KR100268582B1 - 회전 방지를 위한 자기 헤드 슬라이더 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기록 주행시 공기압 차에 의한 헤드 슬라이더의 회전을 방지하여 기록 능률을 향상시킬 수 있는 자기 헤드 슬라이더 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 회전 방지 기능을 갖는 자기 헤드 슬라이더는 디스크 회전에 의해 발생된 공기가 유입되는 상기 자기 헤드 슬라이더의 전방면에서 디스크의 내측 쪽에 위치한 제1 부분보다 디스크의 외측 쪽에 위치한 제2 부분에서 더 크게 형성된 공기유 통로를 구비한다. 그리고 본 발명에 따른 회전방지 기능을 갖는 자기헤드 슬라이더의 제조방법은 자기 헤드 슬라이더의 기록주행시 발생하는 자기 헤드 슬라이더의 편심량을 자기 헤드 슬라이더의 전방면에서 디스크의 내측에 위치한 부분과 디스크의 외측에 위치한 부분에서 결정하는 제 1단계와; 편심량에 따라 디스크의 내측에 위치한 부분과 디스크의 외측에 위치한 부분에 형성되는 공기유통로의 편심량을 결정하는 제2 단게와, 결정된 공기유통로의 편심량에 따라 공기유통로를 디스크의 내측과 상기 디스크의 외측에 위치한 부분에 차별적으로 형성하는 제3 단계를 포함한다. 중심축을 기준으로 내측보다외측 쪽으로 더 깊게 형성한 공기 유통로를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 자기 헤드 슬라이더는 편심량을 표준화하여 형성된 공기 유통로를 마련하여 기록시 균형을 유지하므로 안정된 기록 능력을 확보할 수 있다.

Description

회전 방지를 위한 자기 헤드 슬라이더 및 그 제조 방법

본 발명은 광자기 기록용 자기 헤드 슬라이더에 관한 것으로, 특히 기록 주행시 공기압 차에 의한 헤드 슬라이더의 회전을 방지하여 기록 능률을 향상시킬 수 있는 자기 헤드 슬라이더 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 개인용 컴퓨터(Personal Computer ; 이하 "PC"라 함)의 대용량 보조기억 장치로서 광자기 디스크(Magneto Optical Disk ; 이하 "MOD"라 함)가 주보조기억 장치로 각광을 받으면서 대용량으로 발전하고 있다. MOD는 일반 하드 디스크(Hard Disk)와는 달리 컴팩트 디스크-롬(Compact Disk-ROM ; CD-ROM)과 같이 착탈식으로 되어 있어 휴대가 가능할 뿐만 아니라 기록이 가능한 장점이 있다. MOD의 기록방식은 하드 디스크와 같이 자계변조 기록방식을 채택하기 때문에 향후 더욱 고밀도화될 추세에 있다. 현재까지 상용화되고 있는 MOD는 컴팩트 디스크(CD)의 사이즈(size)와 같은 120mm 외경의 디스크에 약 650 MB의 정보를 기록/재생할 수 있으며, 향후 6 GB 또는 14 GB 까지 대용량화될 전망이다.

광자기 기록/재생 방식에 있어서, 기록시에는 자기헤드를 이용하여 자계변조를 통한 기록방식을 채택하고 있으며 재생시에는 광-자계 변환특성에 따른 편광각의 변화를 광전소자, 예를 들면 레이저 포토다이오드(Laser Photo Diode)를 이용하여 검출하는 방식을 채택하고 있다. 물론, 기록시에도 상기 광전소자를 사용하여 MOD 표면에 도포된 광자기 재료를 큐리(Curie) 온도까지 가열하여 자성을 소실시키는 과정이 필요하지만, MOD의 정보 기록면을 자화시키므로써 정보를 기록하는 역할은 자기헤드가 하게 된다.

현재까지 상용화되거나 앞으로 출시될 예정인 MOD 드라이버(Driver)에서는 습동형(Sliding Contact Type) 또는 부상형(Flying Type)의 자기헤드 슬라이더(Slider)가 사용된다. 자기헤드가 디스크에 정보를 기록하고자할 때에는 습동형과 부상형 모두가 디스크 외부면에 위치한 헤드가 디스크의 임의의 위치에 착륙(Landing)하여 디스크 표면과 접촉되어야 한다.

이를 상세히 설명하면, 자기헤드가 습동형인 경우 정보기록의 개시시점에서 자기헤드는 디스크의 표면과 접촉되고(Contact Start) 정보기록 완료시점에서 디스크 표면과의 접촉이 종료(Contact Stop)된다. 한편, 자기헤드가 부상형인 경우 정보기록시 자기헤드는 헤드 슬라이더 자체의 관성에 의해 자기헤드가 디스크 표면과 순간적인 접촉을 한 후, 디스크표 면과 헤드표면에 디스크의 상대운동에 따라 형성된 공기막의 압력(Air File Pressure)에 의해 자기 헤드는 디스크 표면으로부터 소정량 만큼 부상한 채 기록을 하게 된다. 이하, 첨부한 도 1 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 광자기 디스크 드라이브에 사용되는 자기 헤드 슬라이더의 서스펜션(Suspension) 장치를 개략적으로 도시한 사시동다.

도 1의 서스펜션 장치는 전기적인 신호를 자기적인 신호로 변환하여 디스크에 정보를 기록하기 위한 헤드 슬라이더(3)가 탄성 스프링 역할을 하는 하중빔(Load Beam, 2)의 끝단부에 탄성굴곡부(4)를 통하여 연결된다. 하중빔(2)은 다른 일단에접합된 장착판(1)을 통해 미도시된 액츄에이터(Actuator)에 장착되고 액츄에이터를 제어하여 헤드 슬라이더(3)가 디스크의 표면에서 반경방향 또는 접선방향으로 운동을 하도록 한다. 헤드 슬라이더(3)가 디스크의 정보 기록면에 신호를 기록할 때 하중빔(2)의 탄성 스프링력에 의해 소정의 하중을 인가받는다.

도 2는 광자기 디스크 드라이버를 설명하기 위한 개략적인 종단면도가 도시되어 있다.

도 2를 참조하면, 광자기 디스크 드라이버는 헤드 슬라이더(3), 하중빔(2), 장착판(1)을 구비하는 자기 헤드 슬라이더의 서스펜션 장치와, 장착판(1)에 의해 하중빔(2)과 접착되어 헤드 슬라이더(3)를 구동시키는 액츄에이터(10)와, 디스크(7)를 회전시키는 스핀들 모터(8)를 구비한다.

스핀들 모터(8)는 디스크를 상단면에 안착하고 모터의 구동력으로 회전하는 안착장치(9)를 구비한다. 디스크(7)는 스핀들 모터(8)가 회전함에 따라 소정의 각속도Ω로 회전한다. 디스크(7)의 정보 기록면에는 자화물질이 도포되어 있다. 이에 따라, 헤드 슬라이더(3)는 디스크(7)의 정보 기록면을 주행하면서 신호를 기록한다. 액츄에이터(10)는 미도시된 제어부의 제어신호에 의해 헤드 슬라이더(3)가 디스크(7)의 반경방향 또는 접선방향으로 주행하도록 한다.

그리고 광자기 디스크 드라이버는 디스크(7)의 하단면에서 공기층을 사이에 두고 위치하고 상기 헤드슬라이더(3)와 얼라이먼트된 광픽업(11)을 구비한다.

헤드 슬라이더(3)가 디스크(7)의 정보기록면에 신호를 기록하는 경우, 광픽업(11)은 디스크에 도포된 자화물질을 큐리온도(180도 내지 200도)까지 가열하여 광디스크의 자화방향의 변화를 용이하게 해준다.

도 3은 헤드 슬라이더와 디스크의 운동방향을 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.

도 3을 참조하면, 스핀들 모터(8)가 회전함에 따라 디스크(7)는 각속도 Ω로 회전운동한다. 그리고 헤드 슬라이더(3)는 하중빔(2)의 탄성 스프링력에 의해 X축(반경방향) 및 Y축(접선방향)으로 직선운동을 하여 회전운동하는 디스크(7)의 정보기록면상에 랜덤 억세스(Random access)를 한다.

도 4는 운동방향에 기초한 헤드 슬라이더의 상세한 구성을 설명하기 위한 평면도이고, 도 5는 상기 헤드슬라이더를 도시한 사시도이다.

디스크(7)의 회전운동 방향에 대하여, 헤드 슬라이더(3)의 전단부(leading edge; 3a)은 디스크(7)의 회전운동에 따라 공기가 유입이 된다. 반면, 헤드 슬라이더(3)의 후단부(trailing edge; 3b)는 공기가 유출되는 곳이다. 헤드 슬라이더(3)가 디스크(7)의 반경방향으로 랜덤 억세스 하는 경우, 헤드 슬라이더(3)는 디스크(7) 중심에 대향한 내측부(inner edge; 3c)와 디스크(7)의 외주면에 대향한 외측부(outer edge; 3d)로 구성된다. 그리고 전기적인 신호를 자기적인 신호로 변환하는 주극(Main pole; 3e)은 헤드 슬라이더(3)의 후단부(3b)에 위치한다.

그런데, 디스크의 빠른 회전운동에 의하여 디스크의 표면상의 공기도 원주방향으로 움직이게 된다. 이때, 공기의 선속도는 디스크의 선속도에 비례하게 되므로 도 6에 도시된 바와 같이 디스크의 외주방향으로 갈수록 크다. 이에 따라, 헤드 슬라이더의 전단부에 유입되는 공기 선속도의 차에 의하여 헤드 슬라이더가 기울어지거나, 회전운동을 하게 된다.

상세히 하기 위하여 도 7을 참조하면, (a)에 도시된 헤드 슬라이더 전단부(3a)의 내측부(3c) 쪽에 유입되는 공기량보다 외측부(3d) 쪽에 유입되는 공기량이 크다. (b)는 이에 따른 헤드의 공기압 분포 특성을 도시한 것이다. 이로 인하여, 헤드 슬라이더가 회전을 하거나 진동하게 되고 헤드 슬라이더가 불안정해지므로 정보 기록 능률이 저하되는 문제점이 발생하게 된다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 기록주행시 유입되는 공기 선속도의 차에 의한 헤드 슬라이더의 회전을 방지할 수 있는 자기 헤드 슬라이더 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 헤드 슬라이더의 회전을 방지하여 안정된 기록을 할 수 있는 자기 헤드 슬라이더 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.

제1도는 통상의 자기 헤드 슬라이더의 서스펜션 장치를 도시한 사시도.

제2도는 통상의 광자기 디스크 드라이브의 구성을 개략적으로 도시한 종단면도.

제3도는 통상의 디스크 운동방향에 대한 헤드 슬라이더의 운동 방향을 도시하는 사시도.

제4도는 통상의 디스크 운동방향에 대한 자기 헤드 슬라이더의 구조를 도시한 평면도.

제5도는 통상의 헤드 슬라이더의 구조를 도시하는 사시도.

제6도는 디스크 회전시 디스크 표면에서 회전하는 공기선속도의 크기를 도시한 특성도.

제7도는 디스크 회전시 헤드 슬라이더에 분포하는 공기압의 특성을 도시한 도면.

제8도는 본 발명의 제1 실시예에 따른 헤드 슬라이더의 정단면도와 공기압의 분포특성을 도시한 도면.

제9도는 본 발명의 제2 실시예에 따른 헤드 슬라이더를 도시한 정단면도.

제10도는 본 발명의 제3 실시예에 따른 헤드 슬라이더를 도시한 정단면도.

제11도는 본 발명의 제4 실시예에 따른 헤드 슬라이더를 도시한 사시도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 장착판 2 : 하중빔

3,22 : 자기 헤드 슬라이더 3a,22a : 전단부

3b,22b : 후단부 3c,22c : 내측부

3d,22d : 외측부 3e : 주극

4 : 탄성 굴곡부 7 : 디스크

8 : 스핀들 모터 9 : 안착장치

10 : 액츄에이터 11 : 광픽업

20 :공기유통로

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 회전 방지 기능을 갖는 자기 헤드 슬라이더는 디스크 회전에 의해 발생된 공기가 유입되는 자기 헤드 슬라이더의 전방면에서 디스크의 내측 쪽에 위치한 제1 부분보다 디스크의 외측 쪽에 위치한 제2 부분에서 더 크게 제조방밥은 자기 형성된 공기 유통로를 구비한다.

본 발명 제1 부분보다 헤드 슬라이더의 기록주행시 발생하는 자기 헤드 슬라이더의 편심량을 자기 헤드 슬라이더의 전방면에서 디스크의 내측에 위치한 부분과 디스크의 외측에 위치한 부분에서 결정하는 제 1단계와; 편심량에 따라 디스크의 내측에 위치한 부분과 디스크의 외측에 위치한 부분에 형성되는 공기유통로의 편심량을 결정하는 제2 단계와, 결정된 공기유통로의 편심량에 따라 공기유통로를 디스크의 내측과 상기 디스크의 외측에 위치한 부분에 차별적으로 형성하는 제3 단계를 포함한다.

따른 회전 방지 기능을 갖는 자기 헤드 슬라이더의 상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 본 발명에 따른 자기 헤드 슬라이더의 바람직한 실시예를 첨부한 도 8 내지 도 11을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 회전 방지 기능을 가지는 자기 헤드 슬라이더의 형상을 도시한 단면도와, 그 제조방법을 나타내는 도면이다.

도 8의 (a)에 도시된 헤드슬라이더(22)는 전방면(22a)의 하측부에 공기유통로(20)를 구비하고, 이 자기 헤드슬라이더(22)는 탄성굴곡부(4)를 통하여 헤드 슬라이더에 하중을 인가하는 하중빔(2)에 연결된다. 여기서, 공기유통로(20)는 헤드 슬라이더의 중심축을 기준으로 하여 내측부 쪽의 단면적(20i)보다 외측부 쪽의 단면적(20o)을 더 크게 한다. 이는 헤드슬라이더(22)의 기록주행시 전방면(22a)의 내측쪽과 외측쪽에 작용하는 공기압(Pi, Po)의 차이를 상쇄시키기 위한 것이다. 다시 말하여, 내측쪽의 공기와의 접촉면적(Ai)을 외측쪽의 접촉면적(Ao)보다 크게하므로써, 좌우 모멘트가 같게 된다. 이에 따라, 기록주행시 헤드슬라이더(22)의 공기압 차이에도 균형을 유지할 수 있게 된다.

이와 같은 자기 헤드슬라이더의 제조 방법을 살펴보면 다음과 같다.

우선, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 헤드슬라이더(22)의 기록주행시 전단부(22a)에 유입되는 공기선속도에 의한 공기압의 분포 함수 (P(x))를 구한다. 그 다음, 상기 공기압의 분포 함수 (P(x))로부터 전단부(22a)의 내측 및 외측 쪽의 단면적(Ai, Ao)에 작용하는 평균 공기압

을 각각 구한다. 이를 수학식1로 표현하면 다음과 같다.

단, L은 헤드슬라이더(22)에서 전단부(22a)의 가로길이이다. 이어서, 좌우 평균 공기압

의 각각에 대한 작용점

을 구하고, 내측쪽과 외측쪽에 작용하는 힘의 모멘트를 각각 구한다. 그리고, 상기 내측쪽과 외측쪽의 모멘트가 같도록 하여 편심량을 표준화한다. 이때, 다음 수학식2를 참조한다.

이와 같이, 좌우 모멘트가 같도록 하여 편심량을 표준화하고, 공기유통로의 편심량을 결정한다. 그리고, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 자기 헤드 슬라이더(22)의 하단부에 중심축을 기준으로 내측쪽과 외측쪽으로 결정된 a, b 값을 가지는 공기유통경로(22)를 형성한다. 이때, 당연히 a보다 b가 크다.

도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 회전방지를 위한 자기 헤드슬라이더의 단면을 도시한 것이다. 이는 공기유통로(20)가 자기 헤드슬라이더(22) 상단부의 중심축을 기준으로 형성된 것으로, 이의 제조방법은 상기와 같다. 또한, 공기유통로(20)는 상기와 같은 방법으로 도 10에 도시된 바와 같이 자기 헤드 슬라이더(22) 상단부의 양끝쪽에 형성될 수 있다.

그리고, 상기 공기 유통 경로(20)는 도 11에 도시된 바와 같이 공기압이 큰 전방면(22a)의 외측쪽으로부터 후방면(22b)의 내측 쪽으로 'S'자 모양의 형태로 관통하는 홀로 형성될 수도 있다.

이와 같이, 자기 헤드 슬라이더가 공기유통로를 구비하여 주행시 공기압 차에 의한 불균형을 방지할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 회전 방지를 위한 자기 헤드 슬라이더에 의하면, 자기 헤드 슬라이더는 편심량을 표준화하여 형성된 공기유통로를 구비하므로써 기록 주행시 공기압 차에 의한 회전을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명의 자기 헤드 슬라이더는 기록시 균형을 유지하므로 안정된 기록 능력을 확보할 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (11)

1. 광자기 기록용 자기 헤드 슬라이더에 있어서, 디스크 회전에 의해 발생된 공기가 유입되는 상기 자기 헤드 슬라이더의 전방면에서 상기 디스크의 내측 쪽에 위치한 제1 부분보다 상기 디스크의 형성된 공기 유통로를 구비하는 것을특징으로 하는 회전 방지를 위한 자기 헤드 슬라이더.
2. 제1항에 있어서, 상기 공기유통로는 상기 전방면에서 상단부에 위치하는 것을 특징으로 하는 회전 방지를 위한 자기 헤드 슬라이더.
3. 제1항에 있어서, 상기 공기유통로는 상기 전방면에서 하단부에 위치하는 것을 특징으로 하는 회전 방지를 위한 자기 헤드 슬라이더.
4. 제1항에 있어서, 상기 공기유통로는 상기 제1 부분에 형성된 제1 공기유통로와, 상기 제1 공기유통로와 분리되도록 상기 제2 부분에 형성되며 상기 제1 공기유 통로부터 더 크게 형성되는 제2 공기유통로를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전 방지를 위한 자기 헤드 슬라이더.
5. 광자기 기록용 자기 헤드 슬라이더에 있어서, 디스크 회전에 의해 발생된 공기가 유입되는 상기 자기 헤드 슬라이더의 전방면에서 상기 디스크의 외측 쪽에 위치한 부분으로부터 상기 전방면 반대측인 후방면에서 상기 디스크의 내측 쪽에 위치한 지점까지 터널 형태로 관통되는 공기유통로를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전 방지를 위한 자기 헤드 슬라이더.
6. 제5항에 있어서, 상기 공기유통로는 'S'자형인 것을 특징으로 하는 회전 방지를 위한 자기 헤드슬라이더.
7. 광자기 기록용 자기 헤드 슬라이더에 있어서, 상기 헤드 슬라이더의 기록주행시 발생하는 자기 헤드 슬라이더의 편심량을 상기 자기 헤드 슬라이더의 전방면에서 상기 디스크의 내측에 위치한 부분과 상기 디스크의 외측에 위치한 부분에서 결정하는 제 1단계와;상기 편심량에 따라 상기 디스크의 내특에 위치한 부분과 상기 디스크의 외측에 위치한 부분에 형성되는 공기유통로의 편심량을 결정하는 제2 단계와, 상기 결정된 공기유통로의 편심량에 따라 상기 공기유통로를 상기 디스크의 내측과 상기 디스크의 외측에 위치한 부분에 차별적으로 형성하는 제3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 방지를 위한 자기 헤드 슬라이더 제조 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 1 단계는 상기 헤드 슬라이더의 기록주행시 전방면에 분포하는 공기압의 분포합수를 구하는 단계와; 상기 공기압 함수를 이용하여 전방면의 중심측을 기준으로 내측 및 외측 단면적에 작용하는 공기압의 평균값을 각각 구하는 단계와; 상기 내측 및 외측 단면적에 작용하는 힘의 모멘트를 구하고 이를 같게하여 편심량을 표준화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 방지를 위한 자기 헤드 슬라이더 제조 방법.
9. 광자기 기록용 자기 헤드슬라이더에 있어서, 상기 헤드 슬라이더의 기록주행시 발생하는 편심량을 표준화하는 제 1 단계와; 상기 표준화된 편심량으로부터 공기유통로의 편심량을 설정하는 제 2 단계와; 상기 설정된 편심량에 따른 공기유통로를 형성하는 제 3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 방지를 위한 자기 헤드 슬라이더 제조 방법.
10. 제 7 항에 있어서, 상기 1 단계는 상기 헤드 슬라이더의 기록주행시 전방면에 분포하는 공기압의 분포함수를 구하는 단계와; 상기 공기압 함수를 이용하여 전방면의 중심측을 기준으로 내측 및 외측 단면적에 작용하는 공기압의 평균값을 각각 구하는 단계와; 상기 평균 공기압력의 중심점을 구하는 단계와; 상기 내측 및 외측 단면적에 작용하는 힘의 모멘트를 구하고 이를 같게하여 편심량을 표준화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 방지를 위한 자기 헤드 슬라이더 제조 방법.
11. 제7항에 있어서, 상기 형성된 공기유통로는 상기 자기 헤드 슬라이더의 중심축을 기준으로 내측 쪽보다 외측 쪽이 더 큰 것을 특징으로 하는 회전 방지를 위한 자기 헤드 슬라이더 제조 방법.

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