KR100440807B1 - Apparatus for recording and reading clock signal while securing gap between clock head and disk for preventing damage of clock head and disk, method therefor, disk having structure therefor - Google Patents

Apparatus for recording and reading clock signal while securing gap between clock head and disk for preventing damage of clock head and disk, method therefor, disk having structure therefor Download PDF

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Abstract

PURPOSE: An apparatus for recording or reading a clock signal while securing a gap between a clock head and a disk for preventing damage of the clock head and the disk, a method therefor, a disk having a structure therefor are provided to improve the quality of servo information. CONSTITUTION: An aluminum substrate is coated with chromium to form a magnetized layer. A magnetic layer is formed on the chromium layer by applying Fe-Ni. A carbon layer is coated on the magnetic layer to protect the magnetic layer. A lubricant layer is coated on the carbon layer. A material(42) changing quantity of reflected light by irradiation of a laser beam is placed at a predetermined position for recording a servo reference clock signal.

Description

하드 디스크 드라이브에서의 클럭신호 기록, 독출 장치 및 방법과 그를 위한 구조의 디스크Clock signal recording and reading device and method in hard disk drive and disk therefor

본 발명은 하드 디스크 드라이브 등과 같은 자기 디스크 기록장치에 관한 것으로, 특히 자기 디스크 드라이브의 디스크 상에 클럭신호를 기록, 독출하기 위한 방법 및 장치와 그를 위한 구조의 디스크에 관한 것이다.The present invention relates to a magnetic disk recording apparatus such as a hard disk drive, and the like, and more particularly, to a method and apparatus for recording and reading a clock signal on a disk of a magnetic disk drive, and a disk having a structure therefor.

일반적으로 하드 디스크 드라이브(hard disk drive)의 정보 기록용 디스크에는 데이터가 디스크에 동심형의 원형 트랙 형태로 기록되게 되는데, 상기 데이터를 기록하고 기록된 데이터를 다시 독출하기 위해서는 데이터 기록/독출용 헤드를 목표하는 트랙으로 이동시키고 일정 범위 내에서 목표 트랙의 센터라인을 추종하게 하는 서보제어가 요구된다. 하드 디스크 드라이브에서는 상기한 서보제어를 위해 우선적으로 서보정보를 디스크 상에 기록하여야 한다. 상기 서보정보는 통상 하드 디스크 드라이브의 제조공정시 서보트랙라이터(Servo Track Writer: 이하 STW라 함)에 의해 디스크에 기록된다.In general, the data recording disk of a hard disk drive (hard disk drive) data is recorded on the disk in the form of a concentric circular track, the data recording / reading head in order to record the data and read the recorded data again The servo control is required to move the to the target track and to follow the centerline of the target track within a certain range. In the hard disk drive, the servo information must be recorded on the disk first for the above servo control. The servo information is usually recorded on the disc by a servo track writer (hereinafter referred to as STW) during the manufacturing process of the hard disk drive.

상기 STW는 디스크의 반경방향의 위치를 측정하기 위해 광인코더(optical encoder)나 레이저 인터페로미터(laser interferometer) 등의 고정밀도 위치검출장치를 이용하고 있다. 그리고, 디스크의 접선 방향의 위치 결정을 위해서는 일정주파수(예를 들면, 40MHz)의 동기신호를 이용한다. 상기 하드 디스크 드라이브의 스핀들모터의 회전수는 어떤 공차범위내에서 계속해서 변하고 있으므로 위치결정에 이용할 수 없고, 이를 보상하고 정확한 위치의 서보정보를 기록하기 위해서 클럭헤드(clock head)를 따로 두어 상기 클럭헤드가 기록한 클럭신호(이하 서보기준클럭신호라 함)를 기준으로 모든 서보정보를 기록하게 된다. 서보기준클럭신호의 품질이 전체 서보정보의 품질을 좌우할 정도로 중요하므로, 상기 클럭헤드가 항상 정상적인 동작 상태로 유지되도록 해야 한다.The STW uses a high precision position detection device such as an optical encoder or a laser interferometer to measure the radial position of the disc. In order to position the disc in the tangential direction, a synchronization signal of a constant frequency (for example, 40 MHz) is used. Since the rotational speed of the spindle motor of the hard disk drive is continuously changing within a certain tolerance range, it cannot be used for positioning, and a clock head is set aside to compensate for this and record servo information at an accurate position. All servo information is recorded on the basis of the clock signal (hereinafter referred to as a servo reference clock signal) recorded by the head. Since the quality of the servo reference clock signal is important enough to influence the quality of the entire servo information, it is necessary to ensure that the clock head is always in a normal operating state.

도 1은 종래의 서보트랙라이터의 개략적인 블록 구성도이다. 도 1을 참조하면, STW는 하드 디스크 드라이브 10을 정반에 고정시키기 위해 각각 클램프 22, 24, 26을 구비한 클램프구동부 12, 14, 16과, 상기 하드 디스크 드라이브의 일측면의 홈 30으로 클럭헤드를 32를 삽입하여 하드 디스크 드라이브 10의 자기 디스크 상에 클럭헤드 32를 정확하게 위치시키도록 구동하는 클럭헤드구동부 34로 구성된다.1 is a schematic block diagram of a conventional servo tracker. Referring to FIG. 1, the STW includes a clamp driver 12, 14, 16 having clamps 22, 24, and 26, and a groove 30 on one side of the hard disk drive, respectively, to fix the hard disk drive 10 to the surface plate. It is composed of a clock head driver 34 driving 32 to insert the clock head 32 accurately on the magnetic disk of the hard disk drive 10.

도 2는 도 1중 클럭헤드 32의 동작을 보이기 위한 하드 디스크 드라이브 10의 부분 절단면도이다. 도 2는 하드 디스크 드라이브 10의 윗커버의 일 부분을 절단하여 들어낸 형태의 도면이다. 서보기준클럭신호는 통상적으로 서보정보 기록시 디스크 36의 미리 규정된 위치(통상적으로 최외곽 서보트랙 보다 바깥쪽 영역)에 기록된다. 한편 클럭헤드 32에 의한 서보기준클럭신호의 기록 작업이 종료되면, 클럭헤드 32는 하드 디스크 드라이브 10의 일측면 홀 30을 통해 드라이브 10의 외부로 빠져나가게 되고, 이후 상기 일측면 홀 30은 통상 레이블(label)에 의해 봉합된다.2 is a partial cross-sectional view of the hard disk drive 10 for showing the operation of the clock head 32 of FIG. 1. FIG. 2 is a view of a portion of the top cover of the hard disk drive 10 cut out. The servo reference clock signal is typically recorded at a predetermined position (usually outside of the outermost servo track) of the disc 36 when recording servo information. On the other hand, when the recording operation of the servo reference clock signal by the clock head 32 is completed, the clock head 32 exits to the outside of the drive 10 through the one side hole 30 of the hard disk drive 10, and the one side hole 30 is normally labeled. closed by a label.

한편 오늘날 하드 디스크 드라이브 10이 점점 소형화 되어가고 헤드의 부상높이(flying height)가 낮아짐에 따라 상기 클럭헤드 32도 마찬가지로 소형화되고 부상높이 또한 수 마이크로인치 정도로 낮아지고 있는 추세이다. 그에 따라 특성상 계속적으로 디스크 36상에 로드/언로드 되어야 하는 클럭헤드 32는 디스크 36과 크래쉬를 일으킬 수 있어서, 슬라이더의 에러 베이링면(air bearing surface)이 손상되거나 디스크 36을 손상시시키게 될 가능성이 높은 문제점이 있었다.Meanwhile, as the hard disk drive 10 becomes smaller and the flying height of the head becomes smaller, the clock head 32 is similarly miniaturized and the height of the float is also reduced to several micro inches. As a result, clockhead 32, which must be continuously loaded / unloaded on disk 36, may crash disk 36, causing the slider's air bearing surface to be damaged or to damage disk 36. There was a problem.

따라서 본 발명의 목적은 하드 디스크 드라이브에서의 클럭헤드와 디스크와의 접촉에 의한 클럭헤드 및 디스크의 손상을 방지하기 위해 클럭헤드와 디스크와 물리적 접촉이 일어나지 않는 간격을 두며 클럭신호를 기록하거나 독출할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to record or read clock signals at intervals where physical contact between the clock head and the disk does not occur in order to prevent damage to the clock head and the disk due to contact between the clock head and the disk in the hard disk drive. It is to provide an apparatus and method that can be.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 디스크의 서보기준클럭신호를 기록하기 위한 소정 영역에 레이저에 의해 반사광량이 변화되는 제재를 제공하고, 서보트랙라이터의 클럭헤드를 광기록/독출장치로 구성하여, 상기 클럭헤드로 상기 디스크의 광반사량이 변화되는 제재에 서보기준클럭신호에 따라 레이저를 조사하므로 반사광량의 변화를 주어 서보기준클럭을 기록하고, 이후 상기 제재에 상기 클럭헤드를 이용하여 광의 반사광량을 검출하여 상기 서보기준클럭신호를 읽어들임을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a material in which the amount of reflected light is changed by a laser in a predetermined area for recording a servo reference clock signal of a disc, and the clock head of the servo tracker is configured as an optical recording / reading device. Since the laser beam is irradiated to the material whose light reflection amount of the disk is changed by the clock head according to the servo reference clock signal, the servo reference clock is recorded by changing the amount of reflected light, and then the light is reflected on the material by using the clock head. The amount of light is detected and the servo reference clock signal is read.

도 1은 종래의 하드 디스크 드라이브 제조 공정 중 클럭신호 기록, 독출을 위한 서보트랙라이터의 개략적인 블록 구성도1 is a schematic block diagram of a servo tracker for writing and reading clock signals in a conventional hard disk drive manufacturing process

도 2는 도 1중 클럭헤드의 동작을 보이기 위한 하드 디스크 드라이브의 상부 부분 절단면도2 is a cross-sectional view of the upper portion of the hard disk drive for showing the operation of the clock head of FIG.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 클럭신호 기록, 독출을 위한 디스크의 단면 구조도3 is a cross-sectional structure diagram of a disk for clock signal recording and reading according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 클럭헤드의 동작을 보이기 위한 하드 디스크 드라이브의 상부 부분 절단면도4 is a cross-sectional view of an upper portion of a hard disk drive for showing operation of a clock head according to an embodiment of the present invention.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, specific details such as specific components are shown, which are provided to help a more general understanding of the present invention, and it is understood that these specific details may be changed or changed within the scope of the present invention. It is self-evident to those of ordinary knowledge in Esau.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 클럭신호 기록, 독출을 위한 디스크 36의 단면 구조도의 일 예이며 정확한 스케일은 아니다. 또한 디스크 36은 이외에도 여러 가지 구조를 가질 수 있다. 도 3을 참조하면, 디스크 36은 알루미늄(aluminum)기판에 자화층을 형성시키기 위하여 크롬(chromium)으로 코팅하고, 그 위에 얇은 자기필름(Fe-Ni)을 일정한 두께로 오버코팅(over coating)되어 자성층을 형성하고, 상기 자성층을 보호하기 위해 카본(carbon)으로 코팅 처리한 뒤, 다시 윤활 역할을 하는 오일층(lubricant)을 디핑(dipping)법을 이용하여 코팅하므로 이루어질 수 있다. 이러한 디스크 36에 본 발명의 특징에 따라 레이저에 의해 반사광량이 달라지는 제재가 종래의 서보기준클럭신호가 기록되는 영역에 제공되게 되는데, 도 3에 도시된 바와 같이 디스크 36의 최외곽(Outer Disk: OD)에 디스크 36의 동심원 트랙 형태로 제공된다. 레이저에 의해 반사광량이 달라지는 제재로는 본 발명의 일 실시예에서 테르븀(terbium) 혹은 가돌리늄(gadolinium)으로 구성된 반사광량변화층 42가 제공된다. 그위에 부식을 막기 위해 플라스틱코팅(plastic coating)층 40을 제공된다. 이러한 테르븀 혹은 가돌리늄으로 구성된 반사광량변화층 42에 소정 출력 레벨의 레이저를 조사하게 되면, 제재의 편광방향이 변화되므로 이후 레이저를 조사한 부분과 조사하지 않은 부분의 광반사량이 차이가 나게 된다. 한편 본 발명의 다른 일 실시예에서 상기 레이저의 조사에 의해 광반사량이 차이가 나게 되는 제재로서 레이저에 의한 유기색소의 변형에 의한 광반사량이 차이가 나게 되는 제재를 제공할 수도 있다. 상기한 반사광량에 변화를 주어 데이터를 기록/독출하기 위한 디스크 제조 기술로는 반복 기록 재생형 광디스크에 적용되는 기술을 이용할 수 있다.3 is an example of a cross-sectional structure diagram of a disk 36 for clock signal recording and reading according to an embodiment of the present invention, and is not an accurate scale. In addition, the disk 36 may have various structures. Referring to FIG. 3, the disc 36 is coated with chromium to form a magnetization layer on an aluminum substrate, and overcoated with a thin magnetic film (Fe-Ni) to a certain thickness thereon. The magnetic layer may be formed, and after coating with carbon to protect the magnetic layer, the oil layer lubricant may be coated by dipping. In the disk 36, a material in which the amount of reflected light is changed by the laser according to the characteristics of the present invention is provided in an area where a conventional servo reference clock signal is recorded. As shown in FIG. 3, an outer disk OD is shown. Is provided in the form of concentric tracks of disc 36). As a material in which the amount of reflected light is changed by the laser, in one embodiment of the present invention, the reflected light amount changing layer 42 composed of terbium or gadolinium is provided. A plastic coating layer 40 is provided thereon to prevent corrosion. When the laser having a predetermined output level is irradiated to the reflected light amount change layer 42 composed of terbium or gadolinium, the polarization direction of the material is changed, so that the amount of light reflection between the portion irradiated with the laser and the portion not irradiated is different. On the other hand, in another embodiment of the present invention may provide a material in which the amount of light reflection due to the deformation of the organic dye by the laser as a material that the light reflection amount is different by the irradiation of the laser. As a disc manufacturing technique for recording / reading data by changing the amount of reflected light described above, a technique applied to a repeatable recording / reproducing optical disc can be used.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 클럭헤드 32의 동작을 보이기 위한 하드 디스크 드라이브 10의 상부 부분 절단면도이다. 도 4는 하드 디스크 드라이브 10의 윗커버의 일 부분을 절단하여 들어낸 형태의 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 특징에 따라 클럭헤드 32의 선단은 광픽업장치로 구성되어 있다. 광픽업장치는 광빔을 반사면으로 조사하고 이후 상기 반사면에서 반사된 광빔의 광량을 감지하여 상기 반사면의 구조나 특성 등을 파악할 수 있는 장치의 적절한 것을 이용할 수 있다. 일 예로 반복 기록형 광디스크 드라이브에 사용되는 광헤드를 이용할 수 있다. 서보기준클럭의 기록시 상기한 광픽업장치는 상기 디스크 36의 테르븀 혹은 가돌리늄으로 구성된 반사광량변화층 42에 레이저를 조사하여 서보기준클럭신호에 따른 반사광량의 변화를 주게 된다. 이후 서보기준클럭신호를 독출할 시에는 상기 클럭헤드 32를 이용하여 디스크 36의 반사광량변화층 42에서 반사되는 광을 검출하여 서보기준클럭신호를 독출하게 된다.4 is a cross-sectional view of the upper portion of the hard disk drive 10 for showing the operation of the clock head 32 according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a view illustrating a portion of the top cover of the hard disk drive 10 cut out and lifted out. As shown in FIG. 4, the tip of the clock head 32 is configured as an optical pickup device according to a feature of the present invention. The optical pickup device may use an appropriate device for irradiating a light beam to a reflecting surface and then detecting a light quantity of the light beam reflected from the reflecting surface to grasp the structure or characteristics of the reflecting surface. As an example, an optical head used in a repeatable recording optical disc drive may be used. When recording the servo reference clock, the optical pickup apparatus irradiates a laser to the reflected light amount change layer 42 made of terbium or gadolinium on the disk 36 to change the reflected light amount according to the servo reference clock signal. Subsequently, when the servo reference clock signal is read, the light reflected by the reflected light amount change layer 42 of the disc 36 is detected using the clock head 32 to read the servo reference clock signal.

상기한 바와 같은 과정은 기록 재생형 광디스크 드라이브에서 광디스크에 정보를 기록하거나 독출하는 과정을 적용하여 이루어질 수 있다.The above-described process may be performed by applying a process of recording or reading information on the optical disc in the recording / reproducing optical disc drive.

상기한 바와 같이 본 발명은 디스크의 서보기준클럭신호를 기록하기 위한 소정 영역에 레이저에 의해 반사광량이 변화되는 제재를 제공하고, 서보트랙라이터의 클럭헤드를 광기록/독출장치로 구성하여, 상기 클럭헤드로 상기 디스크의 광반사량이 변화되는 제재에 서보기준클럭신호에 따라 레이저를 조사하므로 반사광량의 변화를 주어 서보기준클럭을 기록하고, 이후 상기 제재에 상기 클럭헤드를 이용하여 광의 반사광량을 검출하여 상기 서보기준클럭신호를 읽어들이므로 디스크에서 수밀리미터 떨어진 높이에서 서보기준클럭신호의 기록, 독출이 가능하여, 클럭헤드와 디스크와의 접촉에 의한 손상을 막을 수 있는 장점이 있다.As described above, the present invention provides a material in which a reflected light amount is changed by a laser in a predetermined area for recording a servo reference clock signal of a disc, and the clock head of the servo tracker is configured as an optical recording / reading device, and the clock Since the laser is irradiated to the material whose light reflection amount of the disk is changed by the head according to the servo reference clock signal, the reflected light amount is changed to record the servo reference clock, and then the reflected light amount of the light is detected using the clock head. Therefore, since the servo reference clock signal is read, the servo reference clock signal can be written and read at a height of several millimeters away from the disk, thereby preventing damage caused by contact between the clock head and the disk.

Claims (4)

서보 정보의 기록시 동기의 기준이 되는 클럭신호가 기록되는 하드 디스크 드라이브의 정보 저장용 자기 디스크에 있어서,In a magnetic disk for information storage of a hard disk drive in which a clock signal as a reference for synchronization is recorded when recording servo information, 상기 클럭신호가 기록되기 위한 소정 위치에 레이저광의 조사에 의해 반사광량이 달라지는 소정 제재를 가짐을 특징으로 하는 디스크.And a predetermined material whose amount of reflected light is varied by irradiation of laser light at a predetermined position for recording the clock signal. 제1항에 있어서, 상기 소정 제재는 상기 레이저광의 조사시 편광방향이 변화되는 제재임을 특징으로 하는 디스크.The disk according to claim 1, wherein the predetermined material is a material whose polarization direction is changed when the laser light is irradiated. 소정 레이저광을 조사시 반사광량이 변동되는 소정 제재가 동심원 트랙형태로 제공되는 하드 디스크 드라이브의 정보 기록용 디스크에 서보정보의 기록시 동기의 기준이 되는 클럭신호를 기록하고 독출하는 장치에 있어서,An apparatus for recording and reading a clock signal as a reference for synchronizing recording of servo information on an information recording disk of a hard disk drive provided with a predetermined material in which a reflected light amount fluctuates upon irradiation of a predetermined laser light in the form of a concentric track. 상기 레이저광의 조사 유무에 의한 상기 소정 제재의 반사광량의 변동 유무의 일련된 형태로 상기 클럭신호를 기록하고, 상기 클럭신호의 독출시 상기 소정 제재에서 반사되는 반사광량을 감지하여 상기 클럭신호에 대응되는 전기신호를 발생시키는 광픽업장치를 가짐을 특징으로 하는 독출 장치.The clock signal is recorded in a serial form in which the amount of reflected light of the predetermined material is changed depending on whether the laser light is irradiated, and when the clock signal is read, the amount of reflected light reflected by the predetermined material is sensed to correspond to the clock signal. And a light pickup device for generating an electrical signal. 서보 정보의 기록시 동기의 기준이 되는 클럭신호를 하드 디스크 드라이브의 정보 기록용 디스크에 기록하고 독출하는 방법에 있어서,A method of recording and reading a clock signal, which is a reference for synchronization when recording servo information, on an information recording disk of a hard disk drive, 상기 디스크의 최외곽 부분의 소정 동심원 트랙 부분에 소정 기록용 레벨의 레이저광의 조사에 의해 반사광량이 변하는 제재를 미리 제공하는 과정과,Providing in advance a material in which the amount of reflected light is changed by irradiation of laser light of a predetermined recording level to a predetermined concentric track portion of the outermost portion of the disk; 상기 소정 기록용 레벨의 레이저광의 조사 유무에 의한 상기 소정 제재의 반사광량의 변동 유무의 일련된 형태로 상기 클럭신호를 기록하는 과정과,Recording the clock signal in a serial form with or without variation in the amount of reflected light of the predetermined material due to the irradiation of the laser light of the predetermined recording level; 상기 클럭신호가 기록된 소정 제재에 소정 독출용 레벨의 레이저광을 조사하여 반사시키고 상기 클럭신호에 대응되는 반사광량을 검출하므로 클럭신호를 독출하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 기록, 독출 방법.And reading out the clock signal by irradiating and reflecting the laser light of a predetermined reading level to the predetermined material on which the clock signal is recorded, and detecting the reflected light amount corresponding to the clock signal.
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