KR100441417B1 - 부상형 슬라이더 광학헤드의 오염방지 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수십나노미터에서 수 마이크로미터의 간격을 가지며 디스크 미디어와 상호작용을 일으키는 부상형 슬라이더의 광학헤드 오염을 방지하고 보호하기 위한 것이다.

본 발명의 광학헤드 오염방지 구조는, 디스크 표면으로부터 임의의 부상높이를 가지도록 광학헤드를 탑재하여 디스크 표면간 원하는 부상높이를 형성하기 위하여 리딩 에지와 트레일링 에지 그리고 에어베어링을 포함하는 슬라이더와, 상기 슬라이더를 지지 하는 서스펜션과, 상기 광학헤드를 상기 슬라이더의 트레일링 에지에 장착하여 구성되는 부상형 슬라이더에 있어서, 상기 광학헤드의 앞쪽에 이물질을 축적할 수 있는 브이(V)형의 불연속 미세홈을 형성하고, 그 불연속 미세홈과 형상을 이용하여 연결되어 미세홈에 유도되거나 축적되는 이물질을 빠져나가게 하는 미세채널을 구비하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 광학헤드의 신뢰성,내구성,동작안정성 등이 향상된다.

Description

부상형 슬라이더 광학헤드의 오염방지 구조{Contamination reduction structure of optical for Information storage Device head}

본 발명은 수십나노미터에서 수 마이크로미터의 간격을 가지며 디스크 미디어와 상호작용을 일으키는 부상형 슬라이더 광학헤드의 오염을 방지하고 보호하기 위한 것이다.

최근에 제시되고 있는 근접장을 이용한 정보저장기술들은 데이터를 읽거나 쓰기 위해서 광학헤드와 디스크의 간격이 100nm 정도로 작아야 하므로 이를 구현하기 위하여 헤드/디스크 인터페이스 기술인 공기베어링을 이용하여 헤드가 디스크 표면 위에서 일정높이를 유지하며 부상하는 방식을 이용하는 것이 제시되고 있다. 이를 위해서 현재 하드디스크에서 이용되고 있는 공기베어링 표면을 가지는 슬라이더의 적용이 제시되어 있다.

부상형 슬라이더를 적용하는 기술은 정보저장기기에서 광학헤드와 디스크의 간격을 수십 나노미터 정도의 극소 간격으로 유지하여 디스크와의 원할한 상호작용이 가능하도록 하는 기술로서, 광학헤드를 탑재한 슬라이더는 서스펜션으로 연결되어 일정한 부상높이(flying height)를 가지고 디스크 표면 위를 떠다니도록 설계하고 있다.

도 1은 광학헤드(20)가 장착된 슬라이더(10)의 예를 도식적으로 나타낸다.도 2는 광학헤드(20)가 장착되어 부상하는 헤드/디스크 인터페이스를 나타내는 개략도이다.

광학헤드 및 슬라이더/디스크 인터페이스의 기본 구조는 디스크(30) 표면으로부터 임의의 부상높이를 가지도록 광학헤드(20)를 탑재한 슬라이더(10)를 구성하고, 이 슬라이더(10)는 서스펜션(40)으로 지지시켜 놓은 형태로 된다.

부상형 슬라이더(10)는 도 2와 같이 디스크(30) 표면간 원하는 부상높이 'H'를 형성하기 위하여 리딩 에지(11)와 트레일링 에지(12) 그리고 에어베어링표면(13) 등을 포함하는 형상으로 설계 되는데, 여기서, 부상형 슬라이더(10)의 아랫면에는 공기베어링을 위한 표면이 형성되고, 광학헤드(20)는 트레일링 에지(12)에 장착되게 된다.

광학을 이용한 정보저장장치는 대부분 이동식 디스크 미디어를 사용하고 있으며, 차세대 광학정보저장장치로 대두되고 있는 근접장 광학정보저장기기도 이동성이 고려되고 있음을 볼 때, 구조적으로 이물질에 쉽게 노출되기 쉬운 취약점을 갖게된다. 그 대안으로 카트리지를 이용하여 이동식 디스크를 보호하는 기술을 적용하고자 하였으나 특별한 밀폐장치를 통하여도 광학헤드(20)는 외부와 차단 되지 않으며, 오히려 카트리지내로 유입된 입자들은 디스크 표면 위에 응착될 확률을 높혔다.

광학헤드(20)는 구조적으로 이물질에 대하여 취약하다. 이물질이 광학헤드(20)에 장착될 경우 부상형 슬라이더(10)의 부상성을 감소시키거나 레이저의 파워 손실이 발생하여 데이터의 읽기/쓰기 성능을 감소 시킨다. 특히 근접장 광학정보저장장치는 극소부상높이를 가지므로 이물질은 광학헤드(20)의 작동성능에 직접적인 영향을 미치게 되어 이물질이 광학헤드(20)와 디스크(30) 사이에 삽입될 경우 데이터를 읽고 쓰는 자체가 불가능하다. 또한, 디스크(30) 재료로서 폴리 카본(Poly Carbonate)를 이용한 합성수지계 디스크(Plastic Disk)의 사용이 보편화 되어 있는데, 이와 같은 디스크(30)는 상대적으로 강성이 작으므로 디스크 자체의 런-아웃(run-out) 및 동요(wobble)가 크므로 광학헤드(20)와의 접촉이 일어날 확률도 크다. 또힌 광학헤드(20)와 디스크(30)의 상호작용시 국부적인 온도 상승에 의하여 각종 물질이 증발하여 광학헤드(20)에 달라붙게 될 확률도 많다. 즉 근접장 저장장치의 경우 광학헤드(20)는 이물질에 보다 취약할 수 밖에 없으며, 광학헤드/디스크의 접촉이 일어나거나 이물질이 광학헤드(20)에 응착될 확률이 증가하게 된다. 그러므로 광학헤드(20)를 보호하기 위한 기술이 필수적으로 요구되고 있는 실정이나 실제로 이를 구현하기 위하여 제시된 방법은 거의 전무하다. 그러므로 차세대 기술인 근접장 광학계, 또는 기타 마이크로 렌즈를 이용한 광학정보저장장치에서 각종 이물질로부터 광학헤드를 보호하기 위한 효과적인 방법이 요구되고 있는 실정이다.

그러나 현재까지 이물질로부터 부상형 슬라이더의 오염을 방지하는 기술은 유동해석을 통하여 공기의 흐름이 헤드를 피해가도록 설계하는 기술과 디스크 드라이브 내에 필터를 두어 디스크 드라이브 내의 청정도를 높이는 수준에 그치고 있다. 이와 같은 기술만으로는 이물질이 헤드 슬라이더/디스크 사이에 유입되는 것을 방지하는 데는 한계가 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 극소 부상높이를 가지는 부상형 슬라이더에 장착되는 광학헤드를 이물질로부터 보호하는데 유리한 오염방지 구조를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 기존 광학계의 설계변경 없이 약간의 공정 추가나 수정을 통해 광학 헤드를 보호할 수 있게 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 각종 이물질로부터 광학헤드를 보호함으로써 광학식 정보저장장치의 에러 발생을 감소 시키고, 광학헤드에 대한 오염물질 축적을 미연에 방지하여 정보저장장치의 수명을 연장 시키는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 고속,고밀도화되가는 차세대 정보저장장치 및 정보저장기술에 다양한 활용범위를 가지는 오염방지 구조를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광학헤드의 오염방지 구조는, 디스크 표면으로부터 임의의 부상높이를 가지도록 광학헤드를 탑재하여 디스크 표면간 원하는 부상높이를 형성하기 위하여 리딩 에지와 트레일링 에지 그리고 에어베어링을 포함하는 슬라이더와, 상기 슬라이더를 지지 하는 서스펜션과, 상기 광학헤드를 상기 슬라이더의 트레일링 에지에 장착하여 구성되는 부상형 슬라이더에 있어서,상기 광학헤드의 앞쪽에 이물질을 축적할 수 있는 브이(V)형의 불연속 미세홈을 형성하고, 그 불연속 미세홈과 형상을 이용하여 연결되어 미세홈에 유도되거나 축적되는 이물질을 빠져나가게 하는 미세채널을 구비하는 것을 특징으로 한다.이렇게 광학헤드의 주변부에 미세홈을 형성하는 경우 광학헤드로 향하는 이물질의 유입 현상을 유도.축적할 수 있으므로 헤드 오염을 줄일 수 있게 된다.

도 1은 근접장 저장장치를 구현하기 위하여 광학헤드를 장착한 부상형 슬라이더의 도식도

도 2는 광학헤드를 부상 시키는 슬라이더의 도식도

도 3은 슬라이더 공기베어링에서의 마멸입자 거동을 나타내는 사진

도 3은 이물질이 응착된 광학헤드의 평면사진

도 4는 공기베어링을 이용한 슬라이더의 이물질 거동을 나타낸 평면사진

도 5의 (a)~(f)는 본 발명에 따른 다양한 미세홈의 형상을 나타낸 것으로, (a)(b)(e)(f)는 각각 불연속형 미세홈의 형상, (c)(d)는 연속형 미세홈의 형상을 보인 도면

도 6은 본 발명에 따른 V형상을 자지는 미세홈에서의 입자 거동을 나타내는 평면 사진

도 7은 본 발명에 따른 V형상을 가지는 미세홈에 적용된 미세 채널의 구성예를 나타낸 도면

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10:슬라이더 20:광학헤드

30:디스크 40:서스펜션(suspension)

50:미세홈 50a.50b.50c:미세채널

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참고로 설명하면 다음과 같다.

도 3은 이물질이 응착된 광학헤드의 평면사진 이고, 도 4는 공기베어링을 이용한 슬라이더의 이물질 거동을 나타낸 평면사진이며, 도 5의 (a)~(f)는 본 발명에 따른 다양한 미세홈의 형상을 나타낸 것이다. 도 6은 V형상을 가지는 미세홈에서의 입자 거동을 나타내는 평면 사진이며, 도 7은 V형상을 가지는 미세홈에 적용된 미세 채널의 구성예를 나타낸다.

본 발명은 디스크(30) 표면으로부터 임의의 부상높이를 가지도록 광학헤드(20)를 탑재하여 디스크(30) 표면간 원하는 부상높이를 형성하기 위하여 리딩 에지와 트레일링 에지 그리고 에어베어링을 포함하는 슬라이더(10)와, 상기 슬라이더(10)를 지지 하는 서스펜션(40)과, 상기 광학헤드(20)를 상기슬라이더(10)의 트레일링 에지에 장착하여 구성되는 부상형 슬라이더에 있어서, 디스크(30)와 일정한 간격을 유지하는 광학헤드(20)나 광학헤드(20)를 장착한 슬라이더(10) 주변에 이물질을 유도.축적하는 미세홈(50)을 형성하여 이물질을 유도.축적하도록 구성된다.

상기 미세홈(50)의 위치는 광학헤드(20)에 대하여 그 형상이 불연속형인 경우 디스크(30)의 운동방향 기준으로 광학헤드(20)의 앞쪽에 둔다.(도 5의 (a),(b),(e),(f))

상기 미세홈(50)은 그 형상을 광학헤드(20)의 외부를 포위하는 연속형으로 형성할 수도 있다.(도 5의 (c),(d))

상기 미세홈(50)은 도 6과 같이 하나의 미세홈(50)의 형상을 따르는 다수의 마이크로 채널(50a)(50b)의 적용도 가능하다.

본 발명은, 도 7과 같이, 광학헤드의 앞쪽에 이물질을 축적할 수 있는 브이(V)형의 불연속 미세홈을 형성하고, 그 불연속 미세홈과 형상을 이용하여 연결되어 미세홈에 유도되거나 축적되는 이물질을 빠져나가게 하는 미세채널을 구비하는 것을 특징으로 한다.즉, 광학헤드(20)의 앞쪽에 브이형의 불연속 미세홈(50)을 형성하고, 그 미세홈(50)의 형상을 이용하여 유도된 이물질을 빠져나가게 하는 미세채널(50c)을 상기 미세홈(50)에 연결되도록 구성한다.

본 발명은 외부에서 유입되는 각종 이물질, 이동식 디스크 표면에 응착되어 광학헤드/디스크 사이로 유입되는 이물질, 광학헤드(20)와 디스크(30)의 접촉으로부터 발생하는 마멸입자 등으로부터 광학헤드(20)를 보호 함으로써, 광학정보저장장치의 신뢰성 및 내구성을 향상 시킨다.

특히, 본 발명은 디스크(30) 표면으로부터 일정높이를 유지하기 위하여 공기베어링을 이용하여 부상하는 방식에 적용 가능하며, 광학헤드(20)의 주변 리딩 에지쪽에 간단한 미세홈(50)만을 형성하여 구현 가능하므로 슬라이더 구성중 간단한 미세홈 가공 공정만을 추가함으로서 구현된다.

공기베어링을 이용하는 광학헤드(20)의 경우에는 슬라이더(10)의 부상높이에 영향을 주지 않는 범위내에서 미세홈(50)을 형성한다.

본 발명을 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

광학정보저장장치에서 데이터를 읽고 쓰기 위해서는 도 2와 같이 광학헤드(20)에 장착된 렌즈(21)와 디스크(30)의 간격을 일정하게 유지시켜야 한다. 광학헤드(20)가 도 3과 같이 이물질에 의하여 오염될 경우, 데이터의 읽기나 쓰기가 원활하지 못하여 에러가 발생되며, 이러한 과정이 반복되어 파손이 진행되면 정보저장장치 자체를 못쓰게 된다. 공기베어링을 형성하기 위해서는 압력을 지지하기 위한 공기베어링표면이 필요한데, 각종 오염물질이 헤드와 디스크 사이에 유입되게 되면 도 4와 같이 공기베어링 표면을 가지는 자기 슬라이더의 경우 이물질이 단차를 가지는 곳에 걸리는 것을 알 수 있다. 본 발명은 이물질 이동 현상을 근거로 광학헤드(20) 앞쪽에 미세홈(50)을 가공하여 광학헤드(20) 쪽으로 유입되는 미세 입자들을 미세홈(50)을 통해 축적하는 것이다. 여기서 실제 발생하는 입자들은 일반적으로 마이크로미터 이하의 크기를 가지므로 미세홈(50)의 폭과 갚이는 수 마이크로미터 정도로 충분하며, 보호하고자 하는 광학헤드의 크기를 고려하여 가공된다.

도 5의 (a)~(f)는 미세홈(50)이 광학헤드/슬라이더에 적용된 구체화된 미세홈(50)의 형상을 각각 나타낸다. 크게 연속/불연속형 미세홈(50)으로 구분하여 다양한 형상을 선택적으로 적용할 수 있으며 미세홈(50)을 여러개 배열하는 것도 가능하다.

이와 같이 미세홈(50)에 의하여 광학헤드(20) 쪽으로 이동되는 이물질을 근본적으로 방지하여 광학헤드(20)의 작동성능을 향상 시킬 수 있을 뿐만아니라 정보저장장치의 수명과 신뢰성을 증가시킬 수 있다. 또한 미세홈(50)을 통하여 유도된 이물질은 도 6과 같이 미세홈(50)의 형상을 따라 이동하는 성향을 가지므로 이물질(Particle Behavior)이 빠져나가 드라이브내에 위치한 필터나 벽에 달라붙도록 하기 위한 다수의 마이크로 채널(50a)(50b)의 적용도 가능하다.

또한 7과 같이 V형 불연속 미세홈(50)의 형상을 이용하여 유도된 이물질을 빠져나가게 하는 미세채널(50c)을 형성하는 경우 이물질을 미세채널(50c)을 통해 밖으로 빠져나가게 할 수 있으므로 다량의 이물질을 효과적으로 처리할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 다양한 미세홈(50)(50a)(50b)(50c)을 적절하게 선택하여 광학헤드(20)에 적용할 수 있으며, 헤드의 특성이나 크기 등을 고려하여 적용하는 경우 이물질에 의한 헤드 오염을 설계변경 없이 줄일 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명은 기존 광학계의 큰 설계변경 없이 약간의 미세홈 가공 공정을 추가하거나 수정함으로써 광학헤드를 보호할 수 있으며, 각종 이물질로부터 광학헤드를 보호하여 광학식 정보저장장치의 에러 발생을 감소 시킬 수 있고, 또한 광학헤드에 오염물질이 축적되는 현상을 미연에 방지하여 광학식 정보저장장치의수명을 향상시킬 수 있는 효과가 있으며, 또한 차세대 정보저장장치로의 응용이 가능하므로 고속,고밀도화되어 가는 정보저장장치에서 다양한 활용범위를 가지는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 광학헤드와, 상기 광학헤드를 디스크 표면으로부터 임의의 부상높이를 가지도록 탑재하여 디스크 표면간 원하는 부상높이를 형성하기 위하여 리딩 에지와 트레일링 에지 그리고 에어베어링을 포함하는 슬라이더와, 상기 슬라이더를 지지 하는 서스펜션과, 상기 광학헤드를 상기 슬라이더의 트레일링 에지에 장착하여 구성되는 부상형 슬라이더에 있어서,

   상기 광학헤드의 앞쪽에 이물질을 축적할 수 있는 브이(V)형의 불연속 미세홈을 형성하고, 그 불연속 미세홈과 형상을 이용하여 연결되어 미세홈에 유도되거나 축적되는 이물질을 빠져나가게 하는 미세채널을 구비하는 것을 특징으로 하는 부상형 슬라이더 광학헤드의 오염방지 구조.