所述磁传感器之间的相对运动的速度高到足以产生一个所述支持装置的负载－摩擦特性决定的恢复力的一个选定运行速度，所述恢复力的幅度足以使所述磁传感器与以所述选定运定速度运动的磁存储介质保持充分物理接触，从而可以在对所述磁传感器和所述磁存储介质并无多大磨损的状态下读写数据。

【技术特征摘要】
US 1991-12-24 07/814,1241.一种磁盘存储系统，其特征是所述磁盘存储系统包括一个磁存储介质，所述磁存储介质包括一块硬质基片，上面涂有一层磁存储材料层；一个磁传感器和支持装置，所述支持装置用来支持所述磁传感器，使它与所述磁存储介质物理接触，所述支持装置包括一块具有非线性负负载区负载-摩擦特性的材料的基片；与所述磁存储介质连接的驱动装置，所述驱动装置用来旋转所述磁存储介质，使所述磁存储介质与所述磁传感器之间的相对运动的速度高到足以产生一个所述支持装置的负载-摩擦特性决定的恢复力的一个选定运行速度，所述恢复力的幅度足以使所述磁传感器与以所述选定运定速度运动的磁存储介质保持充分物理接触，从而可以在对所述磁传感器和所述磁存储介质并无多大磨损的状态下读写数据。2.一种如在权利要求1中所提出的磁盘存储系统，其特征是其中所述支持装置是一块用一种具有高电阻率和低摩擦系数材料制造的成型接触滑块。3.一种如在权利要求2中所提出的磁盘存储系统，其特征是其中所述接触滑块是用一种单晶材料制造的。4.一种如在权利要求3中所提出的磁盘存储系统，其特征是其中所述单晶材料是从包括钻石、蓝宝石、石英、立方氮化硼(cBN)、钙钛氧化物这组材料中选出的。5.一种如在权利要求2中所提出的磁盘存储系统，其特征是其中所述接触滑块是用一种多晶材料制造的。6.一种如在权利要求5中所提出的磁盘存储系统，其特征是其中所述多晶材料是从包括碳化硅、氧化锆、氧化铝、SIALON、立方氮化硼的这组材料中选出的。7.一种如在权利要求2中所提出的磁盘存储系统，其特征是其中所述接触滑块是用一种非晶材料制造的。8.一种如在权利要求7中所提出的磁盘存储系统，其特征是其中所述非晶材料是水晶。9.一种如在权利要求1中所提出的磁盘存储系统，其特征是该系统还包括一个访问臂和支承装置，所述支承装置用来支承所述支持装置，使得所述支持装置与以所述选定运行速度旋转的所述磁存储介质保持良好的物理接触。10.一种如在权利要求9中所提出的磁盘存储系统，其特征是其中所述支承装置含有弹簧装置，当所述磁存储介质旋转时，所述弹簧装置提供一个负外力，加在所述支持装置上，所述负外力的方向为企图驱使所述支持装置脱离所述磁记录介质的表面的方向，所述负外力具有一个使支持装置仍与以所述选定运行速度旋转的所述磁记录介质静止时，所述支持装置翘起，不紧贴所述磁记录介质。11.一种如在权利要求10中所提出的磁盘存储系统，其特征是其中所述支承装置含有定向装置，用来对所述支持装置定向，使得在所述磁记录介质静止时所述支持装置的一部分与所述磁记录介质物理接触。12.一种如在权利要求11中所提出的磁盘存储系统，其特征是其中所述支持装置是一块具有一个平整底面和一个相对于所述磁存储介质旋转方向的前向端的成形滑块，所述成形滑块在所述存储介质静止时悬起一个预定角度，使得所述前向与所述磁存储介质物理接触。13.一种如在权利要求12中所提出的磁盘存储系统，其特征是其中所述预...

【专利技术属性】
技术研发人员：布兰希斯普若扎科，哈基姆赛克，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]