KR100268584B1 - 이물질 배출 기능을 갖는 자기 헤드 슬라이더 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 접촉면의 마모입자에 의한 주자극의 오염을 방지하여 안정된 기록능력을 확보할 수 있는 자기 헤드 슬라이더에 관한 것이다.
본 발명에 따른 이물질 배출 기능을 갖는 자기 헤드 슬라이더는 디스크와의 접촉면에 형성되어 디스크와의 접촉에 의해 발생하여 헤드 쪽으로 유입되는 이물질 을 헤드 양쪽으로 배출하기 위한 공기유통로를 구비한다.
상술한 바와 같이, 디스크와의 접촉면에 공기유통로를 마련하므로써 마모입자에 의한 헤드의 오염을 방지하여 안정된 기록능률을 확보할 수 있다.

Description

이물질 배출 기능을 갖는 자기 헤드 슬라이더
본 발명은 광자기 기록용 자기 헤드 슬라이더에 관한 것으로, 특히 접촉면의 마모입자에 의한 주자극(Main Pole)의 오염을 방지하여 안정된 기록 능력을 확보할 수 있는 자기 헤드 슬라이더에 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 120㎜ 외경의 디스크에 약 650 MB의 정보를 기록/재생할 수 있으며, 향후 6 GB 또는 14 GB 까지 대용량화될 전망이다.
광자기 기록방식에 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. MOD 표면에 도포된 광자기 재료를 큐리(Curie) 온도까지 가열하여 자성을 소실시키는 과정에 뒤이어 자기헤드는 MOD의 정보 기록면을 자화시킨다. 현재까지 상용화 되거나 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. 또한, 자기헤드가 부상형인 경우에는 정보기록시 자기헤드는 헤드 슬라이더 자체의 관성에 의해 자기헤드가 디스크 표면과 접촉을 순간적으로 하게되는 과도기적 시간(Transient time)을 겪게 된다. 그리고 디스크 표면과 헤드표면에는 디스크의 상대운동에 따른 공기막의 압력(Air file pressure)에 의해 자기 헤드는 디스크 표면으로부터 소정량 만큼 부상한 채 기록을 하게 된다. 따라서, 부상형 자기헤드인 경우, 헤드가 자체의 운동에너지에 의해 디스크 표면에 안착하는 순간에 접촉이 시작되며(Contact start), 헤드와 디스크 표면 사이에 공기막이 생성된다. 이에 따라, 자기헤드와 디스크 표면사이에 압력이 발생되면서 자기헤드가 헤드 슬라이더의 자체 하중 및 인가 하중을 이겨내는 순간부터 이륙(take off)하여 디스크 표면과의 접촉이 종료된다.
결과적으로, 광자기 기록/재생 장치에 있어서는 습동형 또는 부상형의 양방식 중 어느 하나의 방식을 채택하는 헤드는 기록과정중 디스크 표면과의 접촉 개시/종료(Contact Start Stop ; 이하 "CSS"라 함)과정을 필연적으로 겪게 된다. CSS 과정 중에, 헤드표면과 디스크 표면에는 접촉에 의한 마찰력이 발생하는 이유로 헤드와 디스크 표면에 마모가 진행된다. 그런데, 마모 진행에 의해 발생하는 마모입자(Wear Particle)가 공기유입에 따라 헤드의 접촉면을 오염시켜 기록능률을 감소되는 문제점이 있다.
이와 같은 종래의 자기 헤드 슬라이더의 문제점을 첨부한 도 1 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 광자기 디스크 드라이브에 사용되는 자기 헤드 슬라이더의 서스펜션(Suspension)의 개략적인 사시도가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 자기 헤드 슬라이더의 서스펜션 장치는 전기적인 신호를 자기적인 신호로 변환하여 디스크에 정보를 기록하는 헤드 슬라이더(3)와, 헤드슬라이더에 일단이 고정되어 탄성 스프링 역할을 하는 하중빔(2)과, 하중빔(2)의 다른 일단에 고정되어 위치한 장착판(1)을 구비한다.
하중빔(2)은 헤드 슬라이더(3)의 상단면에 위치한 탄성굴곡부(4)를 통하여 헤드 슬라이더(3)와 연결된다. 장착판(1)에는 미도시된 액츄에이터(Actuator)가 장착되어 엑츄에이터를 제어하고 헤드 슬라이더(3)가 디스크의 기록면에서 반경방향 또는 접선방향의 운동을 하도록 한다. 헤드 슬라이더(3)가 디스크의 정보 기록면에 신호를 기록하는 경우, 헤드 슬라이더에는 하중빔(2)의 탄성 스프링력에 의해 소정의 하중이 인가된다.
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 지지되고 헤드 슬라이더(3)를 구동하도록 하는 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 각속도 Ω로 회전한다. 디스크(7)의 정보 기록면에는 자화물질이 도포되어 있다. 이에따라, 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 위치하여 디스크(7)에 도포된 자화물질을 큐리(curie)온도까지 가열하도록 하는 광픽업장치(11)를 구비한다.
헤드 슬라이더(3)가 디스크(7)의 정보기록면에 신호를 기록하는 경우, 광픽업 장치(11)는 디스크에 도포된 자화물질이 비강자성에서 강자성으로 천이를 발생하는 온도인 큐리(curie) 온도에 이르도록 가열을 한다.
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 정보기록면 상에 랜덤 억세스(Random access)를 한다.
도 4는 운동방향에 기초한 헤드 슬라이더의 상세한 구성을 설명하기 위한 평면도가 도시되어 있다.
디스크(7)의 회전운동 방향에 대하여, 헤드 슬라이더(3)의 전단부(leading edge ; 3a)는 디스크(7)의 회전운동에 따라 공기가 유입되는 곳인 반면에, 후단부(trailing edge ; 3b)는 공기가 유출되는 곳이다. 그리고, 헤드 슬라이더(3)가 디스크(7)의 반경방향으로 랜덤 억세스 하는 경우 헤드 슬라이더(3)는 디스크(7) 중심에 대향한 내측부(inner edge ; 3c)과 디스크(7)의 외주면에 대향한 외측부(outer edge ; 3d)으로 구성된다. 그리고 전기적인 신호를 자기적인 신호로 변환하는 주자극(Main pole ; 3f)은 헤드 슬라이더(3)의 습동면 상에서 후단부(3b)에 위치한다. 이는 기록주행시 주자극(3f)을 디스크의 표면에 최대한 근접시키기 위한 것으로, 헤드 슬라이더(3)가 공기압으로 인하여 전단부(3a)가 후단부(3b)보다 약간 더 부상한 상태로 주행하기 때문이다.
도 5 및 도 6은 종래의 헤드 슬라이더의 형상을 도시한 것으로, 특히 도6은 디스크 표면과 접촉되는 헤드 슬라이더의 습동면 상에 발생되는 마모흔을 설명하는 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 종래의 헤드 슬라이더(3)는 디스크의 정보 기록면과 접촉되는 습동면(3e)를 구비한다.
습동면(3e)은 디스크의 회전운동 방향에 따라 접선방향(Y축)에 대향한 면은 R1의 곡률반경을 갖고, 반경방향(X축)에 대향한 면은 R2의 곡률반경을 갖도록 설정된다. 이러한 습동면(3e)의 곡률반경 설정은 디스크(7)의 정보기록면에 접촉시 원할한 미끄러짐이 일어나도록 하려는 데 있다.
이와 같은 구조를 갖는 습동면(3e)에 있어서, 디스크면과 접촉하는 임의의 접촉면부는 도 6에 도시된 바와 같이 타원 형상의 마모흔(12)이 발생한다. 이러한 현상은 헤드 슬라이더(3)가 디스크 표면에 데이터를 기록할 때, 헤드 슬라이더(3)가 CSS 과정을 거치면서 데이터 기록 횟수에 비례하여 디스크(7)와 접촉하는 습동면(3e)의 최하단면이 마모되어져 발생한다.
이에 따라, 자기 헤드 슬라이더의 기록주생시 습동면의 마모에 따른 마모입자가 공기의 유입에 의하여 습동면을 오염시킨다. 다시 말하여, 습동면의 후단부 쪽에 위치하여 전기적인 신호를 자기적인 신호로 변화시키는 주자극이 상기 마모입자의 점착으로 인하여 오염되게 된다. 이에 따라, 주자극에서 발생되는 자속밀도가 저하되어 기록능률이 감소하게 된다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 습동면의 마모입자를 제거하여 안정된 기록능률을 확보할 수 있는 이물질 배출 기능을 갖는 자기 헤드 슬라이더를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 습동면에 이물질 배출 통로를 마련하여 이물질에 의한 주자극의 오염을 방지할 수 있는 이물질 배출기능을 갖는 자기 헤드 슬라이더를 제공하는 것이다.
제1도는 통상의 자기 헤드 슬라이더의 서스펜션 장치를 도시하는 사시도.
제2도는 통상의 광자기 기록/재생 장치의 구성을 도시하는 개략적인 종단면도.
제3도는 통상의 디스크 운동방향에 대한 헤드 슬라이더의 운동 방향을 도시하는 사시도.
제4도는 통상의 디스크 운동방향에 대한 자기 헤드 슬라이더의 상세 구성을 도시하는 평면도.
제5도는 종래의 헤드 슬라이더의 형상을 도시하는 사시도.
제6도는 종래의 헤드 슬라이더의 습동면에 발생하는 마모흔을 도시하는 사시도.
제7도는 본 발명의 실시예에 따른 헤드 슬라이더의 습동면을 도시하는 평면도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 장착판 2 : 하중빔
3, 20 : 헤드 슬라이더 3a : 선단부(Leading Edge)
3b : 후단부(Trailing Edge) 3c : 내측부(Inner Face)
3d : 외측부(Outer Face) 3e, 20a : 습동면
3f : 주자극 4 : 탄성 굴곡부
7 : 디스크 8 : 스핀들 모터
9 : 안착장치 10 : 액츄에이터
11 : 광픽업 장치 12 : 마모흔
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 이물질 배출 기능을 갖는 자기 헤드 슬라이더는 디스크와의 접촉면에 형성되어 디스크와의 접촉에 의해 발생하여 헤드 쪽으로 유입되는 이물질을 헤으 양쪽으로 배출하기 위한 공기유통로를 구비한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될것이다.
이하, 본 발명에 따른 자기 헤드 슬라이더의 바람직한 실시예를 첨부한 도 7를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명에 따른 이물질 배출 기능을 갖는 자기 헤드 슬라이더의 습동면을 도시한 평면도이다.
도 7에 도시된 자기 헤드 슬라이더(20)는 디스크의 표면과 접촉을 하는 접촉면, 즉 습동면(20a)에 공기 유입에 따라 이물질을 배출할 수 있는 공기유통로(30)와, 전기적인 신호를 자기적인 신호로 변화하는 주자극(22) 및 두개의 보조자극(24)을 구비한다.
자기 헤드 슬라이더(20)가 기록과정 중 디스크의 표면과 접촉을 하게되는 일련의 CSS 과정을 겪으면서, 도 7에 도시된 바와 같이 습동면(20a)의 임의의 위치에서 타원 형상으로 마모가 진행된다. 이때, 발생하는 마모입자를 밖으로 배출하기 위한 공기유통로(30)는 도7에 도시된 바와 같이 'ㅈ'자 모양이다. 다시 말하여, 공기유통로(30)는 기록주행시 헤드 슬라이더(20)에 유입되는 공기에 의해 마모입자를 배출한다. 이를 위하여, 공기유통로(30)는 습동면(20a)에서 공기가 유입되는 전단부로부터 임의의 마모흔(12)을 지나 내측부와 외측부로 관통하는 'ㅈ'자 모양이다. 이때, 공기유통로(30)로 최대한의 공기가 유입되도록 하기위하여 전단부 쪽에 형성되는 공기유통로(30)의 입구를 넓게 형성한다. 이에 따라, 마모입자는 공기유통로(30)로 흡입되어 양측면으로 배출된다. 따라서, 자기기록을 위하여 습동면(20a)의 후단부 쪽에 위치하는 주자극(22) 및 보조자극(24)의 오염을 방지할 수 있다.
결과적으로, 마모입자에 의한 헤드 슬라이더의 주자극의 오염을 방지하여 안정된 기록률을 확보할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 이물질 배출 기능을 갖는 자기 헤드 슬라이더에 의하면 헤드 슬라이더의 디스크와의 접촉면에 공기유통로를 마련하므로써 마모입자에 의한 헤드의 오염을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명의 자기 헤드 슬라이더는 안정된 기록능률을 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 (4)

  1. 전기적인 신호를 자기적인 신호로 변환하는 헤드를 가지는 광자기 기록용 자기 헤드 슬라이더에 있어서, 디스크와의 접촉면에 형성되어 상기 디스크와의 접촉에 의해 발생하여 상기 헤드 쪽으로 유입되는 이물질을 상기 헤드 양쪽으로 배출하기 위한 공기유통로를 구비하는 것을 특징으로 하는 이물질 배출 기능을 갖는 자기 헤드 슬라이더.
  2. 제1항에 있어서, 상기 공기유통로는 접촉면의 전단부로부터 양측면으로 관통하도록 형성하는 것을 특징으로 하는 이물질 배출 기능을 갖는 자기 헤드 슬라이더.
  3. 제1항에 있어서, 상기 공기유통로는 공기가 유입되는 전단부 쪽이 넓게 형성된 것을 특징으로 하는 이물질 배출 기능을 갖는 자기 헤드 슬라이더.
  4. 제1항에 있어서, 상기 공기유통로는 'ㅈ' 자 모양인 것을 특징으로 하는 이물질 배출 기능을 갖는 자기 헤드 슬라이더.
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