KR100817051B1 - 하드디스크 드라이브의 리트랙트 방법, 이를 적용한하드디스크 드라이브 그리고 이에 적합한 기록 매체 - Google Patents

하드디스크 드라이브의 리트랙트 방법, 이를 적용한하드디스크 드라이브 그리고 이에 적합한 기록 매체 Download PDF

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KR100817051B1 KR1020050105745A KR20050105745A KR100817051B1 KR 100817051 B1 KR100817051 B1 KR 100817051B1 KR 1020050105745 A KR1020050105745 A KR 1020050105745A KR 20050105745 A KR20050105745 A KR 20050105745A KR 100817051 B1 KR100817051 B1 KR 100817051B1
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Abstract

본 발명은 리트랙트 동작의 개시 이후 소정 기간 동안 스핀들 모터를 추가적으로 구동함에 의해 추가적인 부양력을 얻어서, 파킹 및 언로딩을 위한 시간을 보상하는 리트랙트 방법, 이를 적용한 하드디스크 드라이브 그리고 이에 적합한 기록 매체에 관한 것이다.
본 발명에 따른 하드디스크 드라이브의 리트랙트 방법은 리트랙트 조건의 검출에 응답하여 헤드를 리트랙트 영역으로 리트랙트시키는 하드디스크 드라이브의 리트랙트 방법에 있어서, 리트랙트 동작의 초기에 적어도 소정 기간 동안 스핀들 모터를 구동하여 디스크를 회전시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 하드디스크 드라이브의 리트랙트 방법에 의하면, 리트랙트 동작의 개시 이후 소정 기간 동안 스핀들 모터를 추가적으로 구동함에 의해 추가적인 부양력을 얻어서, 파킹 및 언로딩을 위한 시간을 보상할 수 있으므로 안정적인 리트랙트 동작을 수행할 수 있는 효과를 가진다.

Description

하드디스크 드라이브의 리트랙트 방법, 이를 적용한 하드디스크 드라이브 그리고 이에 적합한 기록 매체{Retract method of hard disk drive, hard disk drive thereof and recording method thereof}
도 1은 파킹 방식을 채택한 하드디스크 드라이브를 보이는 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 하드디스크 드라이브의 래치 장치의 구성을 보이는 것이다.
도 3은 램프 방식을 채택한 하드디스크 드라이브를 보이는 것이다.
도 4는 도 3에 도시된 램프를 보이는 단면도이다.
도 5는 종래의 리트랙트 방법을 도식적으로 설명하기 위한 그래프들이다.
도 6은 본 발명에 따른 하드디스크 드라이브의 리트랙트 방법을 도식적으로 설명하기 위한 그래프들이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리트랙트 방법을 보이는 흐름도이다.
도 8은 본 발명에 따른 리트랙트 방법을 채택한 하드 디스크 드라이브를 제어하는 제어장치(200)의 블록도를 나타낸다.
본 발명은 하드디스크 드라이브의 리트랙트에 관한 것으로서 특히, 리트랙트 동작의 개시 이후 소정 기간 동안 스핀들 모터를 추가적으로 구동함에 의해 추가적인 부양력을 얻어서, 파킹 및 언로딩을 위한 시간을 보상하는 리트랙트 방법, 이를 적용한 하드디스크 드라이브 그리고 이를 수행하기 위한 프로그램이 기록된 기록 매체에 관한 것이다.
하드디스크 드라이브는 정보 저장을 위해 사용되는 기록 장치이다. 통상적으로 정보는 자기 디스크의 동심원형 트랙들 위에 기록된다. 디스크는 스핀 모터에 회전 가능하도록 탑재되고, 정보는 보이스 코일 모터(voice coil motor; VCM)에 의해 회전되는 액튜에이터(actuator)에 탑재된 헤드에 의해 액세스 된다. 보이스 코일 모터는 보이스 코일 모터 구동 전류에 의해 액튜에이터를 회전시키며, 그 결과 헤드가 디스크를 가로질러 이동된다.
헤드는 디스크의 표면으로부터 나오는 자기장의 변화를 감지하여 디스크 표면에 기록된 정보를 판독한다. 한편, 데이터를 기록하기 위해 기록 전류가 헤드로 공급되며, 기록 전류에 의해 헤드로부터 자계가 발생된다. 이 자계에 의해 디스크 표면이 자화되어 데이터가 디스크에 기록된다.
하드디스크 드라이브에 있어서, 아이들 상태(idle state)가 지속될 때, 외부 충격이 검출될 때, 낙하 상태가 검출될 때, 하드디스크 드라이브의 구동을 종료시킬 때, 하드디스크 드라이브의 구동 전원이 갑자기 차단될 때 등등 즉, 전력 절감이 요구될 경우나 헤드 및 디스크를 충격으로부터 보호할 필요가 있을 경우에 헤드 를 파킹 존(parking zone)이나 램프(ramp) 상으로 퇴피시키는 소위 리트랙트(retract) 동작이 수행된다.
리트랙트 동작에 있어서, 먼저 스핀들 모터 구동 전원이 차단되며, 이에 따라 스핀들 모터는 디스크의 회전 관성에 의해 자유 회전한다. 또한, 스핀들 모터의 자유 회전에 의해 발생되는 역기전력을 VCM 구동부에 인가하여 헤드를 파킹 영역으로 이동시키거나 혹은 램프 위로 언로드시킨다.
도 1은 파킹 방식을 채택한 하드디스크 드라이브를 보이는 것이다. 도 1을 참조하면, 하드 디스크 드라이브(100)는 스핀들 모터(114)에 의하여 회전되는 적어도 하나의 디스크(12)를 포함하고 있다. 하드 디스크 드라이브(100)는 디스크(12)의 표면에 인접되게 위치한 헤드(16)를 또한 포함하고 있다.
헤드(16)는 디스크(12)의 표면에 형성된 자계를 감지하거나 디스크(12)의 표면을 자화시킴에 의해 디스크(12)로부터 정보를 읽거나 기록할 수 있다. 비록 도 1에 있어서 단일의 헤드로 도시되어 있지만, 이는 디스크(12)를 자화시키기 위한 기록용 헤드와 디스크(12)의 자계를 감지하기 위한 분리된 읽기용 헤드로 이루어져 있다고 이해되어야 한다.
슬라이더(20)는 헤드(16)와 디스크(12)의 표면 사이에 공기 베어링(air bearing)을 생성시키는 구조로 되어 있다. 슬라이더(20)는 헤드 스택 어셈블리(HSA; head stack assembly, 22)에 결합되어 있다. 헤드 스택 어셈블리(22)는 보이스 코일(26)을 갖는 액튜에이터 암(24)에 부착되어 있다. 보이스 코일(26)은 그것과 더불어 VCM(30)을 특정하는 마그네틱 어셈블리(28)에 인접되게 위치하고 있다. 보이스 코일(26)에 공급되는 VCM 구동 전류는 베어링 어셈블리(32)에 대하여 액튜에이터 암(24)을 회전시키는 토오크를 발생시킨다. 액튜에이터 암(24)의 회전은 디스크(12)의 표면을 가로질러 헤드(16)를 이동시킨다.
VCM 구동 전류가 인가되지 않을 경우, 헤드(16)는 플렉시블 인쇄회로기판(flexible printed circuit board; FPCB, 38)의 작용에 의해 디스크 상의 소정 위치에 위치된다.
정보는 디스크(12) 상의 트랙들(34)에 저장된다. 디스크(12)는 일반적으로 데이터가 기록되는 데이터 영역(data zone), 헤드가 파킹되는 파킹 존(parking zone, 36)으로 구성된다.
도 1에 도시된 하드디스크 드라이브는 리트랙트 동작에 있어서 스핀들 모터에서 발생되는 역기전력에 의해 디스크(12)의 내주 쪽 즉, 도 1에서 점선으로 도시된 파킹 존(36)으로 헤드(16)를 이동시킨다.
도 2는 도 1에 도시된 하드디스크 드라이브의 래치 장치의 구성을 보이는 것이다. 래치 장치(A)는 헤드가 파킹 존(36)까지 이동되었을 때 액튜에이터(22)를 래치(latch)하여 움직이지 못하게 하기 위한 것이다. 래치 장치(A)는 액튜에이터 암(24)의 단부에서 연장되어 설치되는 철편(40)과 자력에 의해 철편(40)을 부착시키는 영구자석(42)을 구비한다.
도 3은 램프 방식을 채택한 하드디스크 드라이브를 보이는 것이다. 도 3에 도시된 장치를 설명함 있어서 도 1에 도시된 장치와 유사한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이고 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 3에 도시된 하드디스크 드라이브는 리트랙트 동작에 있어서 스핀들 모터(14)에서 발생되는 역기전력에 의해 헤드(16)를 디스크(12)의 외주 쪽에 설치된 램프(6) 위에 놓여지게 한다.
도 4는 도 3에 도시된 램프를 보이는 단면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이 리트랙트 동작에 있어서 헤드(16)는 램프(6)의 경사면(6d)을 타고 올라가 안착면(6a)에 안착된다. 실제로는 슬라이더(20) 밑에 설치된 돌기(20a)가 램프(6)와 접촉된다.
최근 들어 하드디스크 드라이브를 채택하는 모바일 기기(mobile device)가 활성화됨에 따라, 하드디스크 드라이브의 사이즈도 점점 작아지고 있다. 하드디스크 드라이브의 사이즈가 작아진다는 것은 정보를 기록하는 디스크의 사이즈 및 회전 관성이 작아지며 그리고 스핀들 모터에서 발생되는 역기전력이 작아지는 것을 의미한다.
따라서, 작은 사이즈의 하드디스크 드라이브에 있어서는 스핀들 모터로부터 헤드를 파킹 존 까지 이동시키거나, 또는 헤드를 램프 위로 올릴 수 있을 정도의 충분한 역기전력이 얻기가 어렵게 된다.
이를 해결하기 위한 종래의 방법은 부가적인 충전 회로를 이용하는 것이다. 즉, 하드디스크 드라이브가 구동되는 동안 충전 회로를 통하여 충전 전원을 얻고, 이 충전 전원을 이용하여 헤드를 리트랙트시키는 것이다.
리트랙트 동작에 있어서 헤드는 디스크가 회전 관성에 의해 자유 회전하는 동안 파킹 존까지 이동되거나, 또는 스핀들 모터에서 발생되는 역기전력이 헤드를 램프 상에 올리기에 충분한 동안에 램프까지 이동되어야 한다.
만일, 스핀들 모터에서 발생되는 역기전력이 헤드를 파킹 존까지 혹은 램프까지 이동시키기에 충분하지 않거나, 또는 헤드가 램프의 경사면을 타고 올라가도록 하기에 충분하지 않다면, 헤드는 디스크의 데이터 영역에 내려앉게 되고, 그 결과 헤드 및 디스크가 손상될 수 있다.
도 5는 종래의 리트랙트 방법을 도식적으로 설명하기 위한 그래프이다. 도 5는 하드디스크 드라이브의 구동 전원이 갑자기 차단되는 경우를 들어 설명하는 것이다. 도 5(a)는 하드디스크 드라이브의 구동 전원을 보이는 것이고, 도 5(b)는 하드디스크 드라이브의 구동 전원이 소정의 문턱값(th1) 이하로 내려갔을 때 발생되는 파워 리셋 신호(power of reset; POR)를 보이는 것이고, 5(c)는 바람직한 스핀들 모터의 회전 속도를 보이는 것이며 그리고 도 5(d)는 바람직하지 않은 스핀들 모터의 회전 속도를 보이는 것이다.
도 5(a) 및 도 5(b)를 참조하면, 하드디스크 드라이브의 구동 전원이 소정의 문턱값(th1)보다 내려갔을 때 파워 리셋 신호 POR이 발생되며, 이 시점(t0)에서부터 리트랙트 동작이 개시된다. 문턱값(th1)은 하드디스크 드라이브의 구동 전원보다 약 15% 정도 낮게 설정된다.
파워 리셋 신호 POR이 발생되면, 스핀들 모터를 구동하는 스핀들 모터 구동부에 인가되는 스핀들 모터 구동 전원이 차단되며, 이에 따라 스핀들 모터는 디스크의 회전 관성에 의해 자유 회전하여 역기전력을 발생한다.
도 5(c)를 참조하면, 스핀들 모터의 회전 속도는 시간의 경과와 더불어 감소 한다. 이는 디스크와 공기의 마찰, 스핀들 모터의 회전 마찰 때문이다. 디스크의 회전 관성이 충분하다면, t1시점에서 헤드는 파킹 존 근처까지 이동되거나 램프 근처까지 이동되고, t1 시점 이후 파킹 존으로 완전히 이동되거나 램프 상에 올려진다.
파킹 방식의 하드디스크 드라이브에 있어서 헤드가 파킹 존으로 완전히 이동되면 래치 장치가 작동하여 액튜에이터는 고정된다. 또한, 스핀들 모터의 회전 속도가 감소함에 따라 헤드 부양력이 감소하며 결국 헤드는 파킹 존에 내려앉게 된다.
한편, 램프 방식의 하드디스크 드라이브에 있어서는 스핀들 모터에서 발생되는 역기전력에 의해 헤드는 램프의 경사면을 타고 올라가 안착면에 안착된다.
그렇지만, 디스크의 회전 관성이 충분히 크기 않은 경우에는 정상적인 리트랙트 동작이 수행되지 못한다.
도 5(d)의 그래프(52)를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 스핀들 모터에서 발생되는 역기전력이 헤드를 파킹 존까지 혹은 램프까지 이동시키기에 충분하지 않다면, 헤드는 디스크의 데이터 영역에 내려앉게 된다. 한편, 도 5(d)의 그래프(54)를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 램프 방식의 하드디스크 드라이브에 있어서, t1시점에서의 스핀들 모터에서 발생되는 역기전력이 헤드를 램프 상에 올릴 정도로 충분하지 않다면 즉, 스핀들 모터의 회전 속도가 문턱값(th2)보다 작다면, 헤드는 램프 위로 올려지지 못하고 디스크의 데이터 영역에 내려앉게 된다.
한편, 도 5(d)에 도시된 바와 같은 스핀들 모터에서 발생되는 역기전력이 부 족한 것을 보상하기 위하여, 헤드를 빠르게 이동시키는 것이 고려될 수 있다. 그렇지만, 이러한 경우에 있어서는 빠른 속도로 인한 관성 때문에, 헤드가 크래쉬 스톱(crash stop, 미도시)에 부딪치거나 혹은 헤드가 램프 상에 올려지더라도 정지할 때의 충격이 매우 커지게 되어, 헤드가 손상될 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 적어도 상기의 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로서, 리트랙트 동작의 개시 이후 소정 기간 동안 스핀들 모터를 추가적으로 구동함에 의해 추가적인 부양력을 얻어서, 파킹 및 언로딩을 위한 시간을 보상하는 리트랙트 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 상기의 리트랙트 방법을 적용한 하드디스크 드라이브를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기의 리트랙트 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽어들일 수 있는 기록 매체를 제공하는 것에 있다.
상기의 목적을 달성하는 본 발명에 따른 하드디스크 드라이브의 리트랙트 방법은
리트랙트 조건의 검출에 응답하여 헤드를 리트랙트 영역으로 리트랙트시키는 하드디스크 드라이브의 리트랙트 방법에 있어서,
리트랙트 동작의 초기에 적어도 소정 기간 동안 스핀들 모터를 구동하여 디스크를 회전시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 바람직하게는 상기 리트랙트 조건은 상기 하드디스크 드라이브의 구동 전원이 갑자기 차단되는 것이며, 상기 소정 기간 동안 상기 하드디스크 드라이브의 구동 전원을 충전함에 의해 얻어지는 충전 전원을 이용하여 상기 스핀들 모터를 구동한다.
또한, 바람직하게는 상기 리트랙트 조건은 상기 하드디스크 드라이브의 구동 전원이 갑자기 차단되는 것 이외의 것이며, 상기 소정 기간 동안 상기 하드디스크 드라이브의 구동 전원에 의해 발생되는 스핀들 모터 구동 전원을 이용하여 상기 스핀들 모터를 구동한다.
상기의 다른 목적을 달성하는 본 발명에 따른 하드디스크 드라이브는
디스크를 회전시키는 스핀들 모터;
헤드를 이동시키는 보이스 코일 모터;
리트랙트 조건이 검출되면 상기 헤드를 리트랙트 영역으로 이동시키는 컨트롤러를 포함하며,
여기서, 상기 컨트롤러는
상기 리트랙트 조건이 검출되면 적어도 소정 기간 동안 상기 스핀들 모터를 구동하여 디스크를 회전시키고 그리고 상기 소정 기간 이후에는 상기 헤드가 상기 리트랙트 영역으로 완전히 이동될 수 있도록 상기 스핀들 모터에서 발생되는 역기전력을 이용하여 상기 보이스 코일 모터를 구동하는 것이 바람직하다.
상기의 또 다른 목적을 달성하는 본 발명에 따른 기록 매체는
하드디스크 드라이브의 구동 전원이 차단되면 헤드를 리트랙트 영역으로 리 트랙트시키는 하드디스크 드라이브의 리트랙트 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽어들일 수 있는 기록 매체에 있어서, 상기 프로그램은
상기 하드디스크 드라이브의 구동 전원을 충전하여 충전 전원을 얻는 과정;
상기 하드디스크 드라이브의 구동 전원이 차단되면, 적어도 소정 기간 동안 상기 충전 전원을 이용하여 스핀들 모터를 구동하여 디스크를 회전시키는 과정; 및
상기 소정 기간 이후에 상기 스핀들 모터에서 발생되는 역기전력을 이용하여 상기 헤드를 상기 리트랙트 영역으로 이동시키는 보이스 코일 모터 구동 과정을 포함하는 리트랙트 방법을 수행하는 것임을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 하드디스크 드라이브의 리트랙트 방법에 의하면, 리트랙트 동작의 개시 이후 소정 기간 동안 스핀들 모터를 추가적으로 구동함에 의해 추가적인 부양력을 얻어서, 파킹 및 언로딩을 위한 시간을 보상할 수 있으므로 안정적인 리트랙트 동작을 수행할 수 있게 한다.
또한, 본 발명에 따른 리트랙트 방법에 의하면, 리트랙트 동작의 개시 이후 소정 기간 동안 스핀들 모터를 추가적으로 구동함에 의해 디스크의 자유 회전을 통해 추가적인 역기전력을 얻어서 안정적인 리트랙트 동작을 수행할 수 있게 한다.
또한, 본 발명에 따른 리트랙트 방법에 의하면, 리트랙트를 위하여 헤드를 지나치게 빠른 속도로 이동시킬 필요가 없으므로, 헤드가 충격에 의해 손상될 위험성이 제거된다.
또한, 본 발명에 따른 리트랙트 방법에 의하면, 전원이 제거되는 비상 상황(emergency)에서도 안정적인 파킹 및 언로딩 동작을 수행할 수 있어서, 디스크 드 라이브의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 동작을 상세히 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명에 따른 하드디스크 드라이브의 리트랙트 방법을 도식적으로 설명하기 위한 그래프들이다. 도 6은 하드디스크 드라이브의 구동 전원이 갑자기 차단되는 경우를 들어 설명하는 것이다. 도 6(a)는 하드디스크 드라이브의 구동 전원을 보이는 것이고, 도 6(b)는 하드디스크 드라이브의 구동 전원이 소정의 문턱값(th1) 이하로 내려갔을 때 발생되는 파워 리셋 신호(power of reset; POR)를 보이는 것이고, 6(c)는 본 발명에 따른 리트랙트 방법에 따른 스핀들 모터의 회전 속도를 보이는 것이다.
도 6(a) 및 도 6(b)를 참조하면, 하드디스크 드라이브의 구동 전원이 소정의 문턱값(th1)보다 내려갔을 때 파워 리셋 신호 POR이 발생되며, 이 시점(t0)에서부터 리트랙트 동작이 개시된다.
리트랙트 동작이 개시되면, 종래와는 다르게, 스핀들 모터는 소정 기간 동안 예를 들어, t0~t2동안, 계속 구동된다.
도 5(c)를 참조하면, POR이 검출되는 시점에서 스핀들 모터 구동 전원은 정상 상태 즉, 하드디스크 드라이브의 정상적인 구동 전원에 상응하는 값보다 떨어져 있는 상태이다. 종래의 리트랙트 방법에서와 같이 POR이 검출되는 시점(t0)에서 스핀들 모터 구동 전원을 차단하게 되면, 스핀들 모터로부터는 디스크의 규정된 회전 속도에서 멈출 때 얻어지는 역기전력보다 낮은 역기전력이 발생된다. 또한, POR이 검출된 이후 헤드가 안정되기를 기다려 리트랙트 동작을 개시하게 된다면 지연 시간만큼 스핀들 모터의 회전 속도가 더욱 떨어져서 스핀들 모터에서 발생되는 역기전력은 더욱 낮아진다.
따라서, 본 발명에서는 리트랙트 동작이 개시된 후에도 소정 기간 동안 스핀들 모터 구동 전원을 계속 인가함에 의해 안전한 리트랙트 동작을 수행하기에 충분한 부양력 및 역기전력이 얻어지게 한다.
하드디스크 드라이브의 구동 전원이 차단된 상태에서 스핀들 모터를 구동하기 위하여 충전 회로가 제공된다. 충전 회로에 의해 얻어지는 충전 전원을 스핀들 모터 구동부에 인가함에 의해 t0~t2 동안 스핀들 모터는 계속 회전하여 추가적인 부양력(B1 혹은 B2)을 얻게 된다.
t2 이후에는 스핀들 모터 구동부에 인가되는 충전 전원도 차단된다. 이에 따라 스핀들 모터는 디스크의 회전 관성에 의해 자유 회전하여 역기전력을 발생한다. 스핀들 모터 구동부에 인가되던 충전 전원이 차단됨에 따라 스핀들 모터의 회전 속도는 점차로 감소하여 결국에는 정지한다.
파킹 방식의 하드디스크 드라이브에 있어서, 스핀들 모터의 회전 속도가 점차로 감소하여 정지함에 따라 헤드는 파킹 존에 내려앉게 된다. 이 경우 디스크의 회전 관성이 작으면 스핀들 모터의 역기전력이 작아서 헤드는 파킹 존에 도달하지 못하고 디스크의 데이터 영역에 내려 앉게 된다. 본 발명에 있어서는 리트랙트 동작이 개시된 후 충전 회로에서 발생된 충전 전원에 의해 스핀들 모터를 추가적으로 구동함으로써 헤드를 파킹 시키기에 충분한 정도의 역기전력이 발생하도록 한다.
한편, 램프 방식의 하드디스크 드라이브에 있어서는, 스핀들 모터에서 발생되는 역기전력에 의해 헤드는 램프 위로 올려지게 된다. 이때, 디스크의 회전 관성이 작으면, 스핀들 모터의 역기전력이 작아서 헤드는 램프 위로 올려지지 못하고 디스크의 데이터 영역에 내려 앉게 된다. 본 발명에 있어서는 리트랙트 동작이 개시된 후 충전 회로에서 발생된 충전 전원에 의해 소정 시간 동안 스핀들 모터를 추가적으로 구동함으로써 헤드를 램프 위로 올리기에 충분한 정도의 역기전력이 발생하도록 한다.
한편, 하드디스크 드라이브의 구동 전원이 차단되지 않은 상태에서의 리트랙트 동작에 있어서는, 충전 전원 혹은 스핀들 모터 구동 전원이 선택적으로 사용될 수 있다.
본 발명에 있어서, 스핀들 모터 구동 전원은 하드디스크 드라이브의 파워 서플라이(미도시)에 의해 발생되며, 하드디스크 드라이브의 구동시 사용되고 그리고 하드디스크 드라이브의 구동 전원이 차단될 경우 같이 차단되는 전원을 나타내기 위하여 사용된다. 이에 비해 충전 전원은 충전 회로에 의해 발생되며, 하드디스크 드라이브의 구동시에는 사용되지 않고 그리고 하드디스크 드라이브의 구동 전원이 차단되면 방전에 의해 서서히 감소되는 전원을 나타내기 위하여 사용된다.
도 6을 참조하며 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 리트랙트 방법에 의하면, 리트랙트 동작의 개시 이후 소정 기간 동안 스핀들 모터를 추가적으로 구동함에 의해 디스크의 자유 회전을 통해 추가적인 역기전력을 얻어서 안정적인 리트랙트 동작을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 리트랙트 방법에 의하면 리트랙트 동작이 개시된 이후 소정 기간 동안 스핀들 모터를 계속 회전시킴에 의해 스핀들 모터로부터 헤드를 리트랙트 영역으로 이동시킬 정도의 충분한 역기전력이 얻어지므로, 안정된 리트랙트 동작이 수행될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 리트랙트 방법에 의하면 헤드를 지나치게 빠른 속도로 이동시킬 필요가 없기 때문에 헤드가 충격에 의해 손상될 위험성이 경감된다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리트랙트 방법을 보이는 흐름도이다.
먼저, 리트랙트 조건이 검출된다. (s702)
리트랙트 조건은 아이들 상태(idle state)가 지속될 때, 외부 충격이 검출될 때, 낙하 상태가 검출될 때, 하드디스크 드라이브의 구동을 종료 시킬 때, 하드디스크 드라이브의 구동 전원이 갑자기 차단될 때 등등이다. 이들은 다시 하드디스크 드라이브의 구동 전원이 갑자기 차단되는 경우와 그렇지 않은 경우로 나누어 볼 수 있다.
S702과정에서 리트랙트 조건이 검출되면, VCM 구동 전류가 차단된다. (s704) VCM 구동 전류가 차단되면, 헤드는 FPCB의 장력에 의해 디스크 상의 소정 위치에, 통상 디스크의 가운데, 위치된다.
리트랙트 동작의 초기 소정 기간 동안 스핀들 모터를 구동한다. (s706) 즉, 스핀들 모터 구동부에 스핀들 모터 구동 전원 혹은 충전 전원을 인가한다.
본 발명에 따른 리트랙트 방법에 있어서 하드디스크 드라이브의 구동 전원이 갑자기 차단되는 조건이라면 충전 전원만을 사용하지만, 그렇지 않다면 스핀들 모터 구동 전원 혹은 충전 전원을 선택적으로 사용할 수 있다.
스핀들 모터는 소정 기간 동안 구동된다. 여기서, 소정 기간은 적어도 스핀들 모터를 원하는 회전 속도로 회전시키기 위해 필요한 시간이 된다.
또한, 스핀들 모터의 원하는 회전 속도는 디스크의 회전 관성을 고려하여 결정된다. 즉, 디스크의 사이즈가 작을수록 최대 회전 속도를 높여서 안정된 리트랙트 동작을 수행하기에 충분한 정도의 역기전력이 얻어질 수 있게 한다.
또한, 충전 전원의 크기는 스핀들 모터의 원하는 회전 속도에 의존하여 결정된다.
도 6(c)를 참조하면, 그래프(64)에 의해 알 수 있는 바와 같이, 스핀들 모터의 회전 속도를 규정 속도보다 높게 설정하는 예가 도시된다. 이를 위하여 소정 기간 동안 스핀들 모터의 회전 속도가 원하는 회전 속도가 얻어질 수 있도록, 충전 전원의 크기는 스핀들 모터 구동 전원보다 높게 설정된다.
소정 기간 이후 스핀들 모터 구동부에 인가되는 스핀들 모터 구동 전원 및 충전 전원이 스핀들 모터 구동부에 인가되는 것을 차단한다. (s708) 스핀들 모터 구동부에 인가되는 스핀들 모터 구동 전원 혹은 충전 전원을 차단함에 의해 스핀들 모터로부터 역기전력이 발생한다.
스핀들 모터에서 발생되는 역기전력을 VCM 구동부에 인가한다. (s710)
헤드는 VCM 구동부의 동작에 의해 리트랙트 영역으로 이동된다. 여기서, 리트랙트 영역이라는 용어는 파킹 존 혹은 램프를 나타내기 위하여 사용된다.
도 8은 본 발명에 따른 리트랙트 방법을 채택한 하드 디스크 드라이브를 제어하는 제어장치(200)의 블록도를 나타낸다.
제어장치(200)는 리드/라이트(R/W) 채널 회로(204) 및 리드 프리앰프 & 라이트 드라이버 회로(206)에 의하여 헤드(12)에 결합된 컨트롤러(202)를 포함하고 있다. 컨트롤러(202)는 디지털 신호 프로세서(DSP: Digital Signal Processor), 마이크로프로세서, 마이크로 컨트롤러 등이 된다. 또한, 제어 장치(200)는 충전 회로(220)를 포함한다.
충전 회로(220)는 하드디스크 드라이브의 구동 전원에 의해 충전되며, 충전 전원을 스핀들 모터 구동부(208)에 제공한다. 스핀들 모터 구동 전원 혹은 충전 전원을 제어하기 위하여 스위치들(s1, s2)이 제공된다.
컨트롤러(202)는 디스크(12)로부터 데이터를 리드하거나 또는 디스크(12)에 데이터를 기록하기 위하여 리드/라이트 채널(204)로 제어신호를 공급한다. 또한, 컨트롤러(202)는 리트랙트 동작에 있어서 스핀들 모터 구동 전원 혹은 충전 회로(220)에서 출력되는 충전 전원을 선택적으로 스핀들 모터 구동부(208)에 제공하고 그리고 스핀들 모터에서 발생되는 역기전력을 VCM 구동부(208)에 선택적으로 제공하도록 제어한다. 스핀들 모터에서 발생되는 역기전력이 VCM 구동부(208)에 제공되는 것을 제어하기 위하여 스위치(s3)가 제공된다.
정보는 전형적으로 R/W 채널(204)로부터 호스트 인터페이스 회로(210)로 전송된다. 호스트 인터페이스 회로(210)는 퍼스널 컴퓨터와 같은 시스템에 인터페이스하기 위한 제어 회로를 포함하고 있다.
R/W 채널 회로(204)는 재생 모드에서는 헤드(12)로부터 읽혀져 리드 프리앰프&라이트 드라이버 회로(206)에서 증폭된 아날로그 신호를 호스트 컴퓨터(도면에 미도시)가 판독할 수 있는 디지털 신호로 변조시켜 호스트 인터페이스 회로(210)로 출력하거나 호스트 인터페이스 회로(210)를 통하여 수신된 데이터를 디스크에 기록할 수 있도록 기록 전류로 변환시켜 리드 프리앰프&라이트 드라이버 회로(206)로 출력시킨다.
컨트롤러(202)는 보이스 코일(126)에 구동 전류를 공급하는 VCM 구동부(208)에 또한 결합되어 있다. 컨트롤러(202)는 VCM의 여기 및 헤드의 움직임을 제어하기 위하여 VCM 구동부(208)로 제어신호를 공급한다.
컨트롤러(202)는 읽기 전용 메모리(ROM: Read Only Memory, 214) 또는 플래시 메모리와 같은 비휘발성 메모리 및 랜덤 액세스 메모리(RAM: Random Access Memory, 216)에 결합되어 있다. 메모리(214, 216)는 소프트웨어 루틴을 실행시키기 위하여 컨트롤러(202)에 의하여 사용되는 명령어 및 데이터를 포함하고 있다.
소프트웨어 루틴의 하나로서 도 7에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 리트랙트 방법을 수행하는 프로그램이 있다.
리트랙트 조건이 검출되면, 컨트롤러(202)는 스핀들 모터 구동부(208), VCM 구동부(208) 그리고 스위치들(s1~s3)을 제어하여 리트랙트 동작을 수행한다.
하드디스크 드라이브의 구동 전원이 갑자기 차단되는 경우에 해당하는 리트랙트 동작에 있어서, 컨트롤러(202)는 VCM 구동 전류를 차단하고 충전 회로(220)에서 제공되는 충전 전원을 소정 기간 동안 스핀들 모터 구동부(208)에 인가한다. 소 정 기간 이후 컨트롤러(202)는 충전 전원이 스핀들 모터 구동부(208)에 인가되는 것을 차단하고, 스핀들 모터에서 발생되는 역기전력이 VCM 구동부(208)에 인가되도록 제어한다.
한편, 하드디스크 드라이브의 구동 전원이 갑자기 차단되지 않는 경우에 해당하는 리트랙트 동작이라면, 컨트롤러(202)는 VCM 구동 전류를 차단하고 스핀들 모터 구동 전원이 소정 기간 동안 스핀들 모터 구동부(208)에 인가되도록 제어한다. 소정 기간 이후 컨트롤러(202)는 스핀들 모터 구동 전원이 스핀들 모터 구동부(218)에 인가되는 것을 차단하고, 스핀들 모터에서 발생되는 역기전력이 VCM 구동부(208)에 인가되도록 제어한다.
본 발명은 방법, 장치, 시스템 등으로서 실행될 수 있다. 소프트웨어로 실행될 때, 본 발명의 구성 수단들은 필연적으로 필요한 작업을 실행하는 코드 세그먼트들이다. 프로그램 또는 코드 세그먼트들은 프로세서 판독 가능 매체에 저장되어 질 수 있으며 또는 전송 매체 또는 통신망에서 반송파와 결합된 컴퓨터 데이터 신호에 의하여 전송될 수 있다. 프로세서 판독 가능 매체는 정보를 저장 또는 전송할 수 있는 어떠한 매체도 포함한다. 프로세서 판독 가능 매체의 예로는 전자 회로, 반도체 메모리 소자, ROM, 플래시 메모리, 이레이져블 ROM(EROM: Erasable ROM), 플로피 디스크, 광 디스크, 하드 디스크, 광 섬유 매체, 무선 주파수(RF) 망, 등이 있다. 컴퓨터 데이터 신호는 전자 망 채널, 광 섬유, 공기, 전자계, RF 망, 등과 같은 전송 매체 위로 전파될 수 있는 어떠한 신호도 포함된다.
첨부된 도면에 도시되어 설명된 특정의 실시 예들은 단지 본 발명의 예로서 이해되어 지고, 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 본 발명에 기술된 기술적 사상의 범위에서도 다양한 다른 변경이 발생될 수 있으므로, 본 발명은 보여지거나 기술된 특정의 구성 및 배열로 제한되지 않는 것은 자명하다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 리트랙트 방법에 의하면, 리트랙트 동작의 개시 이후 소정 기간 동안 스핀들 모터를 추가적으로 구동함에 의해 디스크의 자유 회전을 통해 추가적인 역기전력을 얻어서 안정적인 리트랙트 동작을 수행할 수 있는 효과를 가진다.
또한, 본 발명에 따른 하드디스크 드라이브의 리트랙트 방법에 의하면, 리트랙트 동작의 개시 이후 소정 기간 동안 스핀들 모터를 추가적으로 구동함에 의해 추가적인 부양력을 얻어서, 파킹 및 언로딩을 위한 시간을 보상할 수 있으므로 안정적인 리트랙트 동작을 수행할 수 있는 효과를 가진다.
또한, 본 발명에 따른 리트랙트 방법에 의하면, 리트랙트를 위하여 헤드를 지나치게 빠른 속도로 이동시킬 필요가 없으므로 헤드가 충격에 의해 손상될 위험성이 제거된다.
또한, 본 발명에 따른 리트랙트 방법에 의하면, 전원이 제거되는 비상 상황(emergency)에서도 안정적인 파킹 및 언로딩 동작을 수행할 수 있어서, 디스크 드라이브의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.

Claims (20)

  1. 리트랙트 조건의 검출에 응답하여 헤드를 리트랙트 영역으로 리트랙트시키는 하드디스크 드라이브의 리트랙트 방법에 있어서,
    리트랙트 동작 초기의 적어도 소정 기간 동안, 스핀들 모터를 구동하여 디스크를 회전시키는 과정을 포함하는 리트랙트 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 리트랙트 조건은 상기 하드디스크 드라이브의 구동 전원이 갑자기 차단되는 것이며,
    상기 소정 기간 동안 상기 하드디스크 드라이브의 구동 전원을 충전함에 의해 얻어지는 충전 전원을 이용하여 상기 스핀들 모터를 구동하는 것을 특징으로 하는 리트랙트 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 리트랙트 조건은 상기 하드디스크 드라이브의 구동 전원이 차단되지 않은 상태에서 발생된 것이며,
    상기 소정 기간 동안 상기 하드디스크 드라이브의 구동 전원으로부터 발생되는 스핀들 모터 구동 전원을 이용하여 상기 스핀들 모터를 구동하는 것을 특징으로 하는 리트랙트 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 소정 기간 동안 상기 헤드를 이동시키는 보이스 코일 모터에 인가되는 보이스 코일 모터 구동 전류를 차단하는 보이스 코일 모터 구동 전류 차단 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리트랙트 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 소정 기간 동안 상기 스핀들 모터의 회전 속도를 상기 하드디스크 드라이브의 규정 회전 속도 이상으로 회전하도록 구동하는 것을 특징으로 하는 리트랙트 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 소정 기간이 끝나는 시점에서 상기 디스크가 상기 하드디스크 드라이브의 규정 회전 속도 이상으로 회전하도록 구동하는 것을 특징으로 하는 리트랙트 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 소정 기간이 끝나는 시점에서의 상기 디스크의 회전 속도는 상기 디스크의 사이즈에 의존하여 결정되는 것을 특징으로 하는 리트랙트 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 디스크의 회전 속도는 상기 디스크의 사이즈가 작을수록 높아지는 것을 특징으로 하는 리트랙트 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 소정 기간 이후에 상기 스핀들 모터에서 발생되는 역기전력을 이용하여 상기 헤드를 리트랙트 영역까지 리트랙트시키는 보이스 코일 모터를 구동하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리트랙트 방법.
  10. 하드디스크 드라이브의 구동 전원이 차단되면 헤드를 리트랙트 영역으로 리트랙트시키는 하드디스크 드라이브의 리트랙트 방법에 있어서,
    상기 하드디스크 드라이브의 구동 전원을 충전하여 충전 전원을 얻는 과정;
    상기 하드디스크 드라이브의 구동 전원이 차단되면, 리트랙트 동작의 초기 적어도 소정 기간 동안 상기 충전 전원을 이용하여 스핀들 모터를 구동하여 디스크를 회전시키는 과정; 및
    상기 소정 기간 이후에 상기 스핀들 모터에서 발생되는 역기전력을 이용하여 상기 헤드를 상기 리트랙트 영역으로 이동시키는 보이스 코일 모터를 구동하는 과정을 포함하는 리트랙트 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 소정 기간에서의 상기 스핀들 모터의 회전 속도는 상기 디스크의 사이즈에 의존하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 리트랙트 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 회전 속도는 상기 디스크의 사이즈가 작을수록 높아지는 것을 특징으로 하는 리트랙트 방법.
  13. 디스크를 회전시키는 스핀들 모터;
    헤드를 이동시키는 보이스 코일 모터;
    리트랙트 조건이 검출되면 상기 헤드를 리트랙트 영역으로 이동시키는 컨트롤러를 포함하며,
    여기서, 상기 컨트롤러는
    상기 리트랙트 조건이 검출되면 적어도 소정 기간 동안 상기 스핀들 모터를 구동하여 디스크를 회전시키고 그리고 상기 소정 기간 이후에는 상기 헤드가 상기 리트랙트 영역으로 완전히 이동될 수 있도록 상기 스핀들 모터에서 발생되는 역기전력을 이용하여 상기 보이스 코일 모터를 구동하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 하드디스크 드라이브의 구동 전원을 충전하여 충전 전원을 발생하는 충 전 회로를 더 포함하며,
    상기 컨트롤러는 상기 하드디스크 드라이브의 구동 전원이 갑자기 차단되는 조건에서 상기 충전 전원을 이용하여 상기 스핀들 모터를 구동하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 충전 회로의 초기 출력은 상기 디스크의 사이즈에 의존하여 결정되는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 초기 출력은 상기 디스크의 사이즈가 작을수록 높은 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  17. 하드디스크 드라이브의 구동 전원이 차단되면 헤드를 리트랙트 영역으로 리트랙트시키는 하드디스크 드라이브의 리트랙트 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽어들일 수 있는 기록 매체에 있어서, 상기 프로그램은
    상기 하드디스크 드라이브의 구동 전원을 충전하여 충전 전원을 얻는 과정;
    상기 하드디스크 드라이브의 구동 전원이 차단되면, 적어도 소정 기간 동안 상기 충전 전원을 이용하여 스핀들 모터를 구동하여 디스크를 회전시키는 과정; 및
    상기 소정 기간 이후에 상기 스핀들 모터에서 발생되는 역기전력을 이용하여 상기 헤드를 상기 리트랙트 영역으로 이동시키는 보이스 코일 모터 구동 과정을 포함하는 리트랙트 방법을 수행하는 것임을 특징으로 하는 기록 매체.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 소정 기간 동안의 상기 스핀들 모터의 회전 속도는 상기 디스크의 사이즈에 의존하는 것을 특징으로 하는 리트랙트 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 기록 매체.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 회전 속도는 상기 디스크의 사이즈가 작을수록 높은 것을 특징으로 하는 리트랙트 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 기록 매체.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 소정 기간이 끝나는 시점에서 상기 회전 속도는 상기 디스크를 상기 하드디스크 드라이브의 정상 동작을 위해 요구되는 규정 속도보다 높은 속도로 회전시키는 정도인 것을 특징으로 하는 리트랙트 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 기록 매체.
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