專利名稱：在存儲介質(zhì)上讀/寫信息的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種在磁介質(zhì)上讀/寫信息的方法和裝置。
硬盤驅(qū)動系統(tǒng)使用磁頭在磁盤上讀和寫磁編碼信息。當硬盤驅(qū)動系統(tǒng)被關掉時，磁頭停擱在磁盤的表面上或者為了保持介質(zhì)磁頭從介質(zhì)表面縮回。當系統(tǒng)啟動時，磁盤繞著它的中心軸轉(zhuǎn)動。磁頭保持和磁盤接觸，直到磁盤相對于磁頭獲得一定的速度，使磁頭“懸浮”在磁盤上面。在磁頭懸浮在磁盤的圓形軌道上時，就進行讀/寫操作。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于在帶有X軸和Y軸的平的存儲介質(zhì)上存儲和訪問信息的方法和裝置。在一個實施例中，讀/寫磁頭位于平的存儲介質(zhì)附近，X軸電機產(chǎn)生往返運動，也就是在讀/寫磁頭和介質(zhì)之間沿介質(zhì)的X軸產(chǎn)生大致呈直線的運動。當讀/寫磁頭穿越介質(zhì)的X軸運動時，讀/寫磁頭在介質(zhì)的軌道上存儲或訪問數(shù)據(jù)的各位。一個Y軸電機在讀/寫磁頭和介質(zhì)之間沿介質(zhì)的Y軸產(chǎn)生直線運動。讀/寫磁頭沿Y軸的相對直線運動在介質(zhì)上將讀/寫磁頭從一個軌道移到另一個軌道。
在另一個實施例中，Y軸電機既可以帶動介質(zhì)也可以帶動讀/寫磁頭沿Y軸移動。同樣，X軸電機既可帶動介質(zhì)也可帶動讀/寫磁頭沿X軸往返運動。
在一個實施例中，多個讀/寫磁頭連接在一起，所以，這些讀/寫磁頭統(tǒng)一地沿X軸往返運動。這樣，當讀/寫磁頭沿X軸移動時，它們可以同時在介質(zhì)上訪問或存儲信息。一般地，在介質(zhì)上有多個數(shù)據(jù)軌道條，一個數(shù)據(jù)條對應多個讀/寫磁頭中的一個。當每個數(shù)據(jù)條沿著Y軸延伸時，每個數(shù)據(jù)條的數(shù)據(jù)軌道都和X軸平行。
因為從介質(zhì)表面上可以同時訪問多個數(shù)據(jù)軌道，所以可以得到高數(shù)據(jù)傳輸率。這種高數(shù)據(jù)傳輸率在通信應用中是非常有用的，如脈沖串式信息存儲，衛(wèi)星通信，蜂竄式電話傳真和聲音郵件、圖形傳真、視頻傳送和圖象。在需要數(shù)據(jù)率較低的場合，多數(shù)據(jù)磁頭的數(shù)據(jù)是通過多路傳送的。
在一個實施例中，一個伺服磁頭被連接到讀/寫磁頭上，所以讀/寫磁頭和伺服磁頭同時沿X軸往返運動。當伺服磁頭沿X軸移動時，它將訪問存儲在介質(zhì)伺服條中的一伺服軌道上的定位信息。在一個實施例中，伺服條兩側(cè)有相同數(shù)目的數(shù)據(jù)條，伺服條是在介質(zhì)的中央的。在其它實施例中，伺服條不在介質(zhì)的中央。
在另一個實施例中，伺服信息是植入于數(shù)據(jù)軌道中，讀/寫磁頭用于訪問伺服信息。在又一個實施例中，使用了不只一個伺服磁頭來讀取相應數(shù)量的伺服條上的伺服信息。在再一個實施例中，使用光學系統(tǒng)來獲得伺服信息。
伺服定位信息供到控制X軸和Y軸電機操作的控制電路。用這種方法，可以準確控制伺服磁頭沿X軸的速度和它沿Y軸上的位置。因為讀/寫磁頭和伺服磁頭連接在一起，同時也可以準確控制讀/寫磁頭的速度和位置。結果，當讀/寫磁頭在介質(zhì)上存儲和訪問信息時，可以通過速度控制曲線來移動讀/寫磁頭。另外，軌道之間沿Y軸的距離可以小一些，因為讀/寫磁頭可以沿Y軸準確定位。
在一個實施例中，介質(zhì)要么是方形要么是矩形的。介質(zhì)上包括和每個讀/寫磁頭對應的數(shù)據(jù)條和與伺服磁頭對應的伺服條。每個數(shù)據(jù)條包括多個與介質(zhì)的X軸平行的有固定長度的數(shù)據(jù)軌道。盡管每個數(shù)據(jù)軌道和X軸平行，但每個數(shù)據(jù)條中的數(shù)據(jù)軌道又共同沿介質(zhì)的Y軸排齊，所以，每個數(shù)據(jù)條在介質(zhì)表面上呈矩形。在介質(zhì)的X軸方向制有多個數(shù)據(jù)軌條和一個伺服條。當讀/寫磁頭沿X軸移動，而經(jīng)過數(shù)據(jù)軌道時，可以在介質(zhì)上存儲或訪問數(shù)據(jù)的各位。同樣，伺服條包括多個均與介質(zhì)X軸平行的有固定長度的伺服軌道，它們共同沿著介質(zhì)的Y軸排齊。伺服條在介質(zhì)表面呈矩形。在一個實施例中，伺服條比數(shù)據(jù)條長，所以，允許伺服磁頭在讀/寫磁頭經(jīng)過各自相關的數(shù)據(jù)軌道之前和之后的短暫時間內(nèi)，訪問伺服軌道上的伺服信息。當伺服磁頭沿介質(zhì)的X軸移動，而經(jīng)過伺服軌道時，它可以訪問伺服信息的各位。
本發(fā)明還包括一種沿Y軸移動讀/寫磁頭和伺服磁頭而將其定位在介質(zhì)的所找軌道上的方法(也就是，軌道尋找)。該方法包括沿介質(zhì)的X軸在一個伺服軌道的X方向移動伺服磁頭，而讀取存儲的伺服信息。伺服信息包括代表伺服磁頭沿X軸的當前位置的信息(也就是，當前軌道數(shù))，并用于產(chǎn)生一個定位信號，提供給Y軸電機，使伺服磁頭沿Y軸從伺服磁頭在特定伺服軌道上的當前位置移到另外一個和所找數(shù)據(jù)軌道對應的伺服軌道上。因為讀/寫磁頭和伺服磁頭相連接，讀/寫磁頭和伺服磁頭一起沿Y軸移動。結果，讀/寫磁頭也沿Y軸移動到與介質(zhì)上所找數(shù)據(jù)軌道相對應的位置。
在讀/寫磁頭和伺服磁頭沿Y軸移動到所找的軌道(沿X軸方向延伸)之后，伺服磁頭和讀/寫磁頭沿Y軸在所找的軌道上準確定位。為了完成這種準確定位(也就是軌道跟蹤)，伺服磁頭沿所找軌道的X軸方向移動，從伺服軌道中讀取對中信息。該對中信息代表伺服磁頭沿Y軸離伺服軌道中心的距離，它用于產(chǎn)生一個信號供給Y軸電機，來調(diào)節(jié)伺服磁頭沿Y軸的位置，從而使伺服磁頭沿Y軸定位于伺服軌道的中心。通過將伺服磁頭沿Y軸與伺服軌道對中，讀/寫磁頭也分別與各自的數(shù)據(jù)軌道對中。
本發(fā)明還涉及一種控制，當伺服磁頭和讀/寫磁頭沿介質(zhì)的X軸方向往復移動時，來控制伺服磁頭和讀/寫磁頭的速度。將這些磁頭的速度控制在一定的范圍內(nèi)，可以保證它們能在介質(zhì)上存儲和訪問信息。當伺服磁頭沿介質(zhì)的X軸方向在伺服軌道上移動時，伺服磁頭讀取定位信息，該信息表征伺服磁頭沿伺服軌道上的X軸的位置。該定位信息用于產(chǎn)生一個代表伺服磁頭沿X軸實際速度的信號。該定位信號用于產(chǎn)生一個第三信號，它表示伺服磁頭沿X軸方向在給定位置的所需速度。代表伺服磁頭沿X軸方向?qū)嶋H速度的信號和代表伺服磁頭X軸方向所需速度的信號之間的差值用于控制伺服磁頭的速度，同時也控制讀/寫磁頭的速度。
本發(fā)明還包括一種用于沿著Y軸大致呈直線移動磁頭的裝置。該裝置包括一套固定導桿，它和位于平行于介質(zhì)X-Y平面的一平面中的Y軸平行。使用多個轉(zhuǎn)動導滾將導桿和磁頭的支撐結構連接起來。每個導滾有一個帶有大致呈V形槽的轉(zhuǎn)動滾子。每個導滾子的槽位于一個導桿上，所以每個槽和其對應的導桿相切于兩點。每個導滾有一個軸固定在托架組件上。用這種方法，導滾將托架組件支撐在導桿上。每個導滾相對于導桿所在的平面成一定的角度。在這個結構中，一個力沿著Y軸作用于托架組件，使導滾沿著導桿自由轉(zhuǎn)動，從而沿著Y軸移動托架組件。磁頭和托架組件連接，所以磁頭也沿著Y軸移動。在這個結構中，具體上說就是導滾的偏角，為導滾提供了一個軸向預載荷，使得托架組件對沿Y軸以外的其它軸方向的作用力不敏感。
本發(fā)明的另一個特征是連接多個讀/寫磁頭的整體式或組合式磁頭陣列，所以這些磁頭可以沿著磁介質(zhì)的軌道(沿X軸)一起移動，而允許讀/寫磁頭在磁介質(zhì)上讀和寫數(shù)據(jù)。在一個實施例中，這些磁頭是沿著同一條線制作的。所以，當磁頭陣列在介質(zhì)附近時，磁頭沿著介質(zhì)的X軸對準，而當磁頭陣列沿X軸作往返運動時，磁頭陣列上的每個磁頭也沿X軸作往返運動。當磁頭沿X軸移動時，為了完成讀和寫操作，每個磁頭的間隙都和X軸垂直。
在本發(fā)明的一個實施例中，磁頭陣列中包括一個半導體基層。在半導體基底上制作有讀/寫磁頭和每個讀寫磁頭所需要的預放大器，所以能較好地將預放大器置于和它們各自對應的讀/寫磁頭附近。
和現(xiàn)有的磁盤驅(qū)動器不同，本發(fā)明的存儲模塊，當在介質(zhì)上存儲或訪問信息以及在存儲模塊啟動或停機時，在磁頭和介質(zhì)之間形成相對運動，這就使X軸和Y軸電機顯著節(jié)省能量和低的工作循環(huán)。
另外，本發(fā)明的存儲模塊的啟動時間比現(xiàn)有的磁盤驅(qū)動器大約小兩個數(shù)量級。在現(xiàn)有的磁盤驅(qū)動器中，在磁頭懸浮以前，磁頭通常和磁盤接觸幾百英寸距離。僅為這個距離幾分之一，本發(fā)明的讀/寫磁頭可以提高到操作速度，也可以訪問或存儲文件，或是停機。所以，本發(fā)明可以用于接觸記錄的場合，而不會使磁頭過度磨損。
本發(fā)明的存儲模塊可以用于運輸業(yè)，如車輛診斷(閉環(huán)模式傳感記錄)，航海數(shù)據(jù)存儲，和導彈航行。本發(fā)明還可以用于航天業(yè)，如替代航天飛機上現(xiàn)有的磁帶驅(qū)動器。本發(fā)明的存儲模塊還可以用在計算機中作為大批存儲單元、圖象記憶或I/O存儲裝置用在計算機中。另外，本發(fā)明的存儲模塊可以用于工業(yè)，如一系列多通道數(shù)據(jù)記錄器，機械工具的可編程序存儲器或自動機器CPU伺服扇區(qū)。本發(fā)明存儲模塊的科學應用還包括遙控數(shù)據(jù)記錄儀，數(shù)字化高速照相機，和多通道數(shù)據(jù)記錄器。商業(yè)應用包括電子袖珍照相機，聲音或數(shù)據(jù)記錄儀，袖珍式數(shù)字輔助儀，電子袖珍書(僅有讀取裝置)和VCR-CATV程序向下發(fā)送。
下面將參照附圖詳細介紹和闡釋本發(fā)明。


圖1是托架組件、Y軸電機/導桿組件和存儲模塊實施例的固定介質(zhì)的軸測圖；圖2是圖1所示存儲模塊的側(cè)視圖(為了幫助說明，移去了永久磁鐵214)；圖3a是Y軸電機/導桿組件沿圖1所示3a-3a截面的剖視圖；圖3b是Y軸電機/導桿組件沿圖1所示3b-3b截面的剖視圖；圖4a是連接Y軸電機的上磁極、中磁極和永久磁鐵的卡夾軸測圖；圖4b是存儲模塊實施例的軸測分解圖，用以說明Y軸電機、印刷電路板、介質(zhì)以及固定殼座的相互連接；
圖5是托架組件的軸測圖；圖6a和6b是封閉的Y軸線圈沿圖5所示6b-6b截面的剖視圖；圖7是Y軸線圈、上磁極、中磁極和導桿組件在移去卡夾和永久磁鐵后的端視圖；圖8a是托架導滾實施例的剖視圖；圖8b是圖8a所示托架導滾的軸測分解圖；圖9a是另一種托架導滾的剖視圖；圖9b是圖9a所示托架導滾的分解圖；圖9c是圖9a所示托架導滾外圈的平面剖視圖；圖10是一種咬接托架導滾的軸測圖；圖11a是Y軸電機/導桿組件和托架組件組裝后的線性導滾和導桿部視圖；圖11b是帶有改進槽形的導滾剖視圖；圖12a和12b是導滾預載機構的軸測圖；圖12c是預載彈簧的側(cè)視圖；圖13a是另一種可以沿Y軸移動托架組件的Y軸電機軸測圖；圖13b是圖13a所示的Y軸電機沿圖13a中13b-13b截面的剖視圖；圖14a是磁頭陣列組件的軸測圖，它包括撓臂，X軸電機線圈、支撐桿、磁頭陣列和磁頭；圖14b是折疊單片材料而形成的撓臂和支撐桿的軸測圖；圖14c是輕型撓臂和支撐桿的軸測圖；圖15a是支撐桿、淺形撓簧和整體式磁頭陣列的軸測圖；圖15b是圖15a所示支撐桿、淺形撓簧和整體式磁頭陣列的側(cè)視圖；圖15c是本發(fā)明一個實施例中支撐桿、十字彈簧和整體式磁頭陣列的軸測圖；圖15d是圖15c所示的支撐桿、十字彈簧和整體式磁頭陣列的側(cè)視圖；圖15e和圖15f是用于說明單個撓簧的軸測圖；圖15g和圖15h是另外兩種撓簧實施例的軸測圖；圖16a至圖16k和圖16m-p示明在存儲模塊中可能用到的多種磁頭和磁頭陣列；圖17a是連接磁頭和印刷電路板上電路的柔性印刷電纜的軸測圖17b和圖17c是托架組件的軸測圖，它包括把磁頭陣列從介質(zhì)上提開的停車機構；圖17d和17e是圖17b和17c所示的托架組件的側(cè)視圖；圖18a和圖18b是X軸電機的剖視圖；圖18c和圖18d是X軸電機另一實施例的剖視圖，它包括一個X軸電機線圈和一個鐵心；圖19是存儲模塊的軸測圖，它顯示了柔性印刷電纜與托架和印刷電路板的連接；圖20是托架組件的軸測分解圖，它包括一個磁屏蔽；圖21是一種磁介質(zhì)實施例的剖視圖；圖22是用于解釋本發(fā)明中一種磁介質(zhì)實施例預期變形的側(cè)視放大圖；圖23a是介質(zhì)的俯放圖，用于說明本發(fā)明中介質(zhì)的數(shù)據(jù)條和軌道；圖23b是圖23a所示一組介質(zhì)軌道的俯視圖；圖24a和圖24b分別示明放大的數(shù)據(jù)軌道和伺服軌道；圖25a是讀/寫磁頭速度和X軸位移關系的曲線圖；圖25b是讀/寫磁頭沿X軸的位移和時間關系的曲線圖；圖25c是讀/寫磁頭的速度和時間關系的曲線圖；圖25d是讀/寫磁頭的加速度和時間關系的曲線圖；圖26是用于說明Y軸電機/導桿組件實施例的軸測圖；圖27a是Y軸線圈沿Y-Z平面的剖視圖；圖27b是Y軸電機/導桿組件沿Y-Z平面的剖視圖；圖27c是圖27a和27b所示的Y軸線圈和Y軸電機/導桿組件以及它們合成磁場的部視圖；圖27d用于定性說明圖27a和圖27c所示Y軸線圈的磁場所產(chǎn)生的力；圖28是用于將磁頭沿Y軸適當定位于所找軌道之上的控制電路實施例框圖；圖28b和28c是用于說明由伺服軌道的Y軸軌道跟蹤信息的示意圖；圖28d是由于將磁頭沿Y軸適當定位于所找軌道之上的控制電路另一實施例框圖；圖28e是圖28d所示外部傳感器塊的實施例的示意圖；圖28f是圖28d所示外部傳感器塊所產(chǎn)生的模擬返饋信號圖線；
圖29a是控制磁頭沿X軸速度的控制電路實施例的框圖；圖29b是用于控制圖29a所示可變增益放大器的鎖相回路框圖；圖30是用于寫伺服條的激光干涉儀的軸測圖；圖31至34本發(fā)明中存儲模塊另外實施例的軸測圖；圖35是圖31-34所示存儲模塊中導桿、中磁極、上磁極和Y軸線圈的剖視圖；圖36是用于說明固定在圖31-35所示存儲模塊支架上的介質(zhì)的軸測圖；圖37是擱持在支承條上的磁頭陣列的側(cè)視圖；圖38是利用兩套磁頭來訪問兩個媒體的磁頭陣列端視圖；圖39是使用柔性磁介質(zhì)的存儲模塊另一實施例的軸測圖；圖40是使用光讀/寫技術的存儲模塊另一實施例的軸測圖；圖41是使用沿Y軸取向的軌道的存儲模塊另一實施例的軸測圖；圖42a是磁頭陣列組件另一實施例的端視圖；圖42b是圖42a所示磁頭陣列組件的軸測圖；圖42c是可用于驅(qū)動如圖42a-42b所示磁頭陣列的音圈電機示意圖；圖42d是用于減少擺動圖42a-42b所示磁頭陣列所需外部能量的彈簧元件的示意圖；圖43和圖44是用于說明一實施例的示意圖，其中磁頭沿介質(zhì)的另一軸而不是X軸作往返運動。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的存儲模塊100的一實施例的托架組件101、Y軸電機/導桿組件112和固定磁介質(zhì)116的軸測圖。圖2是圖1所示存儲模塊100的側(cè)視圖(為了便于說明，移去了永久磁鐵214)。一般地，存儲模塊按下述方式工作。托架組件101的X軸電機108和109使磁頭陣列308沿X軸擺動，所以，使磁頭120a-i穿過介質(zhì)116上的大致線性數(shù)據(jù)軌道掃描。Y軸電機/導桿組件112沿Y軸移動托架組件101，使擺動磁頭120a-i定位于磁介質(zhì)116的數(shù)據(jù)軌道上方。下面將詳細介紹存儲模塊100的一個實施例的結構，操作和控制。
Y軸電機/導桿組件圖3a是Y軸電機/導桿組件112沿圖1所示3a-3a截面的剖視圖。圖3b是Y軸電機/導桿組件112沿圖1所示3b-3b截面的剖視圖。為了清楚起見，圖3a和圖3b沒有顯示Y軸線圈212(見圖2)。為了更加方便地表示各部分，圖3b沒有按比例畫。Y軸電機/導桿組件112(見圖1)包括支承板/上磁極210；導桿206和207；中磁極211；永久磁鐵214(見圖1和圖3b)和215(見圖3b)；和Y軸線圈212(見圖2)。
支承板/上磁極210和中磁極211是由磁導率較高的材料制成，如礬波門杜爾鐵鈷合金或1010鋼。在一個實施例中，磁極210和211沿截面A-A(見圖3a)的寬度為11.68mm。上磁極210沿截面B-B的高度為1.183mm，而中磁極211沿截面C-C的高度為1.183(見圖3a-3b)。磁極210和211沿截面D-D(見圖3b)的長度大約為65mm。永久磁鐵214和215位于上磁極210和中磁極211之間(見圖3b)。在一個實施例中，永久磁鐵214和215由35MGO釹制成。永久磁鐵214和215沿截面A-A(見圖3a)的寬度均為11.68mm，沿截面E1-E1和E2-E2的長度均為3mm(見圖3b)，沿截面F-F的高度均為0.635mm(見圖3b)。所以，上磁極210和中磁極211之間有0.635mm的間隙。
永久磁鐵214和215在圖3b所示的上磁極210和中磁極211之間產(chǎn)生一個以磁力線表示的磁場。永久磁鐵214和215的同性磁極是在同一磁極塊上。所以，在圖3b中，永久磁鐵214和215的N極都是在上磁極210上。上磁極210和中間磁極211之間產(chǎn)生的磁通密度大約為800-1200高斯。盡管磁通密度沿Y軸相當均勻，但是沿著Y軸在靠近永久磁鐵214和215處的磁通密度比靠近兩極中間的磁通密度稍高。通過精心選擇磁極210和211以及永久磁鐵214和215的大小和材料，可以避免磁極210和211的磁飽和。
在另一個實施例中，永久磁鐵214和215由多片礬波門杜爾鐵鈷合金替代，在上磁極210的下表面上裝有長而平的永久磁鐵，從而在上磁極210和中磁極211之間產(chǎn)生磁場。
導桿206和207通過膠粘劑，如Loctite Speedbonder 324或326，或通過釬接，和支承板/上磁極210的槽217和218連接(見圖3a)。導桿206和207是由不銹鋼或其它低磁導率的非磁性材料制成的。導桿206和207的直徑應做成能接受托架導滾113和115(圖1和圖2)。在一個實施例中，導桿206和207的直徑為0.0625英寸。
圖4a是連接Y軸電機112的上磁極210、中磁極211和永久磁鐵214-215的卡夾230-231的軸測圖?？▕A230和231分別包括一個定位延伸部234和235，它們分別支撐永久磁鐵214和215。在另一個實施例中，永久磁鐵214和215鑲嵌模制在卡夾230和231中。因為卡夾230和231裝配在上磁極210和中磁極211的端部，所以永久磁鐵214和215位于上磁極210和中磁極211之間?？▕A230和231是由低磁導率的非磁性材料制成的，如玻璃填充的聚碳酸酯或塑料?？▕A230和231保證在永久磁鐵214和215的N和S極之間不存在低阻抗閉合磁路。不和永久磁鐵230和231接觸的卡夾的外表面可以覆蓋上高磁導率材料，保護存儲模塊100的其余部分不受存在于永久磁鐵214-215、上磁極210和/或中磁極211之間的漏散磁場的影響。
Y軸電機和PCB的連接圖4b是存儲模塊100的軸測分解圖，用以示明Y軸電機112、印刷電路板(PCB)202、介質(zhì)116以及固定殼座238的相互連接。
如圖4b所示，支承板/上磁極210的上部配進印刷電路板(PCB)202上的開口之中。這種結構通過把上磁極210的高度部分并入PCB 202中而減小了存儲模塊沿Z軸方向的尺寸。較厚的上磁極210有利于消除在薄磁極的情況下可能會發(fā)生的磁飽和。在一個實施例中，控制存儲模塊100所需的電子電路位于多層PCB 202中的腔孔內(nèi)，使得這個電路(也就是說，集成電路芯片)不超出PCB 202的高度。在一個實施例中，PCB 202的開口是用于在存儲模塊100內(nèi)調(diào)準Y軸電機/導桿組件112。在另一個實施例中，Y軸電機/導桿組件112的調(diào)準是通過將Y軸電機/導桿組件112固定到固定殼座238上來實現(xiàn)的。然后，PCB 202上的開口裝配在Y軸電機/導桿組件112之上。
支承板/上磁極210通過在PCB 202與卡夾230-231界面和上磁極與PCB 202的界面上，施加紫外線固化膠粘劑，如Loctite UV 349和352，而固定在PCB 202上面。
PCB 202通過螺絲或合適的膠粘劑，如Loctite No.UV 349或352和存儲模塊100的固定殼座238連接，所以PCB 202形成了存儲模塊100的上表面。從而，Y軸電機/導桿組件112在存儲模塊100工作時保持靜止。在一個實施例中，存儲模塊沿Z軸的高度約為5mm。通過存儲模塊100的各組件這種獨特的結構，有利于實現(xiàn)其沿Z軸方向的低平尺寸。
因為存儲模塊100的最終裝配是沿單個軸即Z軸進行的，所以，由于該裝置是設計成可自動調(diào)準的(見圖4b)，存儲模塊100的制造可以實現(xiàn)自動化。
托架組件圖5是托架組件101的軸測圖。托架組件101包括支撐桿306；磁頭陣列308；滾架322；預載彈簧320-321；磁頭120a-i；撓臂104-105；X軸電機108-109；托架110；托架導滾113-115；Y軸線圈212和焊盤240。托架110是由剛性材料制成，如鎂合金或復合注壓塑料，象填入玻璃和/或碳的聚碳酸酯等。鎂AZ91D，是一種ASTM認可的高純度合金，在本發(fā)明一個實施例中采用了它。這種合金能滯彈地吸收能量，所以，它能緩沖X軸電機所產(chǎn)生的噪音和振動。鎂還是一種最輕的結構材料。因為托架組件101必須由Y軸電機/導桿組件112來移動，較輕的托架110在存儲模塊100中可以節(jié)省能量。
Y軸線圈托架110提供了一個堅實的支架，托架組件101的其它組件都固定在它上面。Y軸線圈212安裝在托架110中心附近。Y軸線圈212中心的開口242的大小貼緊地容放Y軸電機/導桿組件112的中磁極211。
圖6a和6b是封閉的Y軸線圈212沿圖5所示6b-6b截面的剖視圖。在一個實施例中，Y軸線圈212是通過在33號(33gauge)銅導體中加入重規(guī)格(heavy gauge)的絕緣材料243而制成的，如可從地處Indiana州Fort Wayne的Rea Magnet Wire company，Inc可以賣到的RSTSL#1可結合導線。該導體包在芯棒的外面，芯棒確定了Y軸線圈212的內(nèi)部尺寸(也就是開口242的大小)。該絕緣材料既可以用化學方法也可以用加熱的方法來固化，使絕緣材料結合成一剛性塊。固化以后，密封的Y軸線圈212從芯棒上取下。在一個實施例中，Y軸線圈212有200圈，其中內(nèi)圈244有100圈，外圈245有100圈(見圖6a-6b)。線圈層數(shù)選成偶數(shù)(也就是兩層)，Y軸線圈212的兩個線頭248和249從Y軸線圈212的同一端抽出來(見圖6b)。這種結構使得Y軸線圈212和托架組件101后面的焊盤240的連接更為方便(見圖5)。線頭248-249從托架的后面(也就是托架110遠離磁頭120a-i的端部)伸出Y軸線圈212，沿托架110的背后伸展到焊盤240結束。在一個實施例中，Y軸線圈212沿截面G1-G1的長度是22.86mm(0.900＂)，沿垂直截面G2-G2的豎直間隔為1.55mm(見圖6b)。該長度由導體的尺寸和Y軸線圈212的圈數(shù)決定。
圖7是組合的Y軸線圈212、上磁極210、中磁極211和導桿206-207，及在移去卡夾230-231和永久磁鐵214-215后的端視圖。Y軸線圈212靠近地置于上磁極210和中磁極211之間，而不接觸該兩個磁極。在一個實施例中，上磁極210和Y軸線圈212之間的間隙H-H是0.127mm。中磁極211的頂面和Y軸線圈212之間的間隙I-I為0.127mm。中磁極211側(cè)面和Y軸線圈之間的間隙K-K以及中磁極211下端和Y軸線圈212之間的間隙J-J都是0.254mm。Y軸線圈212的上部在上磁極210和中磁極211之間靠近地間隔開，從而增強上磁極210和中磁極211之間的磁場與Y軸線圈212中流過的電流之間的耦合。
Y軸線圈212通過膠粘劑，如用化學方法固化的RTV(room temperatuveValcanizing即室溫硬化的)膠粘劑、氰基丙烯酸或一種環(huán)氧樹脂，來固定到托架110上(見圖5)。
在一個使用模壓塑料托架110的實施例中，Y軸線圈可以用上面討論的方法或當作托架一部分嵌入模壓塑料的方法來固定。
托架導滾托架導滾113-115(見圖1、2、4b和5)也固定在托架110上，可以繞中心軸自由轉(zhuǎn)動。導滾113和115都包含一個大致上為V形的槽，它的大小可以接受Y軸電機/導桿組件112的導桿206和207，這樣，每個V形槽和導桿相切接觸于兩點。當存儲模塊100組裝以后，導滾113-115從Y軸電機/導桿組件112懸掛著托架組件101。導滾113-115中V型槽的直邊和導桿206-207接觸(見圖2，11)。導滾113-115沿著導桿206-207轉(zhuǎn)動，而使托架組件101沿Y軸移動。
圖8a是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的托架導滾252的剖視圖。圖8b是導滾252的軸測分解圖。外圈254、內(nèi)圈255和滾珠組256a-b都是由細晶粒材料制成，如不銹鋼DD400(從NMB-Minebea可以賣到)，它可以得到光滑的表面光潔度。軸承卡環(huán)251a-b、軸承蓋253a-b和軸承攬架257都是由各自慣用的材料制成。滾珠組256a-b有利于外圈254圍繞內(nèi)圈255的轉(zhuǎn)動。使用兩個滾珠組提供了穩(wěn)固的導滾結構。本發(fā)明一個實施例中導滾的大小如圖8a所示，其中a-a是4.51mm；b-b是1.00mm；c-c是4.72mm；d-d是1.45mm；e-e是1.05mm；f-f是1.0mm；g-g是2.0mm；h(半徑)是0.51mm；i(半徑)是0.13mm；j(倒角)是0.05×0.10mm；k(角度)是90度。為了在托架110上安裝導滾252，內(nèi)圈255的軸255a通過合適的膠粘劑固定到托架110上已預先開好的開口中，如膠粘劑Loctite No.685或675。在前面介紹的實施例中，導滾252的最小額定動載荷為26kg，最小的額定靜載荷為10kg，最大的額定啟動扭矩1000mg/mm。
圖9a是另一種托架導滾264的剖視圖。圖9b是導滾264的軸測分解圖。圖9c是外圈265的平面和剖視圖。導滾264包括外圈265；軸承266-267和軸268。在一個實施例中，外圈265是由細晶粒材料制成，如不銹鋼DD400。其外徑a是4.72mm；內(nèi)徑b是3mm；高度c-c是2mm；截面d-d是1.00mm；半徑e是0.51mm；半徑f是0.13mm；角度g是90度；截面h-h是4.51mm。軸承266-267可以從NMB-Minebea公司賣到，零件號為NMB DDL310W51F。在使用之前，要徹底清洗軸承266-267的潤滑，并用G.E.Krytox的3％～5％填料(fill)來替代。由于軸承266-267沒有外罩(也就是說，直接和外界接觸)，導滾264不代表優(yōu)選實施例。軸268是由不銹鋼AISI 303之類的材料制成的。軸268的高度i-i是3.5mm；直徑j-j是1mm。使用合適級別的Loctite膠粘劑來連接導滾265、軸承266-267和軸268。所有圓環(huán)連接件符合美國標準LN-1或其它等同標準。
圖10是一般咬接導滾270的軸測圖。導滾270的外圈272繞軸271自由轉(zhuǎn)動。托架273的截面a-a稍寬于截面b-b，這樣可以允許導滾270的軸271緊緊卡進托架273里。這種類型的導滾270可能用在與模壓復合塑料制成的或其它足夠軟又能咬住導滾270的軸271的材料制成的托架相連接。咬接配合應該足夠緊，足以固定地支撐軸271。
圖11a是導滾113和115與導桿206-207在裝上Y軸電機/導桿組件112和托架組件101之后的端視圖(見圖1，2)。為清楚起見，圖11a中沒有顯示中磁極211，Y軸線圈212和托架110。導滾113和115的角度a相同，最好相對于X-Y平面為7.5到15度之間。帶傾角導滾113-115在各自里面的軸承上有軸向預載分力，所以增加了導滾113-115支撐托架組件101的能力。盡管軸向預載稍微減短了軸承的壽命，但是當考慮到存儲模塊100的設計壽命(至少5年)，軸承壽命的減短并不重要。在一個實施例中，導滾113-115相對于X-Y平面呈15度角。
圖11b是帶有一個改進的槽的幾何形狀的導滾190的剖視圖。導滾190包括槽191a和191b；外圈192；內(nèi)圈193和滾珠軸承194a-194d。盡管在圖11b中只顯示了滾珠軸承194a-194b，必須知道的是導滾190還包括該圖中沒有顯示的另外的滾珠軸承。線195和196分別穿過滾珠軸承194a-194b和194c-194d的中心。槽191a和191b分別相對于線195和線196對稱分布。例如，滾珠軸承194d在接觸點199a、199b、199c和199d和槽191b接觸。線197a經(jīng)過接觸點199a和199b、線197a和線196形成一個角度198a、線197b經(jīng)過接觸點199c和199d、線197b和線196形成一個角度198b。由于第一個角198a大于第二個角度198b，所以，圖11a所示實施例中導滾190的軸向剛性得到提高。
導滾預載在一個實施例中，導滾113位于導滾114和115沿Y軸的中間位置，從而在三個導滾113-115之間均勻分布載荷(見圖1，4b和5)。為了更加均勻地分布導滾軸承上的載荷，導滾113預先加上載荷。即使在導桿206-207不完全平行，或結構和布置不規(guī)則時，預載導滾113仍能保證將載荷均勻分布到滾子軸承上。圖12a-12b是導滾113預載結構的軸測圖，它包括滾子座322和預載彈簧320-321。葉片型預載彈簧320-321一端安裝在托架110上，另一端安裝在滾子座322上。在一個實施例中，滾子座322的材料和托架110的材料相同。滾子座322不直接和托架110連接。如圖12b所示，間隙324將滾子座322和托架110分開。一個很小的翼板部326限制住滾子外殼322運動以防止脫離托架110。翼板部326防止預載彈簧320-321過份彎曲，當存儲模塊100受到?jīng)_擊振動時，它還能防止導滾113脫離導桿207。預載彈簧320-321和滾子座322的位置應這樣確定當導滾113固定在滾子座322中并與導桿207嚙合時，預載彈簧320-321的力作用指向?qū)L113和導桿207之間接觸處的中心。該力也指向預載彈簧320-321的中線，從而防止彈簧扭彎。這樣就能得到平衡且穩(wěn)固的導滾結構。
圖12c是預載彈簧320的側(cè)視圖。在一個實施例中，每個預載彈簧320-321都是由0.127mm厚的不銹鋼制成，并具有如圖12c所示的尺寸。有效長度L-L是5.08mm，有效高度M-M是1.905mm。
在使用模壓塑料托架110的另一實施例中，預載彈簧320-321可以用前面介紹的方法形成，也可當作托架110的一部分嵌入模壓塑料中。
存儲模塊100的結構在機械性能上比現(xiàn)有技術的磁盤驅(qū)動器更“堅實”。所以，存儲模塊100比現(xiàn)有技術的磁盤驅(qū)動器在非操作狀態(tài)下能承受更大的外部作用力。該存儲模塊100機械剛性好的原因在于部分上可歸因于介質(zhì)116固定在固定殼座238上。托架結構也對存儲模塊100的剛度有一定的作用，因為導滾113-115將托架組件101支撐在導桿206-207上，所以托架組件101的質(zhì)心位于導滾113-115所形成的三角形周邊之內(nèi)。
另一種Y軸電機圖13a是另一種可用于沿Y軸移動托架組件101的Y軸電機112-1軸測圖。圖13a所示的實施例采用導滾113-115將托架組件101支撐在導桿206-207上。然而，Y軸線圈212、中磁極211和永久磁鐵214-215在本實施例沒有表示。作為替代，Y軸電機112-1使用外磁極210-1；中磁極211-1；永久磁鐵214-1；端板216-1和217-1；Y軸線圈212-1和連接卡夾213-1。外磁極210-1和固定殼座238連接。端板216-1和217-1將外磁極210-1與中磁極211-1連接。外磁極210-1，中磁極211-1和端板216-1及217-1都是由高磁導率的材料制成，如礬波門杜爾鐵鈷合金或1010鋼。在一個實施例中，永久磁鐵214-1和外磁極210-1連接成永久磁鐵214-1的S極和外磁極210-1連接，永久磁鐵214-1的N極面朝中磁極211-1。于是，在永久磁極214-1和中磁極211-1的間隙中建立起磁場。Y軸線圈212-1環(huán)繞著中磁極211-1。連接卡夾213-1的一端支撐著Y軸線圈212-1，使Y軸線圈212-1不接觸中磁極211-1或永久磁鐵214-1。連接卡夾213-1的另一端支撐在托架組件101上。當電流流經(jīng)Y軸線圈212-1時，產(chǎn)生一個沿Y軸方向移動Y軸線圈212-1(從而也能移動托架組件101)的力。
圖13b是圖13a所示的Y軸電機112-1沿圖13a中13b-13b截面的剖視圖，它顯示了Y軸電機112-1的一實施例的大致尺寸。Y軸線圈212-1的長度lcoil是15mm；厚度tcoil是0.0762mm。外磁極210-1和中磁極211-1的長度lm是55mm，厚度tc是5.042mm，寬度w是4mm(見圖13a)。端板216-1和217-1的長度lc是6mm，厚度tc是12mm，寬度w是4mm。永久磁鐵214-1的長度lmag是53mm、厚度tm是0.9mm，寬度w是4mm。永久磁鐵214-1和中磁極211-1之間的間隙厚度tg為1.016mm，Y軸線圈212-1和中磁極211-1之間的間隙厚度tcle是0.127mm。在一個實施例中，0.5安培的電流流經(jīng)Y軸線圈212-1產(chǎn)生大約0.195牛頓的力。在另一個實施例中，永久磁鐵214-1安裝在中磁極211-1上，而不是安裝在外磁極210-1上。
Y軸電機112-1的這種結構允許外磁極210-1、中磁極211-1和永久磁鐵214-1沿X軸方向增加厚度，而不增加存儲模塊100的高度。這些額外的厚度允許使用長形永久磁鐵214-1。永久磁鐵214-1比Y軸電機112中用的永久磁鐵214和214都要強。外磁極210-1和中磁極211-1的額外厚度能保證它們不被較強的永久磁鐵214-1飽和。盡管Y軸電機112-1比Y軸電機112的磁場強，Y軸線圈212-1比Y軸線圈212使用線圈少(也就是說，在兩個磁極之間的間隙里線圈較少)。因此，Y軸電機112和Y軸電機112產(chǎn)生的力大致相等。
磁頭陣列組件圖14a是磁頭陣列組件102的軸測圖，它包括撓臂104-105；X軸電機線圈302-303；支撐桿306；磁頭陣列308；和磁頭120a-i。磁頭陣列組件102的撓臂104-105和托架110的后端連接(見圖1，4b和5)。
撓臂撓臂104-105的一端和托架110連接，另一端和支撐桿306連接(見圖1，4b和5)。在一個實施例中，在托架110和撓臂104-105之間有一個彈性片，所以撓臂104-105產(chǎn)生較少的噪音，且向托架110傳遞較少的機械振動。撓臂104-105都是由抗疲勞材料制成，它做成的結構在X-Y平面內(nèi)可變形。撓臂104-105所使用的材料的彈性模量對密度的比值(即比剛性)應滿足使撓臂104-105沿X，Y，Z軸呈現(xiàn)理想的固有頻率。具有充足比剛度的材料包括鈦；碳纖維環(huán)氧樹脂基體；鋁；鎂；不銹鋼；鈹和金屬基體，如鋁鈹結合體。其它具有合適疲勞和彎折特性的材料也可以使用。在使用模壓復合塑料作為托架材料的實施例中，撓臂104-105可模塑成托架110的一部分。撓臂104-105也可以和支撐桿306模塑料在一起。
在一個實施例中，撓臂104-105制成＇四桿＇型結構。這種＇四桿＇結構使用兩個柔性桿，也就是撓臂104和105，和兩個剛性桿，也就是支撐桿306和托架110。撓臂104和105包括四個相同柔性部310a-d和兩個剛性部312-313。在一個實施例中，剛性部312-312是通過彎曲撓臂104-105的上邊和下邊成C形結構而制成的。在另一個實施例中，剛性部312-313是通過使撓臂104-105一部分變形而超出Y-Z平面，或把一個部件焊到撓臂104-105中部而形成的。在一個實施例中，每個柔性部310a-d沿Y軸的長度是3.175mm。每個剛性部沿Y軸的長度大約是22.225mm。撓臂104-105沿Z軸的高度大約是2.413mm，厚度大約是0.1524mm。這種結構允許每個撓臂104-105沿X軸的每個方向撓曲量達到0.112英寸。所以，支撐桿306、磁頭陣列308和磁頭120a-i沿X軸的運動范圍達0.224英寸。
在另一個實施例中，撓臂104-105沿它們的整個長度上可以變形，減小沿撓臂的應力集中，而增加了撓臂的使用壽命(見圖14b-14c)。撓臂的結構可以根據(jù)磁頭120a-i需要的速度分布而變化。
支承桿在一個實施例中，支承桿306通過將它的兩端插入撓臂中的C形端部中而和撓臂104-105連接(見圖14a)。支撐桿306通過高強度膠粘劑或通過焊接或釬接支撐于撓臂104-105上。在一個實施例中，支撐桿306由剛性材料構成，如，鎂；鋁或石墨復合熱塑性塑料，使支撐桿306既有需要的強度又盡可能地輕。支撐桿306也可以由管狀材料構成。前面介紹的支承桿在優(yōu)選包括支承桿306和撓臂104-105所用材料以及與材料相關的設計決策時，提供了一定的靈活性。在一個實施例中，磁頭陣列組件102的質(zhì)心直接位于撓臂104-105中心之間，從而避免彎扭和由此造成的變形。支承桿306的三角形部分328-329形成了一個穩(wěn)固的支撐桿結構，同時在支撐桿306沿X軸擺動時，它為導桿206-207提供活動余地(見圖2)。
在另一個實施例中、撓臂104-105和支承桿306是通過折疊預成形的板材形成的。圖146是折疊單塊板材，如不銹鋼，而形成的撓臂104-105和支撐桿306的軸測圖。通過使用現(xiàn)有的精細沖切和化學軋制方法形成適當?shù)臉嬓?。在另一個實施例中，撓臂104-105和支承桿306由多塊板材構成，這些材料片通過點焊、激光或電子束焊接、高溫釬接、低溫釬焊或膠粘劑連接在一起。
最好能最低限底地減小支撐桿306的重量并最大限度地增加磁頭陣列組件102的固有頻率。圖14c是撓臂105和支撐桿306的軸測圖，在其上開有孔，從而減小折疊結構的質(zhì)量同時還能保持它的剛性。對磁頭陣列組件102的質(zhì)量和彈率進行選擇，以便沿X軸得到所需的共振頻率。同樣，通過選擇磁頭組件102的質(zhì)量和彈率來控制沿X，Y，Z軸的共振頻率，使得附加的共振頻率不干涉存儲模塊100的工作。
撓彈簧在一個實施例中，支撐桿306通過線型撓彈簧(wire compliance spring)330和磁頭陣列308連接。圖15a是支撐桿306，線型撓彈簧330和整體式磁頭陣列308的軸測圖。圖15b是支撐桿306，線型撓彈簧330和整體式磁頭陣列308的側(cè)視圖。線型撓彈簧沿Z軸是可撓的，它設置當磁頭陣列308頂靠著介質(zhì)116預加載時，其可沿Z軸的負方向提供一個力(見圖15b)。這個預加載的力適當?shù)貙⒋蓬^120a-i在Z軸上定位，從而進行讀和寫的操作。線型撓彈簧330為磁頭陣列308沿X軸和Y軸的往返運動提供剛度和穩(wěn)定性，同時，當磁頭陣列308達到其擺動極點時，為磁頭陣列308繞Y軸輕微轉(zhuǎn)動提供撓性。撓簧330的非連接部分提高了它的轉(zhuǎn)動撓性。繞Y軸的撓性幫助保持磁頭陣列308平行于X-Y平面。線型撓彈簧330是由不銹鋼之類的材料制成，并用現(xiàn)有技術形成一個三維彈簧。線型撓彈簧330和磁頭陣列308和支承桿306在點331a-i處釬接在一起。
在另一個實施例中，支撐桿306通過十字形彈簧341a-e和磁頭陣列308連接。圖15c是支撐桿306、十字形彈簧341a-e和整體式磁頭陣列308的軸測圖。圖15d是支撐桿306、十字形彈簧341e和整體式磁頭陣列308的側(cè)視圖。十字形彈簧341a-e沿Z軸是可撓的，它沿Z軸的負方向提供一個力，對磁頭陣列308預加載而使其頂靠著介質(zhì)116(圖中沒有顯示)。這個預加載的力適當?shù)貙⒋蓬^120a-i在Z軸上定位，從而進行讀和寫的操作。十字形彈簧314a-e還為磁頭陣列308沿X軸和Y軸移動提供了剛度和穩(wěn)定性。另外，當磁頭陣列308達到擺動極點時，十字形彈簧314a-e為磁頭陣列308繞Y軸轉(zhuǎn)動提供了撓性。這種撓性有助于保持磁頭陣列308平行于X-Y平面。在一個實施例中，十字彈簧341a-e是由不銹鋼片沖切而成。十字形彈簧341a-e通過釬接或其它方法和磁頭陣列308以及支撐桿306連接。
在另一個實施例中，使用一單個撓簧430單獨支撐磁頭120a-i。圖15e和15f是用于示明單個撓簧430的軸測圖。單個撓簧430通過使用合適級別的結構膠粘劑固定在支撐桿306的下面。磁頭120a-i通過使用合適級別的結構膠粘劑固定在撓簧430的下面。撓簧430是由非磁性的、低磁導率的材料制成，如不銹鋼、氧化鋁、碳化硅或陶瓷。撓簧430的薄齒431a-r可沿Z軸作微量變形，并沿Z軸負方向提供一個預載荷。這種變形使磁頭120a-i能在介質(zhì)116(圖中沒有顯示)上適當定位，盡管介質(zhì)116的表面不規(guī)則。撓簧430提高了磁頭120a-i沿X軸和Y軸的剛度和穩(wěn)定性。當磁頭120a-i沿X軸往返運動時，這種撓簧430的形狀可以幫助防止單個磁頭120a-i繞Y軸作過多的轉(zhuǎn)動。在某些實施例中，最好能平衡磁頭陣列組件102的質(zhì)量，使處在平行于X-Y平面內(nèi)的磁頭陣列組件102的質(zhì)心和X軸電機108-109產(chǎn)生的力在同一平面內(nèi)，從而，在磁頭陣列組件102達到擺動的極限點時，可以最低限度地減小支撐桿306繞Y軸的轉(zhuǎn)動。通過在支撐桿306上另加材料，或者調(diào)節(jié)磁頭陣列組件102的一組元如X軸電機108-109的線圈302-303在Z軸上的位置，來實現(xiàn)質(zhì)量平衡。磁頭陣列組件102的質(zhì)量平衡以后，磁頭120a-i在介質(zhì)116上掃描時，支撐桿306仍保持大致水平。
另一撓簧的實施例圖15g和15h是另外兩種撓簧實施例的軸測圖。
在圖15g中，磁頭120a-i固定在磁頭陣列308上。磁頭陣列308通過懸架撓臂377-380和懸架塊375-376連接。懸架塊375-376和支撐桿306連接。懸架撓臂377-380就象撓簧一樣為正確操作擔任必要的撓性。圖15h示明了另外一種撓簧實施例，其中，磁頭120a-i固定在支撐桿306上。垂直撓臂381沿Z軸可撓，從而為撓簧的工作提供必要的撓性。
磁頭陣列/磁頭在本發(fā)明的一個實施例中，在磁頭陣列308最接近磁介質(zhì)116的表面上包括8個磁讀/寫頭120a-h和一個伺服磁頭120i(見圖1，2，4b)。在存儲模塊100操作過程中，磁頭120a-i與磁介質(zhì)116保持接觸。圖16a-16p示出多種可以用在存儲模塊100中的磁頭陣列和磁頭。圖16c-16p采用了圖1所示的X-Y-Z三維坐標系。
圖16a是在典型磁盤驅(qū)動器中用到的薄膜感應磁頭382a的側(cè)視圖。圖16b是磁頭382a的正視圖。磁頭382a包括兩個磁極383和384；線圈385和間隙387。它和基底386連接。間隙387垂直于轉(zhuǎn)動介質(zhì)的相對運動方向。磁頭382a經(jīng)過修改以后用在存儲模塊100中。磁極383和384的方向要保證間隙387垂直于介質(zhì)116的X軸。
圖16c是一個復合磁頭陣列388的軸測圖，它有效地改變磁頭382a的間隙387的取向，使間隙387垂直于X軸。在這個實施例中，基底386被剪斷而形成了基底/磁頭組件，它包括磁頭382a。多個這種相似的剪切而成的包含磁頭382b-i的基底/磁頭組件彼此首尾相連，從而形成了磁頭陣列388。每個磁頭382a-i中的間隙都和X軸垂直。磁頭陣列388的下表面389a經(jīng)過拋光和精研形成光滑平整的表面，它和介質(zhì)接觸。
磁頭382a-i的線圈一直延伸到磁頭陣列388的外表面，所以，磁頭382a-i可以和前置放大器連接，該放大器可以放大與磁頭382a-i讀寫有關的信息。這里，導線和焊盤，如導線392a-392b和焊盤393a-393b，可采用現(xiàn)有技術的鍍膜或濺射工藝來制造。前置放大器和焊盤(如焊盤393a-393b)連接。焊盤可以象圖16c所示那樣在磁頭陣列388的上表面389c上制成，或在背面389d或正面389b上制作。在另一個實施例中，前置放大器是在基底386上制作的。
在另一個實施例中，前面所介紹的基底/磁頭組件是分別地安裝在單個撓簧上，如圖15e-f所示的單個撓簧430。在這種實施例中，磁頭382a-i定位成其間隙垂直于X軸。
圖16d是整體式磁頭陣列398的示意圖，其中，磁頭398a-i是在磁頭陣列398的處在X-Z平面內(nèi)的表面(也就是，磁頭陣列的正面或背面)上使用薄膜磁頭技術加工的。磁頭391a-i是現(xiàn)有典型的用在轉(zhuǎn)動式磁盤驅(qū)動器上的薄膜磁頭。在一個實施例中，磁頭391a-i是沿X軸方向的一條直線加工的，每個磁頭的間隙都垂直于X軸。這種結構允許磁頭陣列398在加工時不需要剪切和接合單個的磁頭391a-i。在另一個實施例中，薄膜磁頭391a-i是分開的，并單獨地固定在一單個的撓簧上，如圖15e-f所示的撓簧430。
圖16e和16f分別是扭轉(zhuǎn)磁極磁頭660的正視和側(cè)視圖。磁頭660的磁極661、662扭轉(zhuǎn)90°，從而使它們之間的間隙垂直于X軸。扭轉(zhuǎn)磁極磁頭660是縱向感應錄制傳感器，它可以用下面將要介紹的常用薄膜技術，在共面布置中進行加工。
平面扭轉(zhuǎn)磁極磁頭660是在基底665的下表面加工的。基底665可以是陶瓷、玻璃、硅片、表面鈍化和涂上絕緣材料的導體、或其它絕緣材料。磁極661的上磁板661a通過現(xiàn)有的光刻技術鍍覆或濺射在基底665上。磁極661的上磁板661a上第一層666a鍍的是絕緣材料666，它既不導電，也不導磁。然后，在前面絕緣材料666的沉鍍層上再鍍上線圈664的第一層664a。線圈664是導電材料制成的，如通過現(xiàn)有光刻技術鍍覆或濺射的銅或鋁。線圈664典型地有2-4層。線圈664的第二和第三層664b-664c和絕緣材料666的第二、三和四層666b-d按圖16e-16f所示的方式交替鍍覆。在第二和第三層666b-666c中有通道，還要有線圈材料沉積在這些通道中，從而形成線圈664的第一、二和三層664a-c之間的電流通道。用類似方法隨著絕緣材料666和線圈664的逐層沉積，磁極端661b和磁路連接器663是濺射或鍍到一系列已對準的通道中。磁路連接器663是由磁性材料制成的。
絕緣材料666的第四層666d形成以后，磁極662的上磁板662a通過濺射或鍍的方法沉積上去。磁極662是由磁性材料制成。磁極端661b和662b通過生成至少是絕緣材料666的第五層666e、在第五層666e中形成對準的通道、并將磁性材料沉積到這些通道中而制成的。為了延伸磁極端661b和662b，要重復上述步驟。磁極661和662的長度、寬度、形狀以及它們之間的間隙隨軌道和線性數(shù)據(jù)密度以及磁頭660的相對速度而變化。磁頭660的寫電流典型地在(5～15)×10-3安培之間，讀電壓典型地在200-500微伏之間。磁極661和662除了與介質(zhì)116接觸的磁頭660表面要拋光外不需要任何機械加工就能形成。
按圖16d′和16d″所示的方式，可以在整體式磁頭陣列的下表面上加工多個扭轉(zhuǎn)磁極磁頭660。圖16d＇和16d″是一種整體式磁頭陣列1600的軸測圖，它包括平面磁頭1620a-i，其中，磁頭1620a-i的線圈要么從磁頭陣列1600下表面1621伸到側(cè)面1622，要么伸到磁頭陣列1600的上表面1623，在一個實施例中，磁頭1620a-d和1620i的線圈連接著導線通道1601-1610，該通道從磁頭陣列1600的下表面1621到側(cè)面1622，再延伸到上表面1623。在另一個實施例中，磁頭1620e-h的線圈和導線通道1611-1618連接，該通道從下表面1621延伸到側(cè)面1622。導線通道1601-1618是通過現(xiàn)有的鍍覆或濺射技術在磁頭陣列1600的表面上形成的。
在另一實施例中，扭轉(zhuǎn)磁極磁頭660可以象圖15e-f所示的那樣單獨懸掛。更進一步，因為扭轉(zhuǎn)磁極磁頭660是平面磁頭，它也可以制成二維排列。
圖16g和16h分別是平面式L形磁極磁頭670的正視和側(cè)視圖。L形磁極磁頭670是一個縱向感應錄制傳感器，它可以用現(xiàn)有的薄膜技術，在共面布置中構成。
正如圖16g-16h所示，L形磁極磁頭670包括一個基底675；L形磁極671和672；磁路連接器673；線圈674；絕緣材料676和間隙678。L形磁極磁頭670可以用前面所介紹的扭轉(zhuǎn)磁極磁頭660(見圖16e-16f)所用的同樣方法，在基底675的下表面形成。平面式L形磁極磁頭670可以用圖16d＇和16d″所示的方法作成整體式磁頭陣列。另一方面，L形磁極磁頭可以用圖15e-15f所示的方法單獨懸掛。因為L形磁極磁頭670是共面磁頭，它還可以做成二維陣列。
圖16i-16k是轉(zhuǎn)動磁極磁頭680的正視、側(cè)視和底視圖。轉(zhuǎn)動極柱磁頭680包括一個基底685；磁極端681和682；頂板688；底板689；磁路連接器683；線圈684；絕緣材料686和間隙687。轉(zhuǎn)動磁極磁頭680可以用前面所介紹的扭轉(zhuǎn)磁極磁頭(見圖16e-f)所用的技術進行加工、轉(zhuǎn)動磁極磁頭680與扭轉(zhuǎn)磁極磁頭660(見圖16e-f)以及L形極柱磁頭(見圖16g-h)的不同在于磁極端681和682分別從頂板688和底板689轉(zhuǎn)過90度，所以，間隙687和介質(zhì)116表面垂直。在磁極端681和682端部上沿表面690進行細微精研或拋光，而適當?shù)卮_定間隙687的寬度。多個轉(zhuǎn)動磁極磁頭之類的磁頭可以用圖16d所示的方式作成整體式磁頭陣列。在另一實施例中，轉(zhuǎn)動磁極磁頭可以用如圖15e-15f所示的方法單獨懸掛。
圖16m顯示了另一個馬蹄形磁頭440的實施例。磁頭440包括磁極441-442；連接器443；線圈444；基底445和間隙447。磁極441和442的結構使間隙447在操作時可沿X軸適當定位。線圈444繞在連接器443上。可以在單個基底下面加工一排共線的象磁頭440一樣的磁頭，從而，形成如圖16d所示的整體式磁頭陣列。另一方面，象磁頭440那樣的多個磁頭可以用圖15e-15f所示的方法單獨懸掛。
在另一個實施例中，運用了平面垂直錄制磁頭。在美國專利No.5,041,932；5,111,351；5,174,012；5,063,712；5,163,218；和5,073,242中詳細介紹了一系列平面垂直錄制磁頭，它們經(jīng)過修改用在存儲模塊100中，這里引入上述美國專利作為參考。圖16n顯示了垂直錄制磁頭450a的基底456；磁極452-453；線圈454和間隙457。平面垂直錄制磁頭450a設計成和垂直放置的磁性錄制介質(zhì)一起操作。因為磁頭450a的質(zhì)量輕、面積小，所以，最低限度地減小了潛在的接觸起/止(CSS)問題。
圖16o是磁頭陣列458的剖視圖，它包括一排形成在基底456上的垂直錄制磁頭450a-i。每個磁頭450a-i的間隙和X軸垂直。在另一個實施例中，垂直錄制磁頭450a-i可以用圖15e-15f所示的方式單獨懸掛。
在另一個實施例中，存儲模塊100中使用了在美國專利No.5,122,917(這里引為參考)介紹的磁頭。該磁頭也是為接觸式操作而設計的。磁頭的間隙必須轉(zhuǎn)過90度，這樣，當磁頭間隙和介質(zhì)在X軸方向發(fā)生相對運動時，可以使磁頭恰當定位。在一個實施例中，每個磁頭都用圖15e-f所示方式單獨懸掛。在另一個實施例中，帶有垂直于X軸的間隙的一排磁頭是在一個基底上加工成一個整體式或組合磁頭陣列。
圖16p是磁頭陣列308的一實施例的軸測圖?？v槽693沿X軸貫穿磁頭陣列308的全長?？v槽693減小了與介質(zhì)116接觸的磁頭陣列308的面積，同時也減輕了磁頭陣列308的質(zhì)量，所以它增加了磁頭陣列組件102的固有共振頻率?？v槽693通過減小磁頭陣列308和介質(zhì)116的接觸面積，從而減小了兩者之間的粘滯和摩擦。由于粘滯和摩擦力的減小，也就減少了磁頭陣列308和介質(zhì)116之間的摩損。縱槽693還增加了磁頭陣列308的可撓性，使磁頭120a-i和介質(zhì)116之間的接觸更為方便?？v槽693還允許磁頭陣列308加寬Y軸方向的尺寸，所以，當磁頭120a-i在介質(zhì)116上往返運動時，增加了磁頭陣列308的穩(wěn)定性。
橫槽692a-692h同樣也減輕了磁頭陣列308的質(zhì)量。另外，橫槽692a-692h起著分離磁頭120a-i的作用，所以磁頭120a-i在一定程度上是單獨懸掛的。故當介質(zhì)116不很平整時，槽692a-692h可使磁頭120a-i順應介質(zhì)116的表面，從而提高了磁頭120a-i和介質(zhì)的平面接觸。在一個實施例中，槽692a-692h至少切過磁頭陣列308的一半。為了進一步提高磁頭120a-i和介質(zhì)116之間的接觸，用于連接支撐桿306和磁頭陣列308(見圖15a-15d)的撓簧應在點694a-694i處接觸磁頭陣列308(見圖16p)。這種撓簧增加了磁頭120a-i在懸掛時的獨立性。
實際上，存儲模塊100中可能用到任意數(shù)目的讀/寫磁頭。典型的磁讀/寫頭有10～20mil寬，包括線圈在內(nèi)。在磁頭陣列308上可在每一英寸長的地方放60-80個磁頭。然而，隨著磁頭之間的間隔減小，沿X軸數(shù)據(jù)軌道長度也減小。
盡管以前的磁盤驅(qū)動器中每個介質(zhì)表面只用一個讀/寫通道，但是存儲模塊100的介質(zhì)116表面可以用多個讀/寫通道。所以，用磁頭120a-h中的每個磁頭讀(或?qū)?一位的方法，存儲模塊100可以同時讀(或?qū)?具有8位的字節(jié)。用類似的方法，存儲模塊100可以同時讀兩個4位字節(jié)。另外，存儲模塊100可以同時讀8個獨立的數(shù)據(jù)通道，這是讓讀/寫磁頭120a-h中每一個磁頭順續(xù)讀取存儲在相應軌道上的數(shù)據(jù)。讀/寫頭120a-h也可能多路化。也就是，控制回路可以在任一給定時間使8個讀/寫磁頭120a-h中任意幾個進行讀/寫。存儲模塊100的結構允許從介質(zhì)116表面多個軌道上以相同頻率和相同的數(shù)據(jù)讀寫率讀取相同個數(shù)的位。
圖17a是連接磁頭120a-i和印刷電路板(PCB)202的電路的柔性印刷電路電纜(PCC)520的軸測圖。PCC 520包括22個導電元件(每個磁頭兩個導電元件，每個線圈302-303兩個導電元件)，導電元件連接磁頭120a-i(圖中沒有顯示)的線圈和PCB 202上的電路。PCC 520從中間撓簧341c上方一直延伸到支撐桿306背面。在支撐桿306的背面，PCC 520分開了，多達12個導電元件沿每個撓臂104-105延伸到托架110的背面，在這兒，它們和焊盤240(圖中沒有顯示)連接。
在另一個實施例中，PCC 520在撓臂104-105處結束。PCC 520和導線通道相連，該導線通道穿過撓臂104-105的全長。這些通道通過在撓臂上堆沉積絕緣材料，然后將導線通道鍍在絕緣材料上。導線通道在撓臂104-105的焊盤上結束。在一個實施例中，彈性連接器位于撓臂104-105和托架110之間，其連接這些焊盤和引向焊盤240的導電元件。
因為用于驅(qū)動X軸電機線圈108-109的信號比從磁頭發(fā)出和傳入磁頭的信號大，在運載大小信號的導體之間設有屏蔽，防止擾亂小信號。在一個實施例中，在輸送X軸電線信號的導體和輸送與磁頭120a-i相關信號的導體之間，在PCC 520內(nèi)設置一個接地的屏蔽物，這樣就設置上屏蔽。在另一個實施例中，傳輸X軸電機信號的導體設置在撓臂104和105的一側(cè)，傳輸與磁頭相關信號的導體設置在撓臂104和105的另一側(cè)，所以，撓臂104和105就起著屏蔽的作用。
在另一個實施例中，在柔性PCC 520中加入一層鋼片，PCC 520還可起撓簧的作用，來連接支撐桿306和磁頭陣列308。
磁頭120a-i的前置放大器要么制作成磁頭陣列308的一部分，固定于托架110上，連接在PCC 520上；要么和PCB 202連接。通過將前置放大器制作成磁頭陣列308的一部分，前置放器處于更靠近磁頭120a-i的位置，所以帶來了一些優(yōu)點，如，改善傳入或輸出磁頭120a-i的信號的信噪比。
停車機構圖17b是托架組件101-1的軸測圖，它包括在存儲模塊不工作時提起磁頭陣列308-1使它脫離介質(zhì)116-1的停車機構。托架組件101-1包括磁頭陣列308-1；支撐桿306-1；磁頭電機108-1和109-1；撓臂104-1和105-1；托架板101-1a和101-1b；凸輪止動器127-1a和127-1b，它們上面有凸輪形表面128-1a和128-1b；Y軸線圈212-1；導滾113-1(圖中沒有顯示)；114-1和115-1；滾子座322-1；預載彈簧320-1和321-1；和樞轉(zhuǎn)撓臂129-1。停車機構還包括固定栓130-1a和130-1b，它們安放在存儲模塊的固定殼座上(圖中沒有顯示)。
圖17c是托架組件101-1下側(cè)的軸測圖。在一個實施例中，樞轉(zhuǎn)撓臂129-1為托架板101-1a和101-1b之間提供了唯一連接。樞轉(zhuǎn)撓臂129-1由有合適彈率的材料，如不銹鋼制成。樞轉(zhuǎn)撓臂129-1通過螺絲或適當?shù)哪z粘劑和托架板101-1a以及101-1b連接。盡管樞轉(zhuǎn)撓臂12a-1沿X和Y軸的剛度很大，沿Z軸則是可撓的。在一個實施例中，樞轉(zhuǎn)撓臂129-1在托架板101-1a和101-1b之間的間隙上有一系列孔131-1，從而使它在Z軸方向具有可撓性。
圖17d是正常操作狀態(tài)下托架組件101-1的側(cè)視圖。在正常操作狀態(tài)下，磁頭陣列308-1和介質(zhì)116-1接觸，固定栓130-1a和130-1b不接觸凸輪止動器127-1a和127-1b的凸輪表面128-1a和128-1b。還是在正常操作狀態(tài)下，通過樞轉(zhuǎn)撓臂129-1對托架板101-1a進行預加載而使其靠著托架板101-1b。圖17e是存儲模塊在非工作狀態(tài)時托架組件101-1的側(cè)視圖。此時，托架組件101-1沿Y軸負方向移動，直到凸輪表面128-1a和128-1b分別被迫和固定栓130-1a和130-1b接觸，從而導致樞轉(zhuǎn)撓臂129-1彎曲，并舉取磁頭陣列，使它和介質(zhì)116-1的表面脫離。為了更好地進行說明，對磁頭陣列308-1和介質(zhì)116-1之間的間隔進行了放大。當托架組件101-1移到停車位置時，磁頭陣列308-1、支撐桿306-1、磁頭電機108-1和109-1、撓臂104-1和105-1、托架板101-1a、和凸輪止動器127-1a和127-1b均相對于Z軸移動。然而，樞轉(zhuǎn)撓臂129-1允許托架板101-1b、Y軸線圈212-1、導滾113-1(圖中沒有顯示)和114-1及115-1、滾子座322-1和預載彈簧320-1和321-1均相對于Z軸保持不動。
為了從停車狀態(tài)啟動存儲模塊，X軸電機108和109-1啟動，托架組件101-1沿Y軸正方向移動，而把擺動磁頭陣列308-1落放在介質(zhì)11b-1上。在這種方式中，停車機構消除了磁頭陣列308-1停在介質(zhì)116-1上面時的靜摩擦問題。該停車機構還提高了存儲模塊在非操作狀態(tài)下的抗沖擊能力。
盡管圖17b-17e顯示了停車機構的一個實施例，但是應當知道的是還可對這個實施例進行各種修改。例如，磁頭陣列308-1可以用杠桿、電磁線圈或其它方法來提起。
X軸電機圖18a是X軸電機108的軸測剖視圖，它包括X軸電機線圈302；磁鐵410；磁極412和回程杯體402。圖18b是圖18a所示X軸電機108的剖視圖。必須知道的是圖18a-18b也用于說明X軸電機109(見圖19)。X軸電機108的X軸電機線圈302和支撐桿306連接(見圖14a)。X軸電機線圈302可用和前面介紹的制造Y軸線圈212相同的方式進行加工。
當X軸電機108裝上以后，X軸電機線圈302位于回程杯體402和磁鐵410與磁極412組件之間(見圖2，18a，18b)。磁極412和回程杯體402都是由高磁導率材料制成的，如燒結鐵。永久磁鐵410用于連接回程杯體402和磁極412?；爻瘫w402固定在制作于托架110之上的電機安裝架404之內(nèi)(見圖2)。一般地，電流流經(jīng)線圈302時，產(chǎn)生一個力，根據(jù)右手法則，該力將沿X軸方向移動線圈302(從而移動磁頭120a-i)。后面將要詳細介紹X軸電機108和109的操作。
X軸電機線圈302位于支撐桿306之上，因為線圈302比回程杯體402、磁鐵410和磁極412輕。這樣，當X軸電機108使支撐桿306擺動時，會導致較高的擺動頻率和節(jié)省能量。X軸電機線圈302的引線沿著撓臂104延伸。這些引線在托架110的背面和焊盤240連接。在另一個實施例中，線圈302的引線通過沿撓臂104形成導線通道和焊盤240連接。
圖18c和18d是X軸電機108一個實施例的剖視圖，其中沒有使用永久磁鐵。X軸電機108的鐵心422是由高磁導率的材料制成的。電流流經(jīng)X軸電機線圈302時，在鐵心422的間隙421中產(chǎn)生一個磁場。該磁場和線圈302中的電流相互作用，產(chǎn)生吸引力，使線圈302沿X軸朝鐵心422運動。由于沒有永久磁鐵，從而也就消除了在永久磁鐵中可能出現(xiàn)的漏散磁場。
印刷電路電纜圖19是存儲模塊100的軸測圖，其中顯示了撓性印刷電路電纜(PCC)332與托架110和PCB 202的連接。Y軸線圈、X軸電機線圈302-303和磁頭120a-i(圖中沒有顯示)的引線在托架110的背面與焊盤240連接。PCC 332的一端和焊盤240連接。PCC 332的另一端固接于固定殼座238，PCC 332這一端的引線和PCB 202中的控制電路連接。因為PCC 332按Z形波浪方式彎曲，這種結構允許托架組件101沿Y軸自由移動，同時保持PCC 332不和運動的托架組件101接觸。
托架屏蔽圖20是托架組件101的軸測分解圖，其中包括磁屏蔽335。磁屏蔽355是放在托架110的下面，從而防止Y軸電機112(裝配圖中沒有顯示)、Y軸線圈212和X軸電機108-109(裝配圖中沒有顯示)所產(chǎn)生的磁場擾亂存儲在磁介質(zhì)116(圖中沒有顯示)中的信息。磁屏蔽335由一薄層能屏蔽磁場的材料制成，如鎳鐵合金。磁屏蔽335通過合適的膠粘劑固定在托架110的下面。磁屏蔽335保證磁介質(zhì)處的磁場強度小于5高斯，所以存儲在介質(zhì)中的信息不受擾亂，磁屏蔽335還能保證磁頭120a-i處的磁場強度處于一個合適的水平，從而讓磁頭120a-i正確工作。
磁介質(zhì)磁介質(zhì)116設在磁頭120a-i下面(圖1，2和4b)。介質(zhì)116通過膠粘劑固定在存儲模塊100的固定殼座238上(見圖4b)?？梢允褂玫哪z粘劑包括RTV膠粘劑，如NUVA-SIL 5076、環(huán)氧樹脂或紫外線固化膠粘劑。膠粘劑要有足夠的柔韌性，能允許殼座238和介質(zhì)116膨脹和收縮，要考慮到殼座材料和介質(zhì)材料熱膨脹系數(shù)的差異。和現(xiàn)有技術的硬盤驅(qū)動器所用相似的磁介質(zhì)可以用于磁介質(zhì)116。然而，現(xiàn)有技術的硬盤的圓形必須修改成，使磁介質(zhì)116呈正方形或矩形。磁介質(zhì)116最好是高密介質(zhì)，至少要有1500奧斯特矯頑磁力。
圖21是磁介質(zhì)116一個實施例的剖視圖。磁介質(zhì)116包括一個基底350；界面層351；鉻層352；磁層353；碳層354和潤滑劑355?；?50可能由這些材料構成，如玻璃；陶瓷(如Corning公司生產(chǎn)的Mem-cor)；化學蒸發(fā)沉積的碳化硅(由Morton International生產(chǎn))；氧化鋁；稠化無定形碳；鈹或鋁。鋁制基底用在某些實施例中可能不太適合，因為它太容易變形了。基底350大約有0.5mm厚；1.4英寸寬(沿X軸方向)；1.3英寸長(沿Y軸方向)?；?50是由具有結晶體、粒狀或聚合結構的材料制成，這些晶體的長軸和短軸垂直(如鋁，它是面心立方晶體；或一種填充陶瓷)。長軸和Y軸對準，短軸和X軸對準，所以，最低限度地減小了熱脹冷縮以及介質(zhì)在制造時產(chǎn)生的內(nèi)部殘余應力所引起的變形。這種結構最低限度地減少了介質(zhì)沿X軸方向的變形。圖22是用于解釋帶有這種結構的磁介質(zhì)的預期變形的側(cè)視放大圖。沿X軸的變形可以限制在每英寸介質(zhì)的變形小于1微英寸。因為X軸方向發(fā)生的變形小，所以包含磁頭120a-i的磁頭陣列308沿X軸的運動也很均勻。
界面層351通常濺射到基底350上。界面層351的目的是在基底350和鉻層352之間提供一個滿意的過渡。界面層351保證基底350和鉻層352之間的接合不會由于它們的晶體結構差異或熱膨脹系數(shù)不同而開裂。界面層351的厚度在1至1000A范圍內(nèi)。界面層351的材料由基底350的材料來確定。
鉻層352通常濺射在界面界351上。鉻層352大約3000A厚，它通過改進隨后沉積的磁層353的晶體結構來提高磁層的特性。
磁層353通常濺射到鉻層353上。在一個實施例中，磁層大約有300A厚，它由磁性合金構成，如鎳-鈷-鉑合金或鎳-鈷-鉭合金。
碳層354通常濺射到磁層353上。碳層354大約有1～300A厚，并濺射成使碳的結構類似金剛石的結構。
介質(zhì)116的表面可以是有優(yōu)先取向的，來減小磁頭120a-i和介質(zhì)116之間的靜摩擦。因為磁頭120a-i和介質(zhì)116接觸，介質(zhì)116的整個表面可全部是有優(yōu)先取向的。當磁頭120a-i形成于安放在介質(zhì)116表面上的整體式或復合磁頭陣列308中時，這種優(yōu)先取向特別有用。在另一個實施例中，介質(zhì)116僅在磁頭120a-i停留的范圍內(nèi)有優(yōu)先取向。在又一個實施例中，整體式或復合磁頭陣列在和介質(zhì)相鄰的表面上有優(yōu)先取向。另外，在使用小接面積和低質(zhì)量/克載荷的磁頭時，介質(zhì)116的整個表面可不必有優(yōu)先取向，X軸電機108-109和Y軸電機112的瞬時能量足夠克服可能存在的靜摩擦問題。
潤滑層355通常覆在碳層354上，大約有1～100A厚。存儲模塊100的一個優(yōu)點在于它不象現(xiàn)有技術的轉(zhuǎn)動式磁盤驅(qū)動器那樣會產(chǎn)生能拋出潤滑劑的離心力。
圖23a是介質(zhì)116的俯視圖，用于說明介質(zhì)116的軌道和條紋。該介質(zhì)上有九條軌道，8個數(shù)據(jù)條361-368，(各個數(shù)據(jù)條均在讀/寫磁頭120a-h下面)和一個伺服條369(在伺服磁頭120i下面)。介質(zhì)上的條數(shù)和具體實施例中的磁頭數(shù)相對應。在另一個實施例中，使用了不只一個伺服頭/伺服條。在其它實施例中，伺服信息存在一個或多個數(shù)據(jù)條中，這樣就不需要伺服頭和伺服條了。在再一個實施例中，使用光伺服來提供伺服信息，所以也不需要伺服頭/伺服條了。
每個數(shù)據(jù)條包括許多大致呈直線的軌道，每個軌道都沿X軸方向貫穿條紋的寬度。8個數(shù)據(jù)條中每個軌道沿X軸方向的寬度為0.124英寸。伺服條中每個軌道沿X軸方向的寬度為0.174英寸。數(shù)據(jù)條361-369彼此之間沿X軸方向有約0.006英寸的間隙。磁頭120a-i經(jīng)過這些間隙時被接通或/和被切斷。當通過了一個軌道以后，磁頭120a-i經(jīng)過間隙時被切斷，而防止磁頭120a-i從相鄰的數(shù)據(jù)條中誤寫數(shù)據(jù)。間隙的寬度取決于磁頭120a-i的速度和接通或切斷磁頭120a-i所需的時間。在每個介質(zhì)116的兩側(cè)各有一個惰性區(qū)370-371。每個惰性區(qū)沿X軸方向的寬度大約為0.1125英寸。圖23b是介質(zhì)116的俯視圖，用以說明一套軌道8個數(shù)據(jù)軌道和一個伺服軌道，磁頭在掃描時會經(jīng)過這些軌道。
由于磁頭120a-i在撓臂104-105的一端擺動，所以軌道不完全是直的，而是稍微有一點曲線變化，它代表了磁頭120a-i的軌道。圖24a是放大的數(shù)據(jù)軌道372，其中l(wèi)d大約0.124英寸，dd大約0.0054英寸。圖24b是放大的伺服軌道373，其中l(wèi)d大約是0.174英寸，dd大約為0.0054英寸。
在另一個實施例中，把用于沿X軸方向擺動磁頭的機構修改成使每個軌道相對于X軸呈直線和弧形。
假設每一英寸介質(zhì)116上存儲100千比特數(shù)據(jù)，每個數(shù)據(jù)軌道能存儲大約12.4千比特數(shù)據(jù)。(100比特/英寸×0.124英寸)。在一個實施例中，每個數(shù)據(jù)條361-369沿Y軸每英寸大約包含4000個軌道。因為介質(zhì)116沿Y軸大約1.3英寸長。所以，每個數(shù)據(jù)條361-369大約包含5200個軌道(1.3英寸×4000個軌道/英寸)。每個數(shù)據(jù)條361-368大約有8.06兆字節(jié)的存儲能力(5200個軌道/數(shù)據(jù)條×12.4千比特/軌道×1字節(jié)/8比特)，整個介質(zhì)116的存儲容量大約是64.5兆字節(jié)(不包括伺服數(shù)據(jù)條)。
在一個實施例中，磁頭120a-i沿X軸以大約341Hz的頻率擺動，在磁頭通過數(shù)據(jù)軌道時的平均速度大約220英寸/秒。在這個平均速度下，每個磁讀/寫頭120a-h可以用2.75兆字節(jié)/秒的內(nèi)部數(shù)據(jù)讀寫速率進行讀(或?qū)?(220英寸/秒×100千比特/英寸×1字節(jié)/8比特)。所以，所有8個讀/寫頭120a-h可以用22兆字節(jié)/秒的內(nèi)部數(shù)據(jù)讀寫速率進行讀(或?qū)?。
通過使用比較小的磁頭形狀，控制電路和數(shù)據(jù)格式，可以得到較高的存儲容量。例如，一個每英寸線性存儲密度為175千比特和每英寸軌道密度另為7500個軌道的小磁頭，在1.3×1.4英寸介質(zhì)上的存儲容量約為212兆字節(jié)。這種存儲模塊的內(nèi)部數(shù)據(jù)讀寫率約為35兆字節(jié)/秒。
在傳統(tǒng)的磁盤驅(qū)動系統(tǒng)中，物理扇區(qū)的長度是磁盤半徑的函數(shù)，而存儲模塊100與此不同，它有固定長度的數(shù)據(jù)條。它在使用介質(zhì)的數(shù)據(jù)存儲容量上提供了更大的靈活性。例如，在現(xiàn)有技術的轉(zhuǎn)動式磁盤驅(qū)動器中，壓縮數(shù)據(jù)的能力受到存儲在磁盤固定長度扇區(qū)的數(shù)據(jù)量(通常為512比特)的限制。因為存儲模塊100的介質(zhì)116上每個數(shù)據(jù)條具有65兆比特的存儲容量，更大數(shù)據(jù)塊的壓縮變的更加容易了?？梢岳脭?shù)據(jù)條存儲容量的變化量來壓縮更大量數(shù)據(jù)。
存儲模塊即可模擬磁盤驅(qū)動器，也可模擬磁帶驅(qū)動器。為完成這種模擬，使用與存儲模塊100連接的I/O驅(qū)動器和操作系統(tǒng)來適當?shù)馗袷交斎牖蜉敵龃鎯δK100的數(shù)據(jù)。存儲模塊100中的微編碼使存儲模塊100既能模擬磁盤驅(qū)動器，也能模擬磁帶驅(qū)動器。
另外，存儲模塊100比現(xiàn)有技術的轉(zhuǎn)動式磁盤驅(qū)動器更加有效地使用了介質(zhì)116。因為，沒有必要將介質(zhì)116的中心固定在主軸上，介質(zhì)的更多表面可用于錄制信息。再者，一個邊長為＇d＇個單位的正方形介質(zhì)大致比直徑為＇d＇個單位的園多27％的表面積。
另外，現(xiàn)有技術的磁盤在介質(zhì)校正、伺服記錄、和最終安裝時，在其中心反復地被夾持。這種反復地夾持，會導致翹曲變形。相比較而言，存儲模塊100的介質(zhì)116在檢測時是軟夾持(因為沒有必要轉(zhuǎn)動介質(zhì)116)，所以在介質(zhì)檢測時最低限度地降低了翹曲變形。另外，正如后面將要介紹的，伺服條是在介質(zhì)116已經(jīng)固定到固定殼座238上以后被寫入信息的。這就避免現(xiàn)有技術的磁盤在伺服記錄時所需的夾持步驟，從而，進一步減小了翹曲變形。因為介質(zhì)116比現(xiàn)有技術的磁盤經(jīng)受較小翹曲變形，所以獲得了屈服增益。介質(zhì)翹曲的減少也允許有高的軌道密度。
X軸電機操作在一個實施例中，X軸電機108和109按下述方法操作。一個大約0.10安培的直流電提供到一個X軸電機線圈中，如線圈302(見圖2)。根據(jù)右手定則，它產(chǎn)生一個力，拉動X軸電機線圈302朝回程杯體402運動，所以沿X軸正方向移動磁頭120a-i。為了沿X軸負方向移動磁頭120a-i，向X軸電機線圈303提供一個約0.10安培的電流(此時，X軸電機線圈302中沒有提供電流)，它產(chǎn)生一個力，拉動X軸電機線圈303沿X軸負向朝回程杯體402運動。在一個實施例中，在磁頭120a-i擺動的半個周期內(nèi)，X軸電機線圈中的電流是從線圈302切換到線圈303(和從線圈303流到線圈302)。X軸電機工作頻率大約為341Hz。磁頭120a-i在運動的全程內(nèi)，沿X軸每半個循環(huán)移動大約0.224英寸的固定距離。磁頭120a-i的運動被控制成正弦函數(shù)。本發(fā)明也考慮使用其它型式的運動。例如，在另外一個實施例中，磁頭120a-i的運動被控制成擺線函數(shù)，來最低限度減少突然加速或減速。圖25a-d說明磁頭120a-i沿X軸的運動。圖25a是磁頭120a-i的速度(英寸/秒)相應于X軸位移(英寸)的曲線圖。圖25b是磁頭120a-i沿X軸位移(英寸)相應于時間(秒)的曲線圖。圖25c是磁頭120a-i的速度(英寸/秒)相應于時間(秒)的曲線圖。圖25d是磁頭120a-i的加速度(英寸/秒2相應于時間(秒)的曲線圖。沿X軸加速度所產(chǎn)生的最大載荷約為1300G＇s。
正如圖25a和25b所示，磁頭120a-i整個掃描的位移變化范圍是0-0.224英寸。在掃描的兩個端點，磁頭改變方向，產(chǎn)生了一個瞬時零速度。如圖25c所示，磁頭的速度對時間的關系遵循一個正弦函數(shù)曲線。磁頭120a-h僅在它們速度超過臨界速度時才開始操作。在一個實施例中，這個臨界速度為200英寸/秒。正如圖25a所示，當位移在0.050英寸到0.174英寸時，超過了200英寸/秒的臨界速度。因此，磁頭在其運動范圍內(nèi)的0.124英寸長度上速度超過了臨界速度。如圖25c所示，磁頭120a-h一次掃描花大約1.5毫秒的時間。在0.45到1.05毫秒時間內(nèi)，磁頭的速度超過了臨界速度200英寸/秒。所以，磁頭120a-h每次掃描可操作0.60毫秒的時間。當磁頭120a-h已經(jīng)經(jīng)過0.124英寸軌道(也就是，當磁頭120a-h的速度低于臨界速度以后)就不可操作(disabled)了。這是由介質(zhì)116的軌道上相鄰數(shù)據(jù)條之間的間隔所要求的。介質(zhì)上的數(shù)據(jù)軌道彼此很近，從而充分利用介質(zhì)116上可利用的記錄面積(見圖23a-23b)。由于這么小的間隔，磁頭120a-h在接近掃描端點時，經(jīng)過相鄰數(shù)據(jù)條上軌道的一部分。如果，此時磁頭120a-h不處于不可操作狀態(tài)，磁頭就可能從相鄰數(shù)據(jù)條的軌道上誤讀或?qū)憯?shù)據(jù)。
正如圖25a和25c所示，磁頭120a-h在可操作(enabled)過程中速度變化范圍是200英寸/秒到240英寸/秒。速度的變化不十分明顯，故不會影響磁頭120a-h的操作。在另一個實施例中，磁頭120a-h的速度可以控制，使其速度曲線輪廓平整化，從而使磁頭120a-h在可操作過程中得到更加恒定的速度。這種速度平整可通過修改撓臂104-105或修改X軸電機108-109的控制器而實現(xiàn)。
伺服磁頭120i比讀/寫磁頭120a-h操作于更長的軌道。伺服頭120i在其速超過100英寸/秒時，開始在某些點從伺服軌道上讀取伺服信息。如圖25a所示，當伺服磁頭速度超過大約150英寸/秒時，使伺服磁頭120i開始操作，伺服軌道長度為0.174英寸。后面將詳細介紹伺服磁頭120i的操作。
在一個實施例中，在磁頭陣列308的每次擺動中僅進行一次讀或?qū)懖僮?。也就是，磁頭120a-h僅在它們沿X軸正方向運動時才可操作，或沿X軸負方向運動時才可操作。假設，磁頭120a-h僅在它們沿X軸負方向運動時才可操作，那么，當磁頭120a-i沿X軸正方向運動時，磁頭120a-h沿Y軸從一個軌道到另一軌道運動。托架組件101沿Y軸以一定的速度運動，該速度允許磁頭在大約0.52毫秒加上穩(wěn)定時間內(nèi)達到下一軌道。因為下一軌道有0.00025英寸的距離(4000個軌道/英寸)，Y軸電機112必須以平均0.96英寸/秒的速度移動托架組件101(2×0.00025英寸/0.00052秒)。在另一個實施例中，磁頭120a-h在沿X軸正向和反向運動時都能進行操作。
從停頓狀態(tài)開始，磁頭120a-i在5至10次擺動時間內(nèi)達到0.224英寸的振幅。所以，假設操作頻率為341Hz，存儲模塊100在15至30毫秒內(nèi)就可操作。在這個時間內(nèi)，每個磁頭在介質(zhì)116上移動距離小于2.25英寸。存儲模塊100的快速啟動周期允許存儲模塊100在執(zhí)行讀或?qū)憰r是可操作的，而在不執(zhí)行讀或?qū)懖僮鲿r，它處于停止狀態(tài)。所以，存儲模塊100的工作循環(huán)比現(xiàn)有技術的磁盤驅(qū)動器的工作循環(huán)要低。在存儲模塊100之中這種低的工作循環(huán)使平均噪音程度也低，并且減小了能量消耗。
以前典型的磁盤驅(qū)動系統(tǒng)在磁頭“懸浮”和可進行的操作條件存在之前，需要2-3秒啟動時間。在啟動5.25英寸磁盤驅(qū)動器時，磁頭和磁介質(zhì)在500-600英寸距離內(nèi)保持接觸。在啟動1.8英寸磁盤驅(qū)動器時，磁頭和磁介質(zhì)在200-300英寸距離內(nèi)保持接觸。當現(xiàn)有技術磁盤驅(qū)動器被減速而停止時，磁頭和磁介質(zhì)保持接觸的距離大約是上述距離的兩倍。因為存儲模塊100的磨損距離比以前磁盤驅(qū)動器小2.5～3個數(shù)量級，所以可以將現(xiàn)有技術轉(zhuǎn)動磁盤驅(qū)動器中的薄膜磁頭用于存儲模塊100的接觸記錄結構中，而沒有過分的磁頭磨損。
例如，現(xiàn)有1.8英寸磁盤驅(qū)動器中的磁頭，其以6000轉(zhuǎn)/分鐘(rpm)的速度進行操作并有一個2.5秒的快速啟動周期，它在200,000次接觸啟動/停機中所經(jīng)受的磨損距離大約為3-6×108英寸。同樣，現(xiàn)有5.25英寸磁盤驅(qū)動器中的磁頭，其以6000rpm的速度進行操作并有一個7.5秒的快速啟動周期，它在200,000次接觸啟動/停機中所經(jīng)受的磨損距離大約為2.7-5.4×109英寸。要讀取一個有16千字節(jié)信息的文件，存儲模塊100大約要擺動10次(包括啟動和停機)。在這個時間里，磁頭和介質(zhì)接觸距離大約為2.5英寸。所以，存儲模塊100的磁頭在經(jīng)受與現(xiàn)有1.8英寸磁盤驅(qū)動器200,000次訪問(存取)所經(jīng)受的相等的磨損距離之前，這個16千字節(jié)的文件至少可讀1.2×108次(3×108英寸/2.5英寸)。使用另一種比量方法，16千字節(jié)的文件每小時可以訪問大約9600次，一天十小時，一年250天，這樣要5年時間后，磁頭經(jīng)歷的磨損距離才和現(xiàn)有1.8英寸磁盤驅(qū)動器200,000次訪問所經(jīng)歷的磨損距離相等。另外，在存儲模塊100中專為接觸記錄而設計的磁頭比為非接觸設計的標準磁盤驅(qū)動器磁頭耐用時間長。
因為存儲模塊僅在讀或?qū)憯?shù)據(jù)時才啟動，又因為它有比較小的啟動時間/距離，所以和現(xiàn)有磁盤驅(qū)動系統(tǒng)比較起來，存儲模塊100能節(jié)省相當多能量。為了降低能量消耗，磁頭陣列組件102(見圖14a)可按其固有共振頻率擺動。磁頭陣列組件的固有共振頻率設計為約341Hz。實際的共振頻率可以通過向X軸電機108-109中的一個發(fā)送一個電壓脈沖，然后測量磁頭陣列組件的衰減特性來確定。在衰減周期里，磁頭陣列組件102以其固有共振頻率擺動。
Y軸電機組裝圖26是Y軸電機/導桿組件112的軸測圖。永久磁鐵214-215適當?shù)囟ㄎ挥诳▕A230-231上定位延伸件234-235的孔中?？▕A置于上磁極210和中磁極211的兩端，所以在這些磁極210-211之間插入永久磁鐵215。永久磁鐵215在上磁極210和中磁極211之間建立一個合適的間隔。然后中磁極211插入Y軸線圈212上的開孔242，在導桿206-207上導引托架組件101的導滾113-115，來把上磁極210連接到托架組件101，連接到導桿206-207上?？▕A放在上磁極210和中磁極211的兩端，而把永久磁鐵214插入磁極210-211之間。
Y軸電機的操作磁頭120a-i在Y軸電機/導桿組件112的驅(qū)動下，沿Y軸在介質(zhì)116上從一個軌道到另一個軌道移動。沿導桿206-207移動托架組件101(包括磁頭120a-i)所需要的力，是通過向Y軸電機線圈212提供一個直流電流而產(chǎn)生的。Y軸線圈212中的0.5安培電流與上磁極210和中磁極211之間的永久磁鐵214-215產(chǎn)生的磁場相互作用，產(chǎn)生一個大約0.24牛頓的力，使托架組件101沿Y軸產(chǎn)生一個加速度68.5m/sec2。在這種條件下，沿Y軸加速度產(chǎn)生的載荷至少有5G＇s，并可隨向Y軸電機提供的能量而提高。Y軸電機112產(chǎn)生的力的方向可以由右手法則來確定。要改變作用于托架組件101上力的方向，只須改變Y軸線圈212上電流的方向。
圖27a是Y軸線圈212沿Y-Z平面的剖視圖。Y軸線圈212中的電流產(chǎn)生如圖27a所示的磁場420。Y軸線圈212中的“X”符號表示電流流入截面的平面，“.”號表示電流流出截面的平面。磁場420上的箭頭420表示磁力線的方向。隨著與Y軸線圈212距離的增加，磁場420的強度逐漸減小。
圖27b是Y軸電機/導桿組件112的剖視圖，它包括上磁極210；中磁極211；和沿Y-Z平面的永久磁鐵214-215。圖示磁場421是一個均勻磁場。
圖27c是Y軸線圈212和Y軸電機/導桿組件112以及所產(chǎn)生的磁場的剖視圖。當Y軸線圈212置于磁極210-211之間時，磁場420大到足以影響永久磁鐵214-215所產(chǎn)生的磁場421。圖27c顯示了磁場420和421的磁力線，用以說明磁場420如何影響磁場421。Y軸線圈的磁場420和X軸線圈212的右側(cè)的磁場421相加，和X軸線圈212的左側(cè)磁場421相減。所以，磁場420改變了磁極210-211之間的磁力線密度。變化的大小取決于Y軸線圈212在Y軸上的位置。結果，Y軸線圈212所產(chǎn)生的力也是Y軸線圈212在Y軸上位置的函數(shù)。圖27d用于定性說明Y軸線圈420的磁場所產(chǎn)生的力。正力在Y軸負向朝中心位置213移動Y軸線圈212。負力在Y軸正方向朝中心位置213移動Y軸線圈212。當Y軸線圈212位于Y軸中心位置213時，磁場420所產(chǎn)生的力為零。當Y軸電機112中流過的電流和Y軸線圈的圈數(shù)212減小時，Y軸電機112所產(chǎn)生的力更小地取決于Y軸線圈212在Y軸上的位置。然而，如果電流和線圈的圈數(shù)減少時，Y軸電機112所產(chǎn)生的力也減小，Y軸電機訪問一個軌道所需的時間也就增加了。
所以驅(qū)動Y軸線圈212的控制回路被程序化，從而為Y軸線圈212提供一個變化的電流，來補償該力的變化。對于每個電機的設計，力是Y軸線圈212沿Y軸上位置的函數(shù)。在控制回路中包含一種算法，它根據(jù)Y軸線圈212在Y軸上的位置來修改Y軸線圈212中的電流。
在另一個實施例中，把Y軸電機修改成一個線性致動器，它可代替用于現(xiàn)有磁盤驅(qū)動器中的磁盤旋轉(zhuǎn)致動器。在這種實施例中，磁盤驅(qū)動器的磁頭是安裝在托架組件上，它有一個類似于Y軸線圈212的線圈。托架組件由類似于托架導滾113-115的托架導滾可活動地聯(lián)接著平行固定導桿。導桿的位置平行于磁盤的一個半徑方向，所以，當Y軸線圈通電以后，托架組件和磁頭沿著磁盤的半徑方向作直線運動。
這種線性致動器和轉(zhuǎn)動致動器相比有若干優(yōu)點。因為轉(zhuǎn)動致動器試圖通過移動位于轉(zhuǎn)動臂一端的磁盤驅(qū)動頭來近似直線運動。為了近似直線運動，轉(zhuǎn)動臂必須要足夠長。轉(zhuǎn)動致動器所需長度在確定整個磁盤驅(qū)動系統(tǒng)最小尺寸時非常重要。因為前面所介紹的線性致動器其長度只須能將磁盤驅(qū)動頭從磁盤的內(nèi)徑移到磁盤的外徑，所以，線性致動器可以比轉(zhuǎn)動驅(qū)動器小，從而，更好地減小了磁盤驅(qū)動器的總體最小尺寸。另外，三個導滾的設計也減小了線性驅(qū)動器的高度尺寸。
另外，當轉(zhuǎn)動驅(qū)動器沿磁盤徑向移動磁盤驅(qū)動頭時，在用于“懸浮”磁盤驅(qū)動頭的結構和由于磁盤轉(zhuǎn)動而形成的“風”的方向產(chǎn)生一個傾斜角。這種傾斜角可能導致懸浮高度不希望有的波動，并給用于“懸浮”磁盤驅(qū)動頭的結構帶來不穩(wěn)定。這種傾斜角還會使信噪比惡化(對接觸型和非接觸型兩種)。由于線性驅(qū)動器中磁頭和轉(zhuǎn)動磁盤之間保持一個恒定的角度，就消除由于傾斜角所帶來的問題。
在介質(zhì)軌道上正確定位磁頭圖28a是用于將伺服磁頭120i(以及磁頭120a-h)適當定位于介質(zhì)116上所需軌道的控制電路實施例框圖。所以，當伺服磁頭120i沿X軸擺動時，圖28a所示的控制電路控制著伺服磁頭120i沿Y軸的位置。圖29a是用于控制伺服磁頭120i(以及磁頭120a-h)在介質(zhì)116上所需軌道上的速度的控制電路實施例框圖。所以，控制電路控制著伺服頭120i沿一個軸的位置，同時還控制著伺服頭120i沿另一垂直軸的速度。伺服磁頭在伺服數(shù)據(jù)條的伺服軌道上擺動(如圖23a)，讀取存儲在介質(zhì)116上的伺服信息。每個伺服軌道包含的伺服信息中有Y軸格雷(Gray)編碼信息；Y軸軌道跟蹤信息；X軸格雷編碼信息；和X軸速度信息。Y軸格雷編碼信息中包括識別介質(zhì)上每個軌道的格雷編碼數(shù)。Y軸軌道跟蹤信息中包括在每個軌道的Y軸中心兩側(cè)編碼的信息。X軸格雷編碼信息是識別伺服磁頭沿X軸絕對位置的格雷編碼信息。X軸速度信息中包括沿X軸相互間隔開一預定距離的一套編碼信號。X軸格雷編碼信息和X軸速度信息可由介質(zhì)116上的單個磁信號導出。
Y軸軌道尋找用于執(zhí)行Y軸軌道尋找的電路實施例參照圖28a一起說明。在Y軸軌道尋找時，開關523閉合，開關525打開。當需要沿介質(zhì)116的Y軸訪問某個軌道時，主機微控制器505從裝置控制器507中獲得一個信號，它表示了所需的軌道號數(shù)。X軸電機108-109驅(qū)動伺服磁頭120i沿X軸進行擺動，從而，使伺服磁頭120i從伺服軌道上讀取信息。伺服信息被提供到伺服方式解調(diào)器501中。伺服方式解調(diào)器501對來自伺服信息的數(shù)套信號進行譯碼。這些信號當中有一套是Y軸格雷編碼。每個伺服軌道中均編有Y軸格雷編碼，它表示了軌道沿Y軸的位置。例如，如果介質(zhì)116上每個數(shù)據(jù)條有5200個軌道，Y軸格雷編碼用0～5199號碼來識別每個軌道。Y軸格雷編碼被提供到Y軸格雷編碼解碼器503中。該Y軸解碼器503對伺服磁頭120i當前所在軌道序號Y軸格雷編碼進行解碼。軌道序號信息也被提供到主機微控制器505中。主機微控制器向節(jié)點521提供一個輸出信號來控制Y軸電機112。例如，如果格雷編碼解碼器503指明伺服磁頭120i是在軌道序號100上，控制器507指示所找軌道序號為110，主機微控制器505產(chǎn)生一個定位信號，使托架組件101在合適的方向沿Y軸移過10個軌道。該定位信號通過節(jié)點521提供到補償微控制器513中。
補償微控制器513根據(jù)第一個算法來修正輸入信號。補償微控制器513根據(jù)第一個算法產(chǎn)生一個信號，它最終控制Y軸電機112的軌跡。該允許符合系統(tǒng)穩(wěn)定要求的方式來接近所需軌道。如果尋軌太快，就不可能在一達到所找軌道時就停住托架組件101。相反，如果尋軌太慢，要花太長的時間才能到達所找軌道。一般地，當伺服磁頭120i離所找軌道較遠時，第一個算法提供一個較大的信號，使托架101沿Y軸電機112進行快速移動，當伺服磁頭120i離所找軌道較近時，提供一個較小的信號，使托架組件101慢速移動。在可用在補償微控制器513中的第一個算法的實例中，使托架101沿Y軸的速度和伺服磁頭120i與所找軌道之間距離的平方根成正比。主機微控制器505能夠確定伺服磁頭120i離所找軌道有多遠，因為主機微控制器接受來自格雷編碼解碼器中的信息，它表示伺服磁頭120i當前所在的軌道。補償微控制器513的輸出送給功率放大器515中，它將輸出信號放大到某一電流值而能驅(qū)動Y軸電機112的Y軸線圈212。
Y軸軌道跟蹤一旦到達所找軌道，開關525被閉合，而開關523保持閉合，從而執(zhí)行Y軸軌道跟蹤操作。Y軸軌道跟蹤使伺服磁頭120i沿所需軌道的中心定位。
為了實現(xiàn)Y軸軌道跟蹤，補償微控制器513中的第一個算法不用了，起作用的是補償微控制器513中的第二個算法。為了轉(zhuǎn)換算法，關掉一個第一數(shù)字濾波器，打開一個第二數(shù)字濾波器。這種轉(zhuǎn)換在補償微控制器513中產(chǎn)生一過渡狀態(tài)。在該過渡狀態(tài)期間，第二數(shù)字濾波器是不穩(wěn)定的。所以，第二個數(shù)字濾波器必須經(jīng)歷一個簡短的循環(huán)過程才能達到穩(wěn)定。為了最低限度減小該循環(huán)過程的時間，與第一和第二數(shù)字濾波器有關的狀態(tài)變量是通過模擬和可測知的位置、速度以及加速度信息進行優(yōu)化選擇的。在轉(zhuǎn)換到軌道跟蹤模式以前，第二數(shù)字濾波器的狀態(tài)變量在固件或硬件中根據(jù)第一數(shù)字濾波器和/或微控制器提供的位置、速度和加速度信息予以調(diào)整。
成功地在補償微控制器513中接通第二數(shù)字濾波器以后，用下述方法來執(zhí)行Y軸軌道跟蹤。伺服方式解調(diào)器501向Y軸精確定位塊509提供Y軸軌道跟蹤信息。圖28b是伺服軌道的Y軸軌道跟蹤信息的示意圖。該Y軸軌道跟蹤信息包括第一帶530和第二帶532，它們分別編碼于伺服軌道中心534的兩側(cè)。第一和第二帶的帶寬W等于軌道中心534兩側(cè)軌道間距的一半。伺服磁頭120i的寬度大約和第一帶或第二帶的寬度相同(也就是，軌道間距的一半)。當伺服磁頭120i沿X軸移動時，從第一帶530和第二帶532中所檢測的信號和伺服磁頭120i位于各帶530和532上的部位成正比。從第二帶532中所測得的信號減掉從第一帶530中所測得的信號，所以，如果伺服磁頭120i正好位于第一和二帶530和532正中(也就是，位于軌道中心534上)，那么所產(chǎn)生的位差信號為0。如果象圖28c所示的那樣，伺服磁頭120i的較大部分處在第一帶530上，從第一帶530上讀取的信號比從第二帶532上讀取的信號數(shù)值大。精確定位塊509(見圖28a)從第一帶530中所測得的信號中減去第二帶中所測得的信號，從而獲得位差信號。正的位差信號表明伺服磁頭120i從軌道中心534偏向第一帶530，負的位差信號表明伺服磁頭120i從軌道中心534偏向第二帶532之間。零值位差信號表明伺服頭120i是位于軌道中心534處。位差信號供給節(jié)點521(見圖28a)。
在Y軸軌道跟蹤時間內(nèi)，主機微控制器505為節(jié)點521提供一個“零”參考信號。Y軸精確定位塊509的輸出信號供到主機微控制器505中，而幫助確定什么時候使主機微控制器505的輸出信號變?yōu)榱?。來自主機微控制器505的“零”參考信號和來自Y軸精確定位塊509的位差信號之間的差值送到補償微控制器513中。補償微控制器513的輸出信號由功率放大器515進行放大，而產(chǎn)生一個電流，供到Y軸電機112中，使托架組件101沿Y軸移動一個很小的距離，從而將伺服磁頭120i對準所述的軌道。
精確定位塊509的位差信號還提供到超差塊511中。如果位差信號表明伺服磁頭120i從軌道中心534偏差超過10％，超差塊511就產(chǎn)生一個誤差信號，送到控制器507中而防止讀或?qū)憯?shù)據(jù)。
讀/寫磁頭120a-h由控制器507控制為可操作(或不可操作)狀態(tài)。在磁頭120a-h可操作之前必須滿足兩個條件。一是，控制器507必須接到來自主機微控制器505的讀/寫操作信號。這種讀/寫操作信號是在主機微控制器505正在接受來自Y軸格雷編碼解碼器503的有效輸入信號時產(chǎn)生的。也就是，當伺服磁頭120i位于正確的軌道上(由讀取Y軸格雷編碼信息來確定)，并以高于允許伺服磁頭120i讀取伺服信息的臨界速度的速度在軌道上移動。二是，控制器507必須不是正在接收來自超差塊511的超差信號。
另一種Y軸軌道尋找和跟蹤圖28d是另一種控制電路實施例的框圖，用于將伺服頭正確地沿Y軸定位于所需軌道上。除了圖28a所示圖框外，圖28d中還有一個反饋回路，它包括一個外部傳感器519，一個計數(shù)器514，和開關524和526。
傳感器519產(chǎn)生一個定位信號，它表明了托架組件101相對于預定的參考位置的實際位置。傳感器519產(chǎn)生一個正交信號，也就是相位差為90°的兩個信號。圖28e是外部傳感器519一個實施例的示意圖。圖28e說明了正交信號480當中的一個信號是如何產(chǎn)生的。光源/檢測器470是安裝在托架110之上，從而使光束478垂直指向固定格柵472。固定格柵472位于殼座238之上，它包括反射條，如反射條474；不反射條，如不反射條476，它們有同樣的寬度。反射條和不反射條的寬度等于每個軌道寬度的一半，從光源/檢測器470發(fā)射的光束478的寬度也等于每條軌道寬度的一半。隨著托架組件101沿Y軸移動，光束478從格柵472上的反射條上反射并被光源/檢測器470檢測。檢測信號480的強度和光束478的入射于反射條上的部分大小成正比。在一個實施例中，檢測信號480的強度最大值是在每個軌道一端檢測到的(也就是，位于481和482的位置)，而最小值是在每個軌道中心檢測到的(也就是在軌道中心534的位置)。同樣，傳感器519產(chǎn)生另一個三角波信號(圖中沒有顯示)，它和檢測到的信號480相位相差90°。這兩個檢測到的信號，由電子電路轉(zhuǎn)變成模擬反饋信號484，如圖28f所示。圖28f是傳感器519產(chǎn)生的模擬反饋信號484的示意圖。垂直軸代表模擬反饋信號的強度，水平軸代表伺服磁頭120i沿Y軸的位置。盡管已根據(jù)一個實施例對模擬反饋信號484的產(chǎn)生進行了解釋，但必須知道的是，模擬反饋信號484還可以用別的方法產(chǎn)生。
模擬反饋信號484的過零點用來生成一個數(shù)字反饋信號，它供到節(jié)點521中。該數(shù)字反饋信號表明伺服頭120i每次經(jīng)過一個軌道的時刻，數(shù)字反饋信號供到計數(shù)器514中，該計數(shù)器初始化成和已知軌道序號相對應。在一個實施例中，當伺服磁頭120i所處的伺服軌道序號為0時，計數(shù)器514也置于0。數(shù)字反饋信號每當光源/檢測器470檢測到表示軌道末端的信號時，增值或減少計算器(取決于伺服磁頭120i沿Y軸的運動方向)。通過這種方法，計數(shù)器514的輸出代表著伺服磁頭120i所在軌道。
在Y軸軌道尋找時，開關523和524是關閉的，而開關525和526是打開的。所以來自計數(shù)器514的數(shù)字反饋信號和主機微控制器505的輸出信號供到節(jié)點521。節(jié)點521的輸出信號就是主機微控制器505的定位信號和計數(shù)器514的數(shù)字反饋信號之間的差值。節(jié)點521的輸出信號供到補償微控制器513中。補償微控制器513的輸出由功率放大器515進行放大，提供給Y軸線圈112而使托架組件101沿Y軸移動。
一旦到達所尋軌道，就進行Y軸軌道跟蹤。在Y軸軌道跟蹤時，開關523和524是打開的，而開關525和526是關閉的。來自精確定位塊509的位差信號供到節(jié)點521。來自傳感器519(見圖28d)的模擬反饋信號484(見圖28f)也供到節(jié)點521。如圖28f所示，模擬反饋信號484在軌道中心534處理想上為0。模擬反饋信號484幅值的絕對值隨伺服磁頭120i偏離Y軸軌道中心534而增大。模擬反饋信號484的極性取決于伺服磁頭120i移動的方向。來自精確定位塊509的位差信號和模擬反饋信號484的差值供到補償微控制器513中。通過設定解調(diào)器501和外部傳感器的增益來適當調(diào)節(jié)位差信號，如果伺服磁頭120i由Y軸軌道中心534偏向第一帶530，補償微控制器513的輸入信號為正。相反，如果伺服磁頭120i由Y軸軌道中心534偏向第二帶532，補償微控制器513的輸入信號為負。補償微控制器513的輸出信號經(jīng)過功率放大器515放大，產(chǎn)生一個電流，而使托架110沿Y軸移動一個很小的距離，使伺服磁頭120i對中于所找的軌道中心。
如原來所述，Y軸軌道中心534對應于模擬反饋信號484的零值。然而，由于溫度變化和老化等因素的影響，軌道中心534不一定和模擬反饋信號484的零點吻合。為克服這個問題，在存儲模塊100啟動時，整個伺服系統(tǒng)通過監(jiān)控位差信號(也就是圖28d中精確定位塊509的輸出信號)予以校準。當伺服磁頭120i沿伺服軌道(X軸)移動時，伺服磁頭120i相對于軌道中心534沿Y軸移動一很小的固定距離(也就是沿著第一帶531/或第二帶532)。當伺服磁頭120i沿Y軸移動時，補償微控制器測知伺服解調(diào)器501的相對增益(伏特/米)和與外部傳感器519的模擬輸出有關的增益。補償微控制器513調(diào)節(jié)伺服磁頭120i的位置，直到位差信號(由解調(diào)器501確定)變?yōu)榱?。在這一點時，伺服磁頭120i位于軌道中心534上。然而，外部傳感器519的模擬反饋信號484不必在軌道中心534上為0。因此，補償微控制器513確定模擬反饋信號484(見圖28f)在軌道中心534處的值，并將此值作為位差值存儲起來。為了執(zhí)行軌道跟蹤操作，在判斷位差信號和外部傳感器519的模擬反饋信號484之間的差值是否表明伺服磁頭120i在軌道中心534上時，補償微控制器513不斷地查尋這一偏差值。
X軸控制圖29a是控制伺服磁頭120i沿X軸的速度(以及讀/寫磁頭120a-h的速度)的控制回路框圖。速度被控制成伺服磁頭120i沿X軸位置的函數(shù)。
在圖29a中，伺服方式解調(diào)器501通過讀取磁編碼信號或嵌入信號，在一個實施例中這些嵌入信號從伺服軌道上相互間隔一固定的物理距離，并測量讀取這些磁信號所花的時間，則由此計算伺服磁頭120i沿X軸的速度。伺服磁頭120i沿X軸的速度供到估算塊537中。在另一個實施例中，這些信號間的物理距離是根據(jù)伺服磁頭120i的速度曲線來選取的，所以，伺服磁頭120i每次經(jīng)過一個信號的時間都相同。
伺服方式解調(diào)器501還對嵌入或編入伺服軌道的X軸格雷編碼進行譯碼。X軸格雷編碼表示伺服磁頭120i沿X軸的位置。X軸格雷編碼信息供到確定伺服磁頭120i沿X軸位置的伺服定位塊531中。定位塊531向速度曲線發(fā)生器533提供磁頭120i的位置。速度曲線發(fā)生器533包含伺服磁頭120i的理想速度曲線，并且程序化為，輸出一個代表沿X軸任一位置的理想的預先選定的速度的信號。在一個實施例中，速度曲線發(fā)生器533中包含如圖25a所示的速度曲線信息。速度曲線發(fā)生器533接受來自主機微控制器505(圖中沒有顯示)的理想速度曲線信息。
在一個實施例中，X軸定位和速度信息是從介質(zhì)116上單個磁信號中得到的。在這個實施例中，構成X軸格雷編碼的信號沿每個伺服軌道相互間隔預定的距離。所以，每個伺服軌道在X軸相同的位置處包含有相同的X軸定位和速度信息。X軸定位和速度信息沿X軸鄰接地寫入。結果，當伺服磁頭120i沿X軸移動時，X軸定位和速度信息被伺服磁頭120i讀取，即伺服磁頭120i同時沿介質(zhì)116的Y軸移動。換句話說，X軸定位和速度信息是以相位一致的方式寫下來的。
然而，伺服磁頭120i在它沿X軸擺動過程中，隨著它接近軌道的兩個端點，伺服磁頭120i的速度下降。當伺服磁頭120i的速度低于臨界速度時，伺服磁頭120i不能從伺服軌道上讀取任何信息。此時，伺服方式解調(diào)器501失去識別能力(“失盲”)，所以不提供有意義的輸出。結果，在解調(diào)器501失去識別能力的時間內(nèi)，速度曲線發(fā)生器不能從定位塊531中接受有意義的信息。伺服磁頭120i沿X軸的速度在這一段時間里作為時間的函數(shù)來估算。為進行這種估算，在解調(diào)器501開始失去識別能力時向速度曲線發(fā)生器533提供定時輸入550。速度曲線發(fā)生器533于是輸出一個預先確定的速度信號，它是定時輸入550的函數(shù)，并且建立于圖25c所示磁頭陣列102的預定速度和時間關系曲線上。
所以，速度曲線發(fā)生器533在伺服磁頭120i的整個運動范圍內(nèi)提供所需的速度信號。速度曲線發(fā)生器533產(chǎn)生的所需速度信號供到節(jié)點535。
估算塊537向節(jié)點535提供一個代表實際估算速度的信號。估算塊537接受來自伺服方式解調(diào)器塊501、補償塊539和速度測量塊543和547的輸入信息。估算塊539從這些輸入信息中計算速度的實際估算值。估算塊537是個動態(tài)系統(tǒng)，它可以軟件或硬件方式存在，它的狀態(tài)變量是對其它可視動態(tài)系統(tǒng)的估算。估算塊537非常有用，因為有益的狀態(tài)變量的直接測量是困難的或花費高的。即使可以進行直接測量，估算也可能是優(yōu)先的選擇，因為測量傳感器和電路所產(chǎn)生的誤差可能比估算這些變量的誤差還要大。在一個實施例中，估算塊537起卡爾門(Kalman)濾波器的作用?？栭T濾波器是一種狀態(tài)估算器，它是根據(jù)過程噪音和觀測噪音進行優(yōu)化的。
正如前面所介紹的，伺服方式解調(diào)器501提供伺服磁頭120i沿X軸的實際速度。這個速度信息十分可靠。然而，這種信息僅在伺服磁頭120i移動速度高于臨界速度并且從伺服軌道上讀取信息時(也就是，在軌道中間)才能得到。當能從伺服方式解調(diào)器501中得到速度信息時，估算塊537主要依靠該速度信息來估算實際速度值。
然而，當伺服磁頭120i的移動速度低于臨界速度時(也就是，接近軌道的端點)，伺服方式解調(diào)器501不提供有意義的輸出。在此“失盲”期間，估算塊537依靠速度測量塊543和547以及補償塊539的輸出來確定速度估算值。補償塊539和速度測量塊543和547按下述方式進行操作。
X軸電機108-109通過可變增益放大器541和開關532和534交替接受來自補償塊539的驅(qū)動信號。這些驅(qū)動信號分別向X軸電機108和109中的X軸線圈302和303提供電流(見圖2，18a-18b)。在可變增益放大器541為X軸電機108提供電流時，開關551和552是關閉的(開關553和554是打開的)。此時，X軸電機109中沒有電流。然而，因為X軸電機108在移動磁頭陣列102(見圖14a)，X軸電機109的線圈303移過X軸電機109中永久磁鐵產(chǎn)生的磁場。這種運動使X軸電機109起發(fā)電機的作用。結果，X軸電機109的線圈303中感應出一個電壓，該電壓和伺服磁頭120i沿X軸的速度成正比。線速度(v)和感應電壓(emf)之間的關系可以用下式來表示emf＝Kb×v其中，kb是反向感應電動勢emf的常數(shù)。該常數(shù)kb和X軸電機的力常數(shù)(伏特/(米/秒))相等，它可以通過實驗來測量。感應電壓543用速度測量塊537來測值，它通過開關551向估算塊537提供輸出信號。補償塊539的輸出信號也供到估算塊537。
在可變增益放大器541為X軸電機109提供電流時，開關553和554是關閉的(開關551和552是打開的)。此時，X軸電機109提供移動磁頭陣列102所需的力，X軸電機108起發(fā)電機的作用。另外，此時補償塊539和速度測量塊547(它提供與X軸電機108中線圈302的速度成正比的電壓)向估算塊537提供輸入信號。
所以，在伺服磁頭120i整個運動范圍內(nèi)，伺服方式解調(diào)器501和速度測量塊543和547向估算塊537提供測量速度信息。當伺服磁頭120i的速度低于臨界電壓而不能讀取伺服信息時，估算塊537依靠這個測量速度信息，來產(chǎn)生其估算速度輸出信號。
用從節(jié)點535處速度曲線發(fā)生器533的理想速度輸出信號去減估算塊537的估算速度輸出信號。實際速度和理想速度的差值被提供到補償塊539中。補償塊539中包括一個微處理器，它能產(chǎn)生一個控制可變增益放大器541的增值的輸出信號。可變增益放大器的輸出信號供給X軸電機108-109，而適當調(diào)節(jié)伺服磁頭120i(以及磁頭120a-h)沿X軸的速度。
開關551-554由開關控制塊549來控制。開關控制塊549接受來自伺服方式解調(diào)器501，X軸定位塊531、估算塊537、速度測量塊543和547以及定時輸入550的輸入信號。在本發(fā)明的一個實施例中，開關控制塊549關上開關551和552，打開開關553和554，從而將來自可變增益放大器541的驅(qū)動信號在對X軸電機109進行速度測量的同時供給X軸電機108。當開關控制塊549接受到來自X軸定位塊531的一個表示伺服磁頭120i已經(jīng)過伺服軌道X軸中心(也就是，伺服磁頭已經(jīng)沿X軸移過伺服軌道一半寬度)的信號時，開關控制塊549打開開關551和552，關上開關553和554，從而將來自可變增益放大器541的驅(qū)動信號在對X軸電機108進行速度測量的同時供給X軸電機109。在另一個實施例中，可利用開關控制塊549的其它輸入信號根據(jù)其它算法來控制開關。
圖29b是用于控制X軸電機108-109工作頻率的相位鎖定回路557的方框圖。補償模塊539的輸出通過設定放大器541的增益來控制可變增益放大器541輸出電壓值。利用主機微控制器505；相位比較器580；回路補償塊581；電壓控制振蕩器(VCO)582；電壓傳感器584和電流傳感器585，來控制驅(qū)動X軸電機108-109的頻率。為此，電壓傳感器584檢測可變增益放大器541的輸出電壓，并將該電壓供給相位比較器580。同樣，電流傳感器585檢測X軸電機108或109的線圈中的電流，檢測哪一個取決于當前哪一個X軸電機正在接受來自可變增益放大器541的輸出。所以，開關552和556同時開和關，開關553和555同時開和關。電流傳感器585的輸出信號供給相位比較器580。相位比較器580確定電壓傳感器584和電流傳感器585的輸出信號間的相位差。這個相位差和X軸電機108(或X軸電機109)的驅(qū)動頻率與共振頻率之間的差值成正比。因為X軸電機108和109每個都近似于一個第二指令系統(tǒng)(second order system)，當X軸電機108或109以共振頻率工作時，相位差為零。當相位鎖定回路被鎖定時(也就是，相位差與相位差的一次和二次導數(shù)為0)，相位比較器580向主機微控制器505提供一個表示該狀態(tài)的信號，相位比較器580的輸出是一DC信號，它代表實際的相位差。該輸出信號供到回路補償塊581中。循環(huán)補償塊581還接受來自主機微控制器505的相位偏置輸入信號。相位偏置輸入信號代表一個理想相位差?；芈费a償塊581比較實際相位差和理想相位差。如果理想相位差和實際相位差之間存在著差異，回路補償塊581使用一種算法來產(chǎn)生一個代表這種差異的DC信號。該DC信號提供到VCO 582中。這種DC信號使VCO 582所產(chǎn)生的信號頻率要么增加要么減小，這要取決于實際相位差與理想相位差相比是超前還是滯后。用這種方法，VCO 582的輸出頻率追蹤X軸電機108和109的共振頻率。圖29b所示的電路追蹤X軸電機108和109的共振頻率的變化，這主要是因為不同的X軸電機之間存在制造偏差。X軸電機108和109的共振頻率在X軸電機108和109的工作過程中因溫度的變化也會發(fā)生變化，圖29b所示回路也追蹤這種共振頻率的變化。
主機微控制器505接受來自X軸定位塊531和估算塊537(見圖29a)的輸入信號。來自X軸定位塊531的信息代表伺服磁頭120i沿伺服軌道的X軸位置。來自估算塊537的信號代表伺服磁頭120i的實際速度。當來自X軸定位塊531的信號表示伺服磁頭正處在某一具體點(例如，伺服軌道沿X軸的中點)，主機微控制器505取樣來自估算塊537的估算速度信號。如果估算速度信號比該具體點的期望速度值高或低，主機微控制器可以改變提供到回路補償塊581的相位偏置輸入信號，所以改變了VCO 582的輸出頻率，調(diào)節(jié)了X軸電機108和109的速度。主機微控制器505還可以通過向可變增益放大器541中加入不同速度曲線來改變可變增益放大器541的增益，從而改變驅(qū)動信號的幅值。
圖29b還顯示了一個可選限位傳感器583。限位傳感器583代表用于保證擺動振幅不超過預期值的電容、電感或光導開關。當振幅超過預期值時，限位傳感器583限制了可變增益放大器的輸出信號。這種狀況也通過信號傳送到主機微控制器505中。
圖29a和29b所示的方塊相互作用，來控制X軸電機108-109。正如前面所介紹的，主機微控制器505可以通過改變它提供給補償塊581的相位偏置輸入信號，來控制可變增益放大器541的輸出頻率。另外，主機微控制器505還可以改變提供給速度曲線發(fā)生器533的理想速度曲線，所以，增大了由節(jié)點535經(jīng)過補償模塊539提供到可變增益放大器541的誤差信號。
伺服寫入本發(fā)明另外一個優(yōu)點是專用伺服條369可以在存儲模塊裝配以后再寫入信息。圖30是用于寫伺服條369的激光干涉儀561的軸測圖。要寫伺服條369，激光器560固定在離存儲模塊100有一定距離處。激光束562沿Y軸通過分光儀568和固定殼座238前面的開孔564而投射到制作在磁頭陣列組件102前面的格柵566上。激光束562從格柵566上反射回來，經(jīng)過分光儀568投射到檢測儀570上。格柵566上有相間的條碼，以便磁頭陣列沿X軸的位置可以通過檢測儀接受到的光束來確定。磁頭陣列308的Y軸位置用標準的干涉方法來確定，其中激光干涉儀560和格柵566之間的距離是根據(jù)檢測儀570接受到的反射光束的相位來確定的。用這種方式，當伺服磁頭在介質(zhì)上移動時，控制電路572(其連接于檢測儀570)可以確定伺服磁頭的X軸和Y軸坐標。使用這個信息，控制電路570向伺服磁頭120i提供合適的信號，而沿伺服軌道寫入適當?shù)乃欧畔?。伺服條被書寫以后，開孔564就被密封起來。記憶裝置包括數(shù)據(jù)軌道的物理和邏輯格式化，可以和書寫伺服軌道同時進行。在另一個實施例中，用反射層代替了格柵。在這個實施例中，X軸位置是通過給定微控制器的頻率和磁頭陣列組件102的固有振動頻率，由控制電路確定的。因為伺服書寫是在本機上書寫的，所以伺服軌道的位置和用其它裝置進行專用伺服書寫相比，從本質(zhì)上講更加精確。這種精度的提高允許沿Y軸有更高的軌道密度。
另一個實施例圖31是本發(fā)明存儲模塊另一實施例的軸測圖。在存儲模塊1000中，磁頭陣列組件1020(和磁頭陣列102相似)固定在固定殼座2380上，介質(zhì)1160通過Y軸電機1120進行移動，從而沿Y軸在介質(zhì)1160和磁頭1200a-i之間形成相對運動。
圖32是Y軸電機1120的支架2017的軸測圖。圖33是固定在支架2017之上的滾子1130a-1130b、1140a-1140b、1150a-1150b和Y軸線圈2120a-2120c的軸測圖。圖34是支架2017、滾子1130a、1140a-1140b和1150a-1150b、定位于導桿2060和2070上的Y軸線圈2120a-2120b、上磁極2100a-2100b和中磁極2110a-2110b的軸測圖。圖35是導桿2060、中磁極2110a、上磁極2100a和Y軸線圈2120a的剖視圖。導桿2060固定在中磁極2110a上的一個槽中。永久磁鐵(圖中沒有顯示)位于上磁極2100a和中磁極2110a之間以及上磁極2100b和中磁極2110b之間。導桿2070沿X軸可以移動，并對著導滾1130a-1130b進行預加載。圖36是安裝在支架2017之上的介質(zhì)1160的軸測圖。存儲模塊1000的Y軸電機1120和存儲模塊100的Y軸電機112的操作方式類似。所以，Y軸線圈2120a-c中的電流和磁極2100a與2110a以及2100b與2110b之間的磁場相互作用，產(chǎn)生一個沿Y軸移動介質(zhì)1160的力。
正如圖36所示，介質(zhì)1160的反面1161也可以利用。在這種實施例中，另一個磁頭陣列組件(圖中沒有顯示)安裝在處于磁頭陣列組件1020之下的固定殼座2380的下面，所以，該增設的磁頭陣列組件可以在介質(zhì)1160的一側(cè)1161訪問或存儲信息。
盡管是參考特殊實施例對本發(fā)明進行了介紹，這些介紹僅僅為了說明方便，并不能解釋為是限制本發(fā)明的范圍。例如，磁頭和介質(zhì)之間的相對運動可以用多種其它方式來實現(xiàn)。正如前面所介紹的，可以通過移動介質(zhì)而不是托架組件，從而實現(xiàn)磁頭和介質(zhì)沿Y軸的相對運動。另外，可以是介質(zhì)而不是磁頭陣列組件沿X軸擺動，而實現(xiàn)磁頭和介質(zhì)沿X軸的相對運動。
另外，通過在固定介質(zhì)116上給磁頭設置一個預先確定的距離可實現(xiàn)非接觸型記錄。在一個實施例中，它是通過在介質(zhì)116的兩側(cè)形成兩個支承條來完成的。圖37是放置在支承條581-582上的一種磁頭陣列580的側(cè)視圖，所以，在介質(zhì)116上為磁頭583a-i隔開了預先確定的距離。支承條581-582是由耐磨材料制成的，如類似于金鋼石的碳。在一個實施例中，介質(zhì)到磁頭的間隔設置為大約3微英寸。該距離大約和標準溫度和壓力(考慮到布朗運動)下空氣分子的有效直徑相等。對3微英寸磁頭和介質(zhì)間隔，空氣分子是不可壓縮的。
圖38是使用兩套磁頭586a和586b來訪問兩個介質(zhì)587a和587b的一種磁頭陣列585的端視圖。在這個實施例中，同一撓臂(圖中沒有顯示)同時驅(qū)動相對的兩套磁頭586a-586b。
圖39是本發(fā)明另一實施例的軸測圖，其中使用了柔性介質(zhì)590代替介質(zhì)116。這種修改允許使用滾子型機構591將長形磁介質(zhì)590安裝在托架組件592下面。
本發(fā)明經(jīng)過修改還可以使用磁存儲以外的存儲技術。圖40是使用光讀/寫技術的存儲模塊605的軸測圖。光讀/寫頭是位于光介質(zhì)601的一側(cè)，光檢測器602位于光介質(zhì)601的另一側(cè)。介質(zhì)電機603沿X軸擺動介質(zhì)601，Y軸電機604沿Y軸移動讀/寫頭600和光檢測器602。
在另一個實施例中，介質(zhì)上的軌道是沿Y軸取向的。圖41是存儲模塊614的軸測圖，其介質(zhì)611上的軌道是沿Y軸方向的。Y軸電機610沿介質(zhì)611的Y軸移動磁頭615a-b，從而在Y軸軌道612上讀或?qū)懶畔?。達到Y軸軌道612的端點時，磁頭615a-i由X軸電機613移動一個很小的距離到下一個Y軸軌道。Y軸軌道612可以是曲線型、直線型或弧型，這取決于Y軸電機610的特性。
另外，本發(fā)明還考慮到另一相對于介質(zhì)沿X軸的擺動磁頭的裝置。圖42a是磁頭陣列1010的側(cè)視圖，它按線性方法沿X軸擺動磁頭1001-1009。圖42b是磁頭陣列1010的軸測圖。在這個實施例中，磁頭陣列1010的結構中帶有兩個平行的導桿1011和1012以及磁頭1001-1009。滾動軸承1013a-1013f按一定的角度成對排列，通常是導桿1012上的兩對軸承1013a-1013b和1013c-1013d以及另一個導桿1011上的一對軸承1013e-1013f，軸承1013a-1013f的軸和導桿1011-1012垂直。這就允許磁頭陣列1010沿X軸移動。滾動軸承1013e-1013f的軸連接在支架上，該軸承相對于該支架產(chǎn)生受導引的直線運動。
圖42c是可用于驅(qū)動磁頭陣列1010的音圈電機721的示意圖。音圈電機721和前面介紹的X軸電機108-109相似。音圈電機721包括回程杯體723；永久磁鐵723；磁極725和線圈726。連接桿720將線圈726連接到磁頭陣列1010上，并向磁頭陣列1010傳遞音圈電機721產(chǎn)生的擺動力。磁頭陣列1010還和傳感元件722連接，它可以檢測磁頭陣列1010的速度。傳感元件提供用于控制電機721的速度和頻率的速度反饋信號。在一個實施例中，傳感元件722和X軸電機109類似。
圖42d是用于減小擺動磁頭陣列1010所需外部能量的彈簧元件901-902。彈簧元件901-902是固定壓縮塊，它們作成貼近地容放磁頭陣列1010。當磁頭陣列靠近彈簧元件902時，在這兩個元件之間的空氣被壓縮。該壓縮空氣提供一個力，用于改變磁頭陣列1010的運動方向。彈簧元件901工作方式相同。這種“空氣彈簧”減少了用于改變磁頭陣列1010方向所需的外部能量。
在本發(fā)明的另一個實施例中，磁頭往返運動的軸線不和介質(zhì)的Y軸垂直。圖43和44分別是磁頭4501-4504和4601-4604沿軸4500和4600往返運動的示意圖。在圖43中，包括磁頭4501-4504的磁頭桿4506和介質(zhì)4516的X軸對準。然而，磁頭桿4506沿軸4500往返運動，而從沿圖中所示介質(zhì)4516的軌道移動磁頭4501-4504。沿介質(zhì)4516的Y軸進行軌道間的運動。因此，數(shù)據(jù)條，如數(shù)據(jù)條4510，沿Y軸對準。數(shù)據(jù)條間的軌道和軸4500平行。
在圖44中，包括磁頭4601-4604的磁頭桿4606與軸4600對準。磁頭桿4606沿軸4600往返運動，從而沿圖中所示介質(zhì)4616上的軌道移動磁頭4601-4604。沿介質(zhì)4616的Y軸進行軌道間的運動。因此，數(shù)據(jù)條，如數(shù)據(jù)條4610，沿Y軸對準。數(shù)據(jù)條中的軌道和軸4600平行。因為磁頭桿4606相對于介質(zhì)4616的X軸呈一定的角度，相鄰的數(shù)據(jù)條，如數(shù)據(jù)條4610和4611，沿Y軸相互錯開距離4612。圖43和44所示的實施例在需要較長的軌道應用場合中非常理想。
可以由本領域的技術人員，在不脫離后附權利要求所限定的本發(fā)明范疇的前提下，進行其它的修改或組合。
權利要求
1.一種存儲模塊，包括一個存儲介質(zhì)，具有一相對于X軸和Y軸布置的存儲區(qū)域，上述X軸垂直于上述Y軸，上述介質(zhì)在由上述X軸和Y軸確定的平面內(nèi)基本上是平的；一個讀/寫頭，它位于臨近上述介質(zhì)的位置；一個X軸電機，它在上述讀/寫頭和介質(zhì)之間沿X軸方向產(chǎn)生線性往返運動；一個Y軸電機，它在上述讀/寫頭和上述介質(zhì)之間沿Y軸方向產(chǎn)生線性運動，其中，當上述讀/寫頭沿上述X軸跨越上述介質(zhì)移動時，它在上述介質(zhì)上存儲或訪問信息。
2.如權利要求1所述的存儲模塊，其中，上述讀/寫頭在上述介質(zhì)上進行信息存儲和訪問時，上述讀/寫頭保持與上述介質(zhì)接觸。
3.如權利要求1所述的存儲模塊，其中，上述X軸電機和上述讀/寫頭連接，從而使上述讀/寫頭經(jīng)受大致呈直線的往返運動。
4.如權利要求1所述的存儲模塊，其中，上述X軸電機與上述介質(zhì)連接，從而使上述介質(zhì)經(jīng)歷大致呈直線的往返運動。
5.如權利要求1所述的存儲模塊，其中，上述Y軸電機和上述讀/寫頭連接，從而使上述讀/寫頭沿Y軸經(jīng)歷上述直線運動。
6.如權利要求1所述的存儲模塊，其中，上述Y軸電機和上述介質(zhì)連接，從而使上述介質(zhì)沿Y軸經(jīng)歷上述直線運動。
7.如權利要求1所述的存儲模塊，其中，上述介質(zhì)是正方形或矩形的。
8.如權利要求1所述的存儲模塊，還包括一個和上述讀/寫頭相連接的伺服頭，其中，上述伺服頭和讀/寫頭同時沿著上述X軸和Y軸運動，當上述伺服頭沿上述X軸跨越上述介質(zhì)移動時，上述伺服頭從上述介質(zhì)上讀取伺服信息。
9.如權利要求8所述的存儲模塊，其中，上述伺服信息用于控制上述X軸電機和上述Y軸電機。
10.如權利要求8所述的存儲模塊，其中，上述讀/寫頭和上述伺服頭制作成一個讀/寫頭陣列。
11.如權利要求1所述的存儲模塊，還包括一個托架，它和上述X軸電機連接；兩個或多個撓臂，它們和上述X軸垂直設置，每個撓臂有一個固定端和一個往返運動端，其中，上述每個撓臂的固定端和上述托架連接，上述每個撓臂的往返運動端和上述X軸電機連接；一個支撐桿，它和上述每個撓臂的往返運動端連接；一個讀/寫頭陣列，它包括上述讀/寫頭，上述讀/寫頭陣列和上述支撐桿連接，從而使上述讀/寫頭陣列與上述X軸平行。
12.如權利要求11所述的存儲模塊，其中，上述撓臂和上述支撐桿是一個整體結構，它們是由同一整片材料折疊而成。
13.如權利要求11所述的存儲模塊，它還包括停車機構，它在上述存儲模塊不工作時，從上述介質(zhì)上提升上述讀/寫頭陣列。
14.如權利要求1所述的存儲模塊，其中，當上述讀/寫頭沿上述X軸的一個方向跨越上述介質(zhì)移動時，上述讀/寫頭在上述介質(zhì)上存儲或訪問信息。
15.如權利要求1所述的存儲模塊，其中，當上述讀/寫頭沿上述X軸的兩個方向跨越上述介質(zhì)移動時，上述讀/寫頭在上述介質(zhì)上存儲或訪問信息。
16.一種存儲模塊包括一個存儲介質(zhì)，它具有一相對于一X軸和一Y軸布置的存儲區(qū)域，上述X軸垂直于上述Y軸，上述介質(zhì)在由上述X軸和Y軸確定的平面內(nèi)基本上是平的；多個讀/寫頭，它們位于臨近上述介質(zhì)的位置；一個X軸電機，它在上述讀/寫頭和介質(zhì)之間沿上述平面的一個第一軸產(chǎn)生大致呈直線的往返運動；一個Y軸電機，它在上述讀/寫頭和介質(zhì)之間沿上述Y軸方向產(chǎn)生直線運動；其中，當上述讀/寫頭沿上述一個第一軸跨越上述介質(zhì)移動時，它在上述介質(zhì)上存儲或訪問信息。
17.如權利要求16所述的存儲模塊，其中，上述第一軸與上述X軸不平行。
18.如權利要求16所述的存儲模塊，其中，上述第一軸和上述X軸平行。
19.如權利要求16所述的存儲模塊，還包括一個讀/寫頭陣列，它保持所述多個讀/寫頭共線排列。
20.如權利要求16所述的存儲模塊，其中，上述讀/寫頭平行操作，而在上述介質(zhì)上存儲或訪問信息。
21.如權利要求20所述的存儲模塊，其中，上述多個讀/寫頭的每一個同時在介質(zhì)上存儲或訪問一個字節(jié)的一個比特。
22.如權利要求16所述的存儲模塊，其中，上述多個讀/寫頭依次在介質(zhì)上存儲或訪問信息。
23.一種存儲和訪問信息的介質(zhì)，包括一個存儲區(qū)域，它相對于X軸和Y軸布置，其中，上述X軸和上述Y軸垂直，上述介質(zhì)在上述X軸和Y軸所形成的平面內(nèi)基本上是平的；一個或多個數(shù)據(jù)條，上述一個或多個數(shù)據(jù)條中的每一個沿上述X軸有一定的寬度，沿上述Y軸有一定的長度，其中，上述一個或多個數(shù)據(jù)條中的每一個包含多個基本上呈直線的數(shù)據(jù)軌道，每個數(shù)據(jù)軌道都和上述平面內(nèi)的一個第一軸平行；一個伺服條，它沿上述X軸有一定的寬度，沿上述Y軸有一定的長度，其中，上述伺服條包括多個基本上呈直線的伺服軌道，每個伺服軌道都和上述第一軸平行。
24.如權利要求23所述的介質(zhì)，其中，上述介質(zhì)是方形或矩形的。
25.如權利要求23所述的介質(zhì)，其中，上述第一個軸和上述X軸平行。
26.如權利要求23所述的介質(zhì)，其中，上述第一個軸和上述X軸不平行。
27.如權利要求23所述的介質(zhì)，其中，上述多個數(shù)據(jù)軌道的長度相同。
28.如權利要求23所述的介質(zhì)，其中，多個伺服軌道的長度相同。
29.如權利要求23所述的介質(zhì)，其中，上述一個或多個數(shù)據(jù)條和上述伺服條中每個均沿X軸彼此間隔開。
30.一種存儲模塊，包括一種用來存儲信息的存儲介質(zhì)，它具有一相對于X軸和Y軸布置的存儲區(qū)域，其中上述Y軸垂直于上述X軸；一個托架組件，它用于將多個讀/寫頭定位在上述介質(zhì)上；一個X軸電機，它沿上述X軸產(chǎn)生大致呈直線的往返運動；一個Y軸電機，它沿上述Y軸直線移動上述托架組件，其中，當上述讀/寫頭沿上述X軸移動時，存儲模塊在上述介質(zhì)上存儲或訪問信息。
31.一種讀/寫頭陣列組件，它用于向讀/寫頭陣列傳遞往返運動力，并且在上述往返運動力導致上述讀/寫頭陣列在上述介質(zhì)上擺動時，保持上述讀/寫頭陣列和上述介質(zhì)之間相接觸，上述讀/寫頭陣列組件包括一個支撐桿，用于接受上述往返運動力；一個撓簧，用于連接上述支撐桿和上述讀/寫頭陣列，其中，上述撓簧將往返運動力從上述支撐桿傳遞到上述讀/寫頭陣列中，上述撓簧還施加一個力壓住上述讀/寫頭陣列使其和上述介質(zhì)接觸。
32.如權利要求31所述的讀/寫頭陣列，其中，上述撓簧包括一個線型彈簧，它交互地連接上述讀/寫頭陣列和上述支撐桿。
33.如權利要求31所述的讀/寫頭陣列組件，其中，上述撓簧還包括多個交叉彈簧，其中每個交叉彈簧都和上述支撐桿和上述讀/寫頭陣列連接，每個交叉彈簧在上述支撐桿和上述讀/寫頭陣列之間呈“X”形狀。
34.一種Y軸電機，包括一個上磁極，它包括一第一端和一第二端；一個中磁極，它包括一第一端和一第二端；一第一永久磁鐵，它包括一個N極和一個S極。上述第一永久磁鐵的N極和上述上磁極的上述第一端接觸，上述第一永久磁鐵的S極和上述中磁極的上述第一端接觸；一個第二永久磁鐵，它包括一個N極和一個S極，上述第二永久磁鐵的N極和上述上磁極的上述第二端接觸，上述第二永久磁鐵的S極和上述中磁極的上述第二端接觸，從而，在上述上磁極和中磁極之間建立起了一個第一磁場；一個Y軸線圈，它的大小緊密環(huán)繞在上述中磁極上；一個托架組件，它支撐著環(huán)繞在上述中磁極上的上述Y軸線圈，并允許Y軸線圈沿上述中磁極移動；從而，當向上述Y軸線圈提供一個電流時，它產(chǎn)生一個力，使上述Y軸線圈沿上述中磁極移動。
35.如權利要求34所述的Y軸電機，其中，上述托架組件還包括一個讀/寫頭，當上述Y軸線圈沿上述中磁極移動時，該讀/寫頭隨之移動。
36.如權利要求34所述的Y軸電機，還包括一個第一卡夾，它套在上述上磁極的第一端和上述下磁極的第一端之上；一個第二卡夾，它套在上述上磁極的第二端和上述下磁極的第二端之上，從而，上述第一卡夾和第二卡夾夾持住上述上磁極和下磁極，使其與上述第一個和第二個永久磁鐵相接觸。
37.一個線性致動器，包括一個平行于Y軸設置的第一導桿；一個平行于上述Y軸設置的第二導桿，上述第一導桿和第二導桿在一第一平面內(nèi)；一個第一導滾，它包括一個軸和一個槽，上述第一導滾上的槽位于上述第一導桿上，上述第一導滾的軸和上述托架連接；一個第二導滾，它有一個軸和一個槽，所述第二導滾的槽位于所述第二導桿上，所述第二導滾的軸和所述托架連接；一個第三導滾，它包括一個軸和一個槽，上述第三導滾上的槽位于上述第二導桿上，上述第三導滾的軸和上述托架連接。其中，上述第一、第二和第三導滾相對于上述第一平面成一定的角度。
38.如權利要求37所述的線性致動器，其中，上述第一、第二和第三導滾的槽基本上呈V形，從而，每個槽和相應的導桿相切于兩點。
39.如權利要求37所述的線性致動器，其中，上述第一導滾位于上述第二導滾和第三導滾沿Y軸方向的中間位置。
40.如權利要求37所述的線性致動器，其中，上述第一導滾和一個預載彈簧連接，其中，該預載彈簧產(chǎn)生一個力，使上述第一導滾上的槽保持在上述第一導桿上。
41.如權利要求37所述的線性致動器，其中，上述托架還包括一個托架元件，其中，上述第二導滾的軸和上述第三導滾的軸固定在上述托架元件上；一個自由浮動滾子座，其中，上述第一導滾的軸固定在上述滾子座上；和一個預載彈簧，它將上述滾子座連接于上述托架元件。
42.如權利要求41所述的線性致動器，其中，上述托架元件還包括一個翼片，它靠近上述滾子座，上述翼片防止上述滾子座脫離上述第一導桿。
43.一種感應磁頭，包括一個第一磁極，它具有一個磁極端和一個上板部，上述第一磁極的磁極端基本上和一個第一平面平行，上述第一磁極的上板部基本上平行于一個第二平面；一個第二磁極，它包含一個磁極端和一個下板部，上述第二磁極的磁極端基本上和上述第一平面平行，上述第二磁極的下板部基本上平行于上述第二平面；上述第一平面垂直于上述第二平面，其中一感應間隙形成于上述第一磁極的磁極端和上述第二磁極的磁極端之間。
44.一種磁頭陣列，包括一個基底，它有一個上表面，一個下表面和一個側(cè)面；一個平面薄膜磁頭，它制作在上述基底的下表面上，上述平面薄膜磁頭有一個線圈；以及位于上述基底上的導線，上述導線在上述基底的下表面和上述線圈連接，上述導線從上述基底的下表面延伸到上述基底的側(cè)面。
45.如權利要求44所述的磁頭陣列，其中，上述導線還從上述基底的側(cè)面延伸到上述基底的上表面。
46.一種磁頭陣列，包括一個基底，它包含一個上表面，一個下表面和一個側(cè)面；一個磁頭，它制作在上述基底的側(cè)面上，上述磁頭有一個磁極端，它延伸到上述基底的下表面，上述磁頭還有一個線圈；以及位于上述基底上的導線，上述導線在上述基底的側(cè)面和上述線圈連接，上述導線從上述基底的側(cè)面延伸到上述基底的上表面。
47.一種用于將多個磁頭定位于一磁性介質(zhì)表面之上的磁頭陣列，它包括一個基底，它沿一X軸有一定的長度；多個磁頭，它們制作在上述基底上，上述每個磁頭都有一個間隙，其中，上述磁頭與上述基底的X軸共線，上述每個磁頭的間隙和X軸垂直。
48.如權利要求47所述的磁頭陣列，還包括多個橫槽，它們部分地穿過所述基底，所述各槽位于所述各磁頭之間。
49.如權利要求47所述的磁頭陣列，還包括一個沿上述基底的X軸延伸的縱槽。
50.如權利要求47所述的磁頭陣列，至少還包括一個前置放大器，它和上述磁頭連接，其中，上述至少一個前置放大器是制作在上述基底上的。
51.一種用于將多個磁頭定位于磁性介質(zhì)表面之上的磁頭陣列，它包括一個半導體基底；多個磁頭，它們制作在上述基底上；以及至少一個前置放大器，它和上述磁頭連接，上述前置放大器是制作在上述基底上的。
52.一種連接一可動托架和一導桿的導滾，它包括一個內(nèi)圈；一個外圈；一組滾珠軸承，它們位于上述內(nèi)圈和外圈之間的一個槽內(nèi)，其中上述槽相對于上述滾珠軸承的中心所形成的一平面是不對稱的。
53.一種X軸電機，包括一個帶有中心軸的中空X軸線圈；一個導磁鐵心，它有一個開口端和一個封閉端，上述開口端有一個磁極部和一個杯形部，磁極部位于上述中空X軸線圈中，杯形部橫向圍繞上述中空線圈，從而，當電流供到上述X軸線圈中時，上述X軸線圈沿著上述中心軸移動。
54.一種記錄介質(zhì)，包括一個存儲區(qū)域，它相對于沿X軸和Y軸布置，其中X軸垂直于Y軸；多個相同長度的伺服軌道，每個上述伺服軌道都和X軸平行，其中上述多個伺服軌道沿Y軸對準，形成一個矩形伺服條；其中，每個伺服軌道包括相同個數(shù)的沿X軸的X軸速度伺服信號，從而，在伺服條上面相對于X軸和Y軸相對運動的伺服頭，不管上述相對于Y軸的運動怎樣，均會讀取上述X軸速度伺服信號。
55.一種將一伺服頭定位于一介質(zhì)的伺服條上的方法，上述介質(zhì)有一沿X軸和Y軸布置的存儲區(qū)域，上述Y軸和上述X軸垂直，上述伺服條包括多個基本上呈直線的伺服軌道，每個基本上呈直線的伺服軌道都和X軸平行，上述方法包括以下各步沿上述X軸移動伺服頭，以在上述的一個伺服軌道上讀取伺服信息，上述伺服信息代表上述伺服頭沿上述Y軸的實際位置；產(chǎn)生一個代表伺服頭沿上述Y軸的實際位置的第一信號；產(chǎn)生一個代表伺服磁頭沿上述Y軸的理想位置的第二信號；根據(jù)上述第一和第二信號產(chǎn)生一個輸出信號，其中上述輸出信號將伺服頭從沿Y軸的實際位置移到沿Y軸的理想位置。
56.如權利要求55所述的方法，還包括下面各步產(chǎn)生一個反饋信號，它代表伺服頭沿Y軸的實際位置和沿Y軸的理想位置之間的距離；以及使用上述反饋信號來控制伺服頭沿Y軸的速度。
57.如權利要求56所述的方法，其中，伺服頭的速度隨著伺服磁頭沿Y軸的實際位置和沿Y軸的理想位置之間的距離減小而減小。
58.如權利要求56所述的方法，其中反饋信號是由一個光傳感器產(chǎn)生的。
59.一種將一伺服頭定位于一介質(zhì)的伺服軌道上的方法，上述介質(zhì)有一相對于X軸和Y軸布置的存儲區(qū)域，上述Y軸垂直于上述X軸，伺服軌道平行于X軸，上述方法包括以下各步沿上述X軸移動伺服頭，在上述伺服軌道上讀取對中信息，上述對中信息包括上述介質(zhì)上的第一條帶和第二條帶，上述第一條帶和第二條都平行于X軸，從而，上述伺服頭接收的一第一信號和伺服頭處在第一條帶上的部分成正比，上述伺服頭接收的一第二信號和伺服頭在第二條帶上的部分成正比；產(chǎn)生一個反映上述第一信號和第二信號之間差值的第三信號；使用上述第三信號，將伺服頭沿著上述Y軸移到伺服軌道的中心。
60.一種控制伺服頭速度的方法，上述伺服磁頭在介質(zhì)上作線性運動，上述介質(zhì)有一相對于X軸布置的存儲區(qū)域，上述伺服軌道平行于上述X軸，上述方法包括以下各步產(chǎn)生一個第一信號，它代表伺服頭沿上述X軸的實際速度；產(chǎn)生一個第二信號，它代表伺服頭在上述X軸上的位置；向一速度曲線發(fā)生器提供上述第二信號；在上述速度曲線發(fā)生器中產(chǎn)生一個第三信號，其中上述第三信號代表伺服頭沿X軸的理想速度，上述理想速度對應于伺服頭在X軸的實際位置；以及使用第一信號和第三信號之間的差值來控制伺服頭沿X軸的速度。
61.如權利要求60所述的方法，其中，產(chǎn)生上述第三信號這一步還包括下面各步確定伺服頭的速度何時大于或小于一臨界速度；如果伺服頭的速度大于該臨界速度，在上述伺服軌道上讀取X軸位置信號，確定伺服磁頭沿上述X軸的實際位置；根據(jù)上述X軸位置信號產(chǎn)生上述第二信號；和根據(jù)上述第二信號產(chǎn)生上述第三信號；以及如果伺服磁頭速度小于臨界速度，啟動定時輸入；向速度曲線發(fā)生器提供該定時輸入；根據(jù)上述定時輸入，產(chǎn)生上述第三信號，上述第三信號是預定的速度信號，它是定時輸入的函數(shù)，其中上述預定的速度信號是根據(jù)伺服頭的預期速度曲線來確定的。
62.如權利要求60所述的方法，其中，上述伺服頭通過交替驅(qū)動的兩個X軸電機的帶動作往返運動，其中上述產(chǎn)生第一信號步驟還包括以下各步讀取多個速度信號，它們在上述伺服軌道上相間隔一固定的距離；測量讀取上述每個速度信號之間所用時間；計算代表伺服頭沿上述X軸實際速度的實際速度信號；測量在一個沒有啟動的X軸電機中的感應電壓；由上述感應電壓產(chǎn)生一個第一估算速度信號，上述第一估算速度信號代表伺服頭沿上述X軸的估算速度；以及濾波上述實際速度信號和上述第一估算速度信號，從而產(chǎn)生一個第二估算速度信號。
63.一種用于在一磁性介質(zhì)上的多個基本呈直線的數(shù)據(jù)軌道上存儲和訪問信息的方法，上述磁性介質(zhì)有一相對于一X軸和一Y軸布置的存儲區(qū)域，其中，每個數(shù)據(jù)軌道都和X軸平行，上述方法包括以下各步將一讀/寫頭定位于上述磁介質(zhì)的一個第一個數(shù)據(jù)軌道附近；使上述讀/寫頭沿上述X軸作基本上呈直線的往返運動，從而使上述讀/寫頭沿上述第一個數(shù)據(jù)軌道移動；使上述讀/寫頭在沿上述第一個數(shù)據(jù)軌道移動時，上述第一數(shù)據(jù)軌道上存儲和訪問信息；沿上述Y軸移動上述讀/寫頭，從而使上述讀/寫頭定位于臨近上述磁介質(zhì)上的一個第二個數(shù)據(jù)軌道；使上述讀/寫頭沿上述X軸作基本上呈直線的往返運動，從而使上述讀/寫頭沿上述第二個數(shù)據(jù)軌道移動；使上述讀/寫頭在沿上述第二個數(shù)據(jù)軌道移動時在上述第二數(shù)據(jù)軌道上存儲和訪問信息。
全文摘要
用來在具有X軸和Y軸的平的存儲介質(zhì)(116)上存取信息的方法和裝置。讀/寫頭(120a)設置在靠近介質(zhì)處，X-軸電機(108-109)產(chǎn)生在讀/寫頭和介質(zhì)之間沿介質(zhì)的X軸向的往復的大致線性的運動。Y-軸電機(112)產(chǎn)生在讀/寫頭和介質(zhì)之間沿介質(zhì)的Y軸向的線性運動。當讀/寫頭跨過介質(zhì)的X-軸向運動時，讀/寫頭使得信息存儲在介質(zhì)上或從介質(zhì)上讀取(訪問)信息。讀/寫頭沿著Y-軸向的相對的大致線性運動使磁頭沿介質(zhì)從一個信息軌道運動到另一軌道。讀/寫頭與介質(zhì)之間的相對運動既可以通過讀/寫頭運動來產(chǎn)生，也可以通過介質(zhì)運動來產(chǎn)生。
文檔編號G11B7/14GK1148438SQ95193080
公開日1997年4月23日 申請日期1995年3月13日 優(yōu)先權日1994年3月18日
發(fā)明者A·哈羅德·帕克斯, 詹姆斯·R·W·克里默, 道格拉斯·A·雷姆, 威廉·N·阿爾德里克, 亞支星, 阿爾伯特·S·霍格蘭德, 查夏東 申請人:卡泰西恩數(shù)據(jù)公司