CN1196113C - 磁头滑动器以及使用该构件的磁盘驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种磁头滑动器，在其与磁盘相对的正面上具有一正压力生成部和一负压力生成凹部，一从所述负压力生成凹部通至所述磁盘内缘侧或外缘侧一端面的通孔。另外，还有一向空气出口侧倾斜的斜面。借助该通孔和斜面，阻碍磁头滑动器的高速加载操作的负压力得以迅速减少。从而在卸载时，不再需要悬架的附加载荷，并且可以缩短用于提升磁头滑动器的悬架行程。因此，可以实现较薄、较小并且高记录密度的磁盘驱动器。

Description

磁头滑动器以及使用该构件的磁盘驱动装置

技术领域

本发明涉及一种装有磁头的磁头滑动器，所述磁头可用来记录与读出诸如磁盘和光盘等盘状记录介质上的信号，并且还涉及使用该磁头滑动器的磁盘驱动器装置。

背景技术

用于记录与读出诸如硬盘和光盘等盘状记录介质(下文中称为“磁盘”)上的信号的装置已有较大发展。例如，硬盘装置的记录密度每年以接近100％的速度增加。今后，为了进一步增加记录密度，需要进一步减少其上记录有信号的磁盘表面和装有磁头的磁头滑动器之间的间隔，即悬浮高度。更具体地说，需要稳定设置的、20纳米以下的悬浮高度。

稳定地设置如此微小的悬浮高度的有效方法之一是使磁盘表面平滑。

作为一种固定磁头滑动器并使该磁头滑动器在磁盘驱动器中进行浮动运行的机构，它可以广泛地使用在接触起停式(CSS)系统中。当磁盘停止旋转时，CSS系统的机构可使磁头滑动器与静止的磁盘表面保持接触，当磁盘开始旋转以执行记录与读出过程时，磁头滑动器沿着磁盘表面滑动，最终到达磁盘表面上方的一预定悬浮高度。在该悬浮状态中，装在磁头滑动器上的磁头进行记录或读出过程。因此，在使用表面平滑的磁盘时，磁盘停止时的磁头滑动器将附着在磁盘上。一旦这种附着情况发生，就需要一克服附着力的磁盘旋转扭矩。因此，装置需要较大的驱动电功率。如果附着力过大，正常的起动将无法发生。为了防止这种附着情况的发生，磁盘表面上将设置通常称为“纹理”的凸部和凹部。于是，磁头滑动器的悬浮高度应至少不会使磁头滑动器接触到纹理的凸部。因此，很难想象悬浮高度会小于纹理凸部形成的距离，因此对实现较低的悬浮高度有一定的限制。

作为一种防止磁头滑动器附着于表面平滑的磁盘的方法，使磁头滑动器保持并浮动在非接触起停式(NCSS)系统上的机构正受到重视。当磁盘停止旋转时，该类型的机构允许将磁头滑动器移动至不同于磁盘表面位置的一退避位置(retreatposition)。当浮在磁盘上方的磁头滑动器运行时，该机构的运转过程是这样的，即磁盘在一段时间中旋转预定的转数，然后磁头滑动器从退避位置移动至要设定为悬浮的磁盘表面上方。

所述机构示例是一种斜面加载(ramp loading)型机构。这种机构可以在磁盘停止旋转时，使磁头后退至退避位置，该退避位置设置在靠近磁盘外缘表面的预定位置的斜面(斜坡)上，藉此使磁头滑动器保持不与磁盘表面接触的状态。

在这种磁盘驱动器中，通常使用一种利用正压力和负压力的磁头滑动器结构。这种磁头滑动器的构造可借助下述三种力的平衡以获得恒定量的浮力。第一种力是悬架产生的载荷力，该力可使磁头滑动器抵靠于磁盘表面。第二种力是磁盘旋转作用产生的气流所形成的正压力，该力可使磁头滑动器悬浮。第三种力是磁头滑动器的凹部形成的同一气流产生的负压力，该力可将磁头滑动器拉回至磁盘一侧。

然而，NCSS系统使用磁头滑动器会产生下面将提到的问题，例如，在斜面加载法中，磁头滑动器从磁盘表面处上拉并移动至退避位置：也就是说，即使在消除悬架所产生的载荷时，由于存在磁盘旋转产生的气流，因此卸载时的负压力不会立即减少。所以，需要一额外的提升载荷以克服负压力。还需要较大的提升行程。这将使磁头滑动器更小、更薄以及较迅速卸载的操作更为困难。另外，在加载时，当磁头滑动器从退避位置移动至磁盘表面上方，以便该磁头滑动器稳定地浮在磁盘表面上方，在朝着磁盘表面下拉磁头滑动器时，该磁头滑动器的姿势将趋向于不稳定，有时会造成磁头滑动器与磁盘表面的碰撞，并对磁盘表面造成损坏。

为了克服上述问题，美国专利No.6,288,874中揭示了一种磁头滑动器的结构，该结构可使卸载时的负压力迅速减少。图12A是表面与磁盘相对的一侧所看到的磁头滑动器的平面图。图12B是一剖面侧视图，示出了卸载前磁头滑动器3和磁盘2之间的关系，它们正处于磁头滑动器3浮在磁盘2外缘部分上方的状态中。顺便说一下，虽然悬架支承着浮在磁盘2上方的磁头滑动器3，但为了使叙述更加简单，未将该悬架在附图中示出。图12A和12B中还示出了正压力Fp、负压力Fn和悬架(图中未示出)产生的载荷Fs，以及诸压力各自的作用点。

悬架(图中未示出)通过一万向节(图中未示出)固定磁头滑动器3，并通过位于作用点Ps的一枢轴(图中未示出)将载荷Fs施加于磁头滑动器3。负压力生成部分74由两侧72上的凸轨部分包围构成，因此具有一较深的台阶部分或急剧的平面下降，并在其出口端具有一开口。两侧72上的轨道部分可防止空气从两侧流入，藉此提高了负压力的生成效率。两侧72上的轨道部分的出口侧末端处设有两更靠磁盘的表面71，该表面略高于两侧72上的轨道部分，因此更靠近磁盘2。磁头80设置在更靠磁盘的两表面71的某一个上。

正压力生成部分73由较浅台阶状部分731和入口侧的更靠磁盘的表面732构成，所述台阶部分731与两侧72上的轨道部分处于同一平面，所述表面732与更靠磁盘的表面71处于同一平面。在正压力生成部分73和负压力生成部分74之间设有调整区域76，该调整区域与两侧72上的轨道部分处于同一平面。通过对调整区域76的宽度(SW)的调整，使负压力的作用点Pn固定于悬架载荷的作用点Ps的出口侧，即下游侧。

磁头滑动器3从稳定悬浮在旋转的磁盘2上方的状态向卸载状态的转变是以下述方式进行的：即，当悬架产生的载荷Fs为卸载而减少时，正压力Fp和负压力Fn无法随着载荷Fs的减少而立即减少。因此，两种力产生一角动量，并将该角动量施加于磁头滑动器3。角动量可迅速增加磁头滑动器3的倾角，即磁头滑动器3和磁盘2表面之间形成的夹角。因此，入口侧的紧靠磁盘的表面732和磁盘2之间的间隙迅速增加。结果使从入口侧流入磁头滑动器3和磁盘2之间的空间的气流量增加，负压力Fn迅速减少。由于可减少卸载时产生的负压力，因此磁头滑动器3与磁盘2的附着可被消除，以及可以在退避位置的斜面保持在最小的所需高度时，来完成稳定的卸载操作。

然而，在所述机构中，由于利用角动量以增大倾角并可因此减少负压力，所述机构有可能发生角动量过大的情况，该过大的角动量施加在磁头滑动器3上会使磁头滑动器3与磁盘2接触。例如，在对减少的、悬架产生的载荷Fs进行卸载时，若磁盘驱动器受到外部振动，磁头滑动器3将靠近磁盘2，于是正压力Fp立即增加，但负压力Fn的变化慢于正压力Fp的变化。也就是说，将导致这种状态，即悬架产生的载荷Fs减少时，正压力Fp增加，然而负压力Fn不会如此迅速地发生变化。在该状态下，施加在磁头滑动器3上的角动量大于通常情况下的角动量。因此，磁头滑动器3的空气出口侧的端部会与磁盘2接触，有时会使磁头滑动器3或磁盘2受到损坏。

当装置运行期间，提供给磁盘驱动器的电源由于这些或那样原因被切断时，需要在磁盘2停止旋转之前完成卸载操作。同样，在磁盘2的旋转速度降低的这种不稳定状态下进行卸载操作时，尽管正压力随着气流速度的减少而减少，但是负压力的减少速度与正压力的减少速度不一致。因此，力的平衡被打破，产生的角动量施加于磁头滑动器3，因而发生了空气出口侧32的端部与磁盘2接触的情况。在传统技术的示例中，负压力Fn的作用点Pn设定在悬架产生的载荷Fs的作用点Ps的下游侧，倾角的刚性(即防止倾角变化的稳定度)减少。因此，当磁头滑动器3受到诸如碰撞之类的外部扰动时，该磁头滑动器3将更容易发生振动，卸载时接触到磁盘2的可能性也大为增加。

另外，在将磁头滑动器从退避位置移至磁盘表面上方的加载操作中，需要使通常由弹性件制成的悬架所支承的磁头滑动器浮在磁盘表面上方，而且不对磁盘表面产生任何损坏。在上述斜面加载型磁头滑动器中，加载过程从斜面部分上进行，因而可实现相对稳定的浮动操作。然而，在将这种磁头滑动器安装在NCSS系统上的情况中，要磁头滑动器移至磁盘表面上方，然后当它被下推时，使该磁头滑动器处于悬浮状态，悬架的振动作用无法有效消除，并且很难达到稳定的上浮运动。例如，当磁头滑动器稳定悬浮在磁盘上方时，该磁头滑动器的倾角通常为0.1mrad左右。另一方面，在磁头滑动器被下推时，若悬架发生振动，则会发生磁头滑动器以大于1mrad的倾角加载在磁盘表面上方的情况。当这种较大倾角产生时，在正压力生成部分和磁盘之间的间隙确保提供足够正压力之前，磁头滑动器的端面会接触到磁盘并造成损坏。

发明内容

本发明可以克服上面列举的问题。本发明的目的是提供一种用在NCSS系统中的磁头滑动器，当磁盘驱动器停止时，该磁头滑动器从磁盘表面退回，更具体地说，提供一种磁头滑动器，该磁头滑动器可以在卸载时避免磁头滑动器和磁盘之间接触的发生，即使在受到诸如冲击等外部干扰时，也可以保持倾斜角刚度的稳定，藉此完成高速加载/卸载的操作，以及提供一种使用该磁头滑动器的磁盘驱动器。

本发明的磁头滑动器包括：

一与圆盘状记录介质相对的正面；

一空气入口端部；

一空气出口端部；

一磁盘内缘侧；以及

一磁盘外缘侧；其特征在于，所述正面包括：

一正压力生成部；

一负压力生成凹部；

一磁头，所述磁头用于在所述圆盘状记录介质上进行记录操作和读出操作中的至少一种；以及

一斜面，所述斜面从所述负压力生成凹部的空气出口侧一端延伸至所述空气出口端部、所述磁盘内缘侧以及所述磁盘外缘侧中的至少一端，该设置使当所述磁头滑动器稳定悬浮在所述磁盘介质上方期间，所述斜面与所述圆盘状记录介质的距离朝端部方向逐渐变大。

借助上述构造，可以在高速卸载时迅速减少负压力，因此可防止悬架的损坏以及减少提升的行程，以实现一种较薄的磁盘驱动器。可以减小NCSS系统中磁头滑动器的悬浮高度，并且使悬浮更为稳定，因此可以获得记录密度更高的磁盘驱动器。

附图说明

图1A是本发明的第一实施例的磁头滑动器的剖视图；

图1B是表面与磁盘相对的一侧所看到的磁头滑动器的平面图；

图2是斜面加载型的磁盘驱动器的立体图，该磁盘驱动器使用了本发明的磁头滑动器；

图3A是用于对照的的磁头滑动器的剖视图；

图3B是表面与磁盘相对的一侧所看到的磁头滑动器的平面图；

图4A是本发明的第一实施例的磁头滑动器的剖视图，该磁头滑动器正稳定悬浮在磁盘上方；

图4B是磁头滑动器稳定悬浮在磁盘上方时，该磁头滑动器的压力分布图；

图5A是磁头滑动器稳定悬浮在磁盘上方时，用于对照的磁头滑动器的剖视图；

图5B是当磁头滑动器稳定悬浮在磁盘上方时，该磁头滑动器的压力分布图；

图6A示出了从磁盘表面向上拉磁头滑动器时，施加在本发明的第一实施例的磁头滑动器上的载荷以及有关的气流；

图6B示出了从磁盘表面向上拉磁头滑动器时，施加在用于对照的磁头滑动器上的载荷以及有关的气流；

图7示出了垂直上拉磁头滑动器时，垂直移动速度和相关负压力之间的关系；

图8是表面与磁盘相对的一侧所看到的本发明的第二实施例的磁头滑动器的立体图；

图9A是本发明的第三实施例的磁头滑动器的剖视图；

图9B是表面与磁盘相对的一侧所看到的该磁头滑动器的平面图；

图10A是磁头滑动器稳定悬浮在磁盘上方时，该磁头滑动器的剖视图；

图10B是磁头滑动器稳定悬浮在磁盘上方时，该磁头滑动器的压力分布图；

图11A是磁头滑动器在磁盘上方加载时，该磁头滑动器的剖视图；

图11B是磁头滑动器在磁盘上方加载时，该磁头滑动器的压力分布图；

图12A是表面与磁盘相对的一侧所看到的传统斜面加载型磁头滑动器的平面图；

图12B是磁头滑动器浮在磁盘上方时，该磁头滑动器的剖视图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的示例性实施例进行叙述。

(第一实施例)

图1A示出了本发明的第一实施例的磁头滑动器的剖视图，图1B示出了表面与磁盘相对的一侧所看到的磁头滑动器的平面图。图2示出了使用磁头滑动器100的NCSS系统上的磁盘驱动器。附图所示装置的外壳盖已被拆下。

磁盘2固定在主轴1上，并被驱动器4旋转驱动。示例中使用一主轴电动机作为驱动器4。磁头滑动器100和用于加载的接片9支承在悬架10上。该悬架10固定于致动臂5，致动臂5可旋转地附连于致动轴7。音圈电机6摆动致动臂5，使附连有磁头(图中未示出)的磁头滑动器100移动至预定的磁道位置。靠近磁盘2外缘的预定位置设有一斜面形成的退避位置8。

在磁盘驱动器中，磁盘2沿着箭头U所示的方向旋转，主轴1随驱动器4一体地转动。当磁头滑动器100浮在旋转的磁盘2上方时，安装在磁头滑动器100上的磁头(图中未示出)沿着磁盘2的预定磁道位置完成记录与读出过程。音圈电动机6的旋转使致动臂产生摆动，以实现磁头在预定磁道位置上的定位。

下面将要叙述该系统上的磁盘驱动器中的加载/卸载操作。卸载操作的完成过程如下。当致动臂5响应音圈电动机的旋转而摆动时，致动臂5允许浮在磁盘2上方的磁头滑动器100沿着退避位置8的方向移动，该退避位置设置在磁盘2外缘附近的预定位置上。当磁头滑动器100后退时，附连在悬架10上的用于加载的接片9位于退避位置8，以使磁头滑动器100退出磁盘2并保持在退避位置8上。在加载时，当驱动器4使磁盘2旋转之后，驱动音圈电动机6使致动臂5向磁盘2的内缘一侧摆动，借此使磁头滑动器100与退避位置8分开，并使磁头滑动器悬浮在磁盘2上方。当磁头滑动器100浮在磁盘2上方时，安装在磁头滑动器100上的磁头(图中未示出)从磁盘的预定磁道位置处记录或读出数据。

如图1A和1B所示，磁头滑动器100包括：与磁盘相对的正面30；沿磁盘旋转方向作为空气入口侧的空气入口端部31；在相对侧上的空气出口端部32；在磁盘内缘一侧的磁盘内缘侧33；以及相对侧上的磁盘外缘侧34。正面30包括：正压力生成部35；悬浮提升面36；由正压力生成部35和空气入口端部31围成的正压力提升中间平面37；下层平面38；以及从下层平面38的空气出口端侧的端部中延伸的斜面40。当正压力生成部35被作为基准平面时，下层平面38在水平高度上相差较大，而正压力提升中间平面37的水平高度差小于下层平面38的水平高度差。

正压力生成部35由双侧护轨351和横轨352构成，所述横轨与双侧护轨相连；轨道351和352大体呈U形，并位于同一水平面上。沿空气入口端部31至空气出口端部32的方向设置双侧护轨351，磁盘内缘侧33和磁盘外缘侧34之间相隔一预定距离。横轨352由正交部分和倾斜部分构成，所述正交部分与空气入口端部31相距一预定距离，其设置的方向垂直于空气的流入方向，所述倾斜部分的两端与每一侧护轨351相连。

悬浮提升面36横向——即磁盘内缘侧33至磁盘外缘侧34的方向——地设置在中间部分上，以形成如图1B所示的六边形。悬浮提升面36由正压力提升面361和出口侧的中间平面362构成，所述正压力提升面361与正压力生成部35处于同一水平面，所述出口侧的中间平面362与正压力提升中间平面37处于同一水平面。顺便说一下，悬浮提升面36的空气出口端部32一侧的正压力提升面361上装有一磁头50，该磁头可以将数据记录在磁盘上或从磁盘上读出数据。

下层平面38由侧部的下层平面381和负压力生成凹部382构成，它们都处于同一水平面上。侧部的下层平面381设置在磁盘内缘侧33和磁盘外缘侧34的位置上，这些平面呈从空气入口端部31向空气出口端部32延伸的条带状。负压力生成凹部382是一由负压力发生部35、悬浮提升面36和斜面40围成的区域。

斜面40从负压力生成凹部382的空气出口侧向空气出口端部32延伸，对该斜面进行设置，以使磁头滑动器稳定悬浮在磁盘上方时，斜面与磁盘的距离朝其端部逐渐变大。

尽管可以通过模压成形或通常的机加工对这种磁头滑动器进行加工，但是较好的加工方法是半导体加工工艺的应用，例如光刻法和蚀刻法。在使用蚀刻法时，不但可使用湿或干刻蚀法，而且可以适当地结合使用激光束照射或离子照射的方法。

在上述磁头滑动器的情况下，用离子照射的加工方法将正压力生成部35和负压力提升中间平面37之间的水平面差设定为0.08微米，将负压力提升中间平面37和下层平面38之间的水平面差设定为1.2微米。将斜面40和下层平面38的夹角设定为0.6mrad，斜面40的长度(从下层平面38的空气出口侧至空气出口端部32的距离)设定为0.15毫米。将磁头滑动器100的总体尺寸，即从空气入口端侧至空气出口端侧的纵向尺寸、从磁盘内缘侧一端至磁盘外缘侧一端的横向尺寸和厚度分别设定为1毫米、0.7毫米和0.23毫米。

将磁头滑动器100的实际使用状态的效果与未产生斜面的磁头滑动器500的对照示例相比较。图3A和图3B示出了这种磁头滑动器500。尽管该磁头滑动器的总体尺寸与磁头滑动器100的总体尺寸相同，但略去了从下层平面38向空气出口端部32延伸的斜面。更具体地说，略去斜面的设置使下层平面38由侧部的下层平面381、负压力生成凹部382以及出口侧的下层平面383构成，所述诸部分都位于同一水平面上。在图3A和3B中，与图1A和图1B所示的相应构件都标上了相应的标号。通过对磁头滑动器100与磁头滑动器500的比较来叙述本发明的特性。

图4A和图4B是各自稳定悬浮在磁盘2上方的诸磁头滑动器的剖视图，其中图4A示出了第一实施例的磁头滑动器100的情况，图5A示出了用于对照的磁头滑动器500的情况。顺便说一下，尽管图2所示的悬架10支承浮在磁盘上方的磁头滑动器，但为了简化叙述，图4A和图5A示出了单个磁头滑动器的悬浮状态。在下文中，应用于附图的相似注释显示了这种悬浮状态。一悬架(图中未示出)通过一万向节(图中未示出)分别支承磁头滑动器100和磁头滑动器500，通过悬架前端的枢轴(图中未示出)向磁头滑动器施加一载荷，使磁头滑动器沿载荷方向抵靠在磁盘2上。由于支承结构本身与图2所示的支承结构相同。因此在本附图中予以省略。

磁盘2的旋转所产生的气流可沿箭头U所示方向流动。请参见图4A，当气流被导入正压力生成部35时，该部、尤其是在横轨352和磁盘2之间的空间对气流进行压缩，藉此产生提升磁头滑动器100产生的正压力。在经过横轨352之后，气流在水平面明显下降的负压力生成凹部382处突然扩张，因而产生将磁头滑动器100引向磁盘2的负压力。通过悬架产生的载荷力、正压力和负压力的平衡，使磁头滑动器100实现悬浮状态，其空气入口端部31一侧从磁盘2表面向上略微张开。

顺便提一下，在磁头滑动器100处于图4A所示的稳定悬浮状态的同时，对载荷的作用点和斜面40的夹角进行设计，以满足SHL＜SHT的条件，其中SHL和SHT分别是斜面40的空气入口侧的端点E和空气出口侧上的端点F与磁盘2的距离。使用诸如磁盘2的半径、旋转速度、斜交角以及目标的悬浮高度等参数可方便地获得该条件。

由于图5A所示对照示例的磁头滑动器500的稳定悬浮状态与参照图4A所述的悬浮状态相同，因此省略对该图的叙述。

图4B和图5B所示的是第一实施例的磁头滑动器100和对照示例的磁头滑动器500在稳定悬浮时压力分布的分析结果。每张附图所示的压力分布是沿磁头滑动器横向的四个位置和沿空气入口端部31至空气出口端部32的纵向所得到的测量结果。压力分布是在磁头滑动器100和磁头滑动器500的横向和纵向的相同位置处测得的。顺便提一下，为便于理解产生的压力与磁头滑动器中的相关位置之间的联系，附图中给出了标号J、E、F和I。

当磁头滑动器处于稳定悬浮的状态时，可以看到除了磁头滑动器100的斜面40(E和F之间)部分处的负压力略小于图5B所示的对照示例的磁头滑动器500的相应部分处的负压力以外，磁头滑动器100和磁头滑动器500之间的差异不大。由此可知，斜面在稳定悬浮时所起的作用较小，任何一种情况下都可以得到稳定悬浮的状态。

此外，对磁头滑动器在稳定悬浮时的稳定性与倾斜角和滚动角进行比较。随外部干扰而变化的倾斜角比率可表示倾斜角的刚性，该倾斜角刚性可估计出倾斜角的稳定性。此时，磁头滑动器的横向与磁盘表面之间形成的夹角称为滚动角，用滚动角刚性来定义随外力而变化的滚动角比率。有关这些刚性的对照结果见表1所示。由表1可知，设有斜面40的磁头滑动器100与对照示例的磁头滑动器500之间的差异不大，即使设置了斜面40，也可以维持磁头滑动器的稳定悬浮状态。

                       表1

	第一实施例的磁头滑动器100(gf/nm)	对照示例的磁头滑动器500(gf/nm)
			倾斜角刚性	0.178	0.18
滚动角刚性	0.009	0.0087

请参见图6A、图6B和图7，现在将叙述卸载时产生的效果。顺便提一下，图6A和图6B仅示出了图4A和图4B中所示横截面的主要部分。在NCSS系统中卸载时，当磁头滑动器被上拉时，磁头滑动器和磁盘之间的空间突然扩大，因而产生了额外的负压力。负压力所具有的特性可使其随着卸载的垂直移动速度的增加而变大。

在图6A所示磁头滑动器100的情况下，对每一载荷的作用点和斜面的夹角进行设计，使空气入口侧的端点E和空气出口侧的端点F与磁盘表面的距离分别给定为SHL＜SHT。随着悬架(图中未示出)产生的用于完成卸载的载荷Fs的减少，磁盘2和磁头滑动器100之间的距离变大。随着该距离的增大，正压力Fp线性减少。与此同时，由于斜面40的空气出口端侧F与磁盘2之间的距离大于斜面40的空气入口端侧E与磁盘2之间的距离，因此将箭头G所示的气流从空气出口端部32一侧引入负压力生成凹部382。借助该流入气流，即使磁盘2和磁头滑动器100之间的间隔由于悬架产生的载荷Fs的减少而突然扩大，也可以抑制负压力的增加，并防止负压力的减少延迟于正压力的减少。

此时，在图6B所示对照示例的磁头滑动器500的情况下，当悬架(图中未示出)产生的用于完成卸载的载荷Fs减少时，磁盘2和磁头滑动器500之间的距离随着载荷Fs的减少而变大。随着该距离的增大，正压力Fp线性减少。然而，由于前述空间的突然扩大，因此使负压力增加，负压力Fn的减少延迟于正压力Fp的减少。

图7所示负压力的测量结果随着磁头滑动器的垂直移动速度的变化而变化，此时对该磁头滑动器进行提升以用于卸载。从该图中可知：与对照示例的磁头滑动器500相比，即使磁头滑动器100的垂直移动速度增加，也可以迅速地减少负压力。因此，可增大卸载时的垂直移动速度，并可实现高速卸载。

如前所述，当第一实施例的磁头滑动器100稳定悬浮在磁盘2上方时，该磁头滑动器可保证一定数量的负压力，卸载时可借助从斜面40流入的气流迅速减少负压力。因此，可迅速地完成卸载操作。此外，在卸载过程中，由于负压力的迅速减少，因此无需施加较大的力来提升悬架。此外还可减少提升悬架的行程，因此，可以生产出一种更薄的磁盘驱动器。

在本实施例的磁头滑动器100中，斜面40从负压力生成凹部382的空气出口侧的端部向空气出口端部32延伸，对该斜面进行设置，以使磁头滑动器稳定悬浮在磁盘上方时，斜面与磁盘的距离向着其端部逐渐变大。然而，斜面的设计并不局限在刚才所述的设计中。它可以是向磁盘内缘侧和磁盘外缘侧处的诸端部中的至少一端部延伸的斜面。另外，它也可以是向空气出口端部、磁盘内缘侧和磁盘外缘侧处的诸端部中的至少一端部延伸的弯曲斜面。曲面形斜面的形成可提高滚动角抗干扰的稳定性(恢复至原始状态)。

在第一实施例的磁头滑动器100中，负压力的作用点的位置比悬架产生的载荷的作用点和正压力的作用点的位置更靠近空气入口侧。当卸载时的外部振动使磁头滑动器靠近磁盘2时，借助该设置可防止磁头滑动器100与磁盘2碰撞。更具体地说，当磁头滑动器100靠近磁盘2时，正压力将增加。然而，由于正压力的增加，因此角动量会使空气出口端部32和磁盘2的表面之间的距离增加。因此，处于最靠近磁盘位置的空气出口端部32可防止磁头滑动器与磁盘碰撞。

在第一实施例中，致动臂5的摆动使末端(接片)位于退避位置8，以便完成将磁头滑动器100与磁盘2分开的操作。然而，可以用诸如压电元件或驱动电动机沿着垂直于磁盘2表面的方向来驱动磁头滑动器100。此外，磁头滑动器并不局限于在磁盘2的边缘部分处完成卸载的斜面加载型磁头滑动器，也可使用一种与磁盘2表面的任何位置分离的磁头滑动器。

在第一实施例中，所述的磁头滑动器100确实可以浮在磁盘表面上方。然而，本发明也可应用于下述情况：磁头滑动器勉强悬浮着，即磁头滑动器的一部分轻微地接触到磁盘表面。

(第二实施例)

图8是在表面与磁盘相对的一侧所看到的本发明的第二实施例的磁头滑动器300的立体图。除了设有一从负压力生成凹部382至磁盘外缘侧34的端面341的通孔45以外，磁头滑动器300的构造与图3A和图3B所示对照示例中的磁头滑动器500的构造相同。用相应的标号标注相应的构件。磁头滑动器300的长边为1.2毫米、短边为1毫米以及厚度为0.3毫米。通孔45的直径为20微米，该通孔从端面341笔直地穿至负压力生成凹部382。该磁头滑动器300也可用于使用图2所示的斜面加载型机构或者类似机构的NCSS系统上的磁盘驱动器。

下面将叙述使用所述类型的磁头滑动器300时NCSS系统上的卸载操作。当磁头滑动器300沿着平行于磁盘表面的方向朝磁盘外缘侧移动时，空气将与磁盘外缘侧34上的端面341碰撞，使端面周围的气压升高。压力使气流借助通孔45流入负压力生成凹部382，从而减少其中的负压力。磁头滑动器300的移动速度越快，流入的气流则越多，因此负压力也减少得越多。因此，当磁头滑动器300沿着平行于磁盘的方向高速移动时，可提升磁头滑动器，从而在磁盘2的任何位置上完成卸载操作。

另一方面，在要将磁头滑动器300置于指定的磁道位置，并稳定悬浮在磁盘2上方的时候，该磁头滑动器的移动速度慢于卸载时的移动速度。因此，几乎没有产生从磁盘2外缘侧34至负压力生成凹部382的气流，因而正压力和负压力所起的作用与对照示例的磁头滑动器500相同，以保证磁头滑动器的稳定悬浮。另外，可将加载/卸载机构做小、做薄，以实现更小、更薄的磁盘驱动器。

尽管在给定磁盘位置处完成磁盘卸载的机构已经在上面的叙述中给出，但当然还可以将相同类型的磁头滑动器应用在使用斜面加载型机构的磁盘驱动器上。

尽管本实施例中设置了从磁盘外缘侧34通至负压力生成凹部382的通孔45，但还可以将通孔设置成从磁盘内缘侧33上的端面341通至负压力生成凹部382。此外，还可将通孔设置成从两端面341、341通至负压力生成凹部382。

尽管负压力的存在会使润滑剂或外来物质汇集在负压力生成凹部382中，但致动臂沿磁盘的径向快速摆动可将空气从通孔45中导入负压力生成凹部382，以去除所述润滑剂或外来物质。

尽管本实施例采用的磁头滑动器的结构没有在空气出口端部的一侧设置斜面，但本发明并不局限于该构造。可以使用一种具有如上所述的第一空气承压面和第二空气承压面的构造，即第一空气承压面由一通孔、负压力生成凹部、正压力生成部以及磁头构成，所述通孔从磁盘内缘侧和磁盘外缘侧的至少一端面通至负压力生成凹部，而第二空气承压面由斜面、磁盘内缘侧以及磁盘外缘侧构成，所述斜面从负压力生成凹部的空气出口侧的端部向空气出口端部处的至少一端部延伸，当磁头滑动器稳定悬浮在磁盘上方时，该斜面与磁盘的距离朝着其端部逐渐变大。借助该结构，不但可稳定地完成卸载操作，即使在加载时受到振动的悬架使磁头滑动器的倾斜角变大，也可使磁头滑动器保持在悬浮的受控状态中。

(第三实施例)

图9A和图9B分别是本发明的第三实施例的磁头滑动器400的剖视图和在表面与磁盘相对的一侧所看到的平面图。磁头滑动器400也可使用于NCSS系统上的磁盘驱动器中。例如，它可用于使用图2所示斜面加载型机构的磁盘驱动器中。磁头滑动器400与磁盘相对的表面由两空气承压面构成，即第一空气承压面60和第二空气承压面65。

第一空气承压面60由正压力生成部35、悬浮提升面36、正压力提升中间平面37、下层平面38以及磁头50构成，所述磁头设置在正压力提升面361的朝空气出口端一侧。第二空气承压面65由斜面构成，所述斜面从负压力生成凹部的空气出口侧的端部向空气出口端部32延伸，其实际面积与第一空气承压面60的面积相等。此外，将第一空气承压面60和第二空气承压面65之间形成的夹角设定为0.9mrad。换句话说，磁头滑动器400与图1A和图1B所示第一实施例的磁头滑动器100相同，不同之处只是磁头滑动器100的斜面40的面积较大，给定的倾斜度也不相同，以便设置第二空气承压面65。

下面将叙述磁头滑动器400的操作过程。图10A所示的是稳定悬浮在磁盘2上方的磁头滑动器400的剖视图。磁盘2的旋转所产生的气流沿箭头U所示的方向流动。当该气流沿第一空气承压面进入间隔时，气流在沿横轨352的截面处得到压缩，粘度效应使正压力生成。与第一实施例的磁头滑动器100的情况相似，当气流到达沿负压力生成凹部382的截面时，由于该处空间的突然扩大，因此负压力生成。此时，在该状态下，由于沿第二空气承压面65的截面与磁盘2表面的距离大于第一空气承压面60的负压力生成凹部382与磁盘表面的距离，因此沿第二空气承压面的截面几乎不产生负压力或正压力。

图10B所示的是处于这种稳定悬浮状态的压力分布的分析结果。顺便提一下，为便于理解产生的压力与磁头滑动器的相关位置之间的联系，在图10A和图10B中给出了参考符号J、Q和R。如附图所示，尽管沿第一空气承压面60的截面产生正压力和负压力，但沿第二空气承压面65的空气入口端一侧只生成少量负压力。沿第一空气承压面60的截面产生的正压力和负压力实际上与图4B所示第一实施例的磁头滑动器100产生的正压力和负压力相等，第二空气承压面65产生的作用非常少。因此，稳定悬浮时的悬浮特性使第一空气承压面60对磁头滑动器400的状态进行控制。

现在将叙述卸载操作时的情况。当悬架产生的卸载载荷减少时，正压力立即减少。由于产生从空气出口端部32至负压力生成凹部382的气流，因此负压力几乎在正压力减少的同时也开始减少。于是，与第一实施例的磁头滑动器100的情况相似，无需对悬架施加额外的提升力，也无需为提升而采用过长的行程，就可以稳定地完成卸载过程。

此外，即使是悬架的振动使磁头滑动器产生振动，以及因而使位于磁盘表面上方的磁头滑动器处于倾斜角较大的状态时，仍然可以实现稳定的加载过程。图11A示出了在倾斜角较大的磁头滑动器完成加载操作时，磁头滑动器400和磁盘2之间的关系。在该情况下，当倾斜角出现短暂增加时，第二空气承压面65将靠近磁盘2以减少其与磁盘的距离，从而压缩其周围的空气，并借助粘度效应生成正压力。

图11B示出了此时压力分布的分析结果。顺便提一下，为便于理解产生的压力与磁头滑动器的相关位置之间的联系，在图11A和图11B中给出了参考符号J、Q和R。如附图所示，尽管沿第一空气承压面60的截面实际上既不产生正压力也不产生负压力，但是沿第二空气承压面65的截面产生较大的正压力。借助沿第二空气承压面65的截面产生的正压力，可防止磁头滑动器400与磁盘2接触，并允许磁头滑动器处于特定的悬浮高度。

当悬架产生的振动较小时，磁头滑动器的振动也将变小，保持较小倾斜角的磁头滑动器进行其加载过程。在该情况下，与传统磁头滑动器一样，沿第一空气承压面60的截面产生正压力，使磁头滑动器不会与磁盘2接触。因此，在本实施例中的磁头滑动器400中，即使倾斜角在加载时发生变化，也可以完成稳定的加载过程。

本实施例的磁头滑动器400具有在加载/卸载时增强稳定性的优点。也就是说，即使在磁头滑动器稳定悬浮在磁盘2表面上方时，对该磁头滑动器施加外部冲击以使其倾斜角或滚动角发生变化，第一空气承压面60或第二空气承压面65上也会产生正压力。该正压力可作为回复力来保持磁头滑动器的稳定状态。于是，提供了一种抗冲击的、可靠的磁盘驱动器。

在本实施例的磁头滑动器400中，第二空气承压面65是一平的斜面，该斜面向空气出口端部延伸。然而，该斜面可以是向磁盘内缘侧和磁盘外缘侧的诸端部中至少一端部的斜面延伸。此外，它还可以是向空气出口端部、磁盘内缘侧以及磁盘外缘侧的诸端部中至少一端部延伸的弯曲斜面。弯曲斜面的形成可增强磁头滑动器抗滚动角变化的稳定性。

尽管本实施例的磁头滑动器400中的第一空气承压面60和第二空气承压面65之间形成的夹角为0.9mrad，但本发明并不局限于此。该夹角的设计可以在下列夹角范围中适当地变化：当磁头滑动器稳定悬浮在磁盘表面上方时，大于磁盘的磁头滑动器的倾斜角，并且小于加载时悬架振动产生的倾斜角。由于处于稳定状态的倾斜角通常从0.05mrad至0.1mrad，加载时的振动所产生的倾斜角变化成从1mrad至2mrad，较好的夹角范围可选择为0.05mrad至2mrad的范围中，更好的夹角范围可选择为0.1mrad至1mrad。

此外，在第三实施例的磁头滑动器400中，第二空气承压面65的尺寸实际上与第一空气承压面60的尺寸相等。然而，本发明并不局限于该尺寸比。第二空气承压面和第一空气承压面之间的尺寸比可使第二空气承压面完全展现出其性能，该尺寸比处于1至0.05-1的范围中。然而，如果考虑到加载时稳定性的提高以及设计中的公差，可选择1至0.5-1.0作为较佳范围。

尽管在本发明的第一至第三实施例中叙述了一种带有悬浮提升面的磁头滑动器，该悬浮提升面设在空气出口端部，但是本发明并不局限于所述构造。例如，可使用这样一种磁头滑动器：即该磁头滑动器未设置悬浮提升面，但两侧设有向空气出口端一侧延伸的双侧护轨，并且在双侧护轨之一的出口端部设有一磁头。此外，可对该构造中的磁头滑动器的正压力提升中间平面进行修改，以形成从空气入口端部至横轨的平直斜面，以使气流平滑地施加在横轨上。此外，可以对正压力生成部和负压力生成凹部进行适当的设计。

可应用上述磁头滑动器的磁盘驱动器并不局限于图2所述的具有斜面加载型机构的装置。该磁头滑动器可应用在NCSS系统上的多种磁盘驱动器中，例如一种卸载时将磁头滑动器从磁盘表面上垂直提升，加载时将磁头滑动器从退避位置移动至磁盘表面上方，然后下降的磁盘驱动器。此外，可将磁头滑动器同样地应用于需要在磁盘附近进行记录与读出过程的装置，例如磁盘装置、磁光式光盘装置以及光盘装置。

Claims (6)

1.一种磁头滑动器，它包括：

一与圆盘状记录介质相对的正面；

一空气入口端部；

一空气出口端部；

一磁盘内缘侧；以及

一磁盘外缘侧；其中，所述正面包括：

一正压力生成部；

一负压力生成凹部；

一磁头，所述磁头用于在所述圆盘状记录介质上进行记录操作和读出操作中的至少一种；以及

一通孔，所述通孔从所述负压力生成凹部通至所述磁盘内缘侧或所述磁盘外缘侧的一端面。

2.如权利要求1所述的磁头滑动器，其特征在于，所述正面包括：

第一空气承压面；以及

第二空气承压面，其中，所述第一空气承压面包括：

一正压力生成部；

一负压力生成凹部；以及

一设置在所述空气出口端部的磁头，所述磁头用于在所述圆盘状记录介质上进行记录和读出中的至少一种操作；以及所述第二空气承压面包括：

一斜面，所述斜面从所述负压力生成凹部的空气出口侧一端向所述空气出口端部、所述磁盘内缘侧以及所述磁盘外缘侧中的至少一端延伸，该设置使当所述磁头滑动器稳定悬浮在所述磁盘介质上方期间，所述斜面与所述圆盘状记录介质的距离朝端部方向逐渐变大。

3.如权利要求1或权利要求2所述的磁头滑动器，其特征在于，所述正压力生成部包括：

双侧护轨，所述双侧护轨设置在与每一所述磁盘内缘侧和所述磁盘外缘侧相距一预定距离处，以使所述双侧护轨从所述空气入口端部向所述空气出口端部延伸；以及

一横轨，所述横轨的主要部分设置在与所述空气入口端部相距一预定距离处，所述横轨设置在垂直于流入气流的方向上，其两端部与所述双侧护轨相连；其中，

所述负压力生成凹部包括：由所述正压力生成部和悬浮提升面围成的下层平面部分，所述悬浮提升面形成在朝向所述空气出口端部的一中心部分，并与所述正压力生成部分开。

4.如权利要求3所述的磁头滑动器，其特征在于，

所述斜面是从所述负压力生成凹部的空气出口侧一端向空气出口端部延伸的平面，当所述磁头滑动器稳定悬浮在所述磁盘上方时，所述斜面与所述磁盘的距离朝端部方向逐渐变大。

5.如权利要求2所述的磁头滑动器，其特征在于，

所述斜面是从所述负压力生成凹部的空气出口侧一端向所述空气出口端部、所述磁盘内缘侧以及所述磁盘外缘侧至少一端延伸的曲面，当所述磁头滑动器稳定悬浮在所述磁盘上方时，所述斜面与所述磁盘的距离朝端部方向不断变大。

6.一磁盘驱动器，它包括：

一作为记录介质的磁盘；

一用来旋转驱动所述磁盘的驱动器；

一悬架，所述悬架可以围绕一支承部分摆动，并且具有一附连在末端上的磁头滑动器，以使所述磁头滑动器与所述磁盘相对；以及

一退避位置，当所述磁盘停止时，所述磁盘可退后至所述退避位置，其中，所述磁头滑动器包括：

一与圆盘状记录介质相对的正面；

一空气入口端部；

一空气出口端部；

一磁盘内缘侧；以及

一磁盘外缘侧；其中，所述正面包括：

一正压力生成部；

一负压力生成凹部；

一磁头，所述磁头用于在所述圆盘状记录介质上进行记录操作和读出操作中的至少一种；以及

一通孔，所述通孔从所述负压力生成凹部通至所述磁盘内缘侧或磁盘外缘侧的端面。

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