KR20080069872A - 자기 헤드 부상 높이를 조절하는 하드디스크 드라이브 및그 방법 - Google Patents

자기 헤드 부상 높이를 조절하는 하드디스크 드라이브 및그 방법 Download PDF

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KR20080069872A
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Abstract

자기 헤드 부상 높이를 조절하는 하드디스크 드라이브 및 그 방법이 개시된다. 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 하드디스크 드라이브는 디스크, 자기 헤드, 부상 높이 유지부 및 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다. 상기 자기 헤드는 상기 디스크의 데이터를 판독하거나 상기 디스크에 데이터를 기록한다. 상기 부상 높이 유지부는 상기 디스크 상에서 상기 자기 헤드의 부상 높이를 변경하여 일정하게 유지하도록 제어한다. 상기 제어부는 탐색 모드(seek mode) 동안 상기 자기 헤드의 부상 높이가 제 1 높이를 유지하도록 상기 부상 높이 유지부를 제어하고, 상기 제 1 높이는 상기 자기 헤드가 기록 동작 또는 판독 동작을 수행하기 위한 제 2 높이보다 높다. 상기 자기 헤드 부상 높이를 조절하는 하드디스크 드라이브 및 그 방법은 탐색 모드 동안 발생할 수 있는 자기 헤드의 부상 높이 저하에 의한 상기 자기 헤드와 디스크의 상호 간섭(Head Disc Interference)을 최소화하여 시스템의 열화에 의한 기록 및 판독 시 성능 저하를 막고 상기 시스템의 신뢰성을 증대시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

자기 헤드 부상 높이를 조절하는 하드디스크 드라이브 및 그 방법{Hard disk drive for controlling flying height of head and the method using the hard disk drive}
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 평면도이다.
도 2는 도 1의 하드디스크 드라이브의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 자기 헤드 부상 높이(flying height)를 조절하는 방법의 흐름도이다.
도 4는 탐색 모드(seek mode) 및 기록 모드 또는 판독모드에서 본 발명에 따른 자기 헤드의 부상 높이를 보여주는 도면이다.
도 5(a) 는 탐색 모드 및 기록 모드 또는 판독모드에서 본 발명에 따른 자기 헤드의 이동 속도를 보여주는 그래프이다.
도 5(b) 는 탐색 모드 및 기록 모드 또는 판독모드에서 본 발명에 따른 하드디스크 드라이브의 FOD(Flying height On Demand) 전압을 보여주는 그래프이다.
도 5(c) 는 탐색 모드 및 기록 모드 또는 판독모드에서 본 발명에 따른 자기 헤드의 부상 높이를 보여주는 그래프이다.
본 발명은 자기 헤드의 부상 높이(FH : Flying Height) 조절에 관한 것으로, 특히 상기 자기 헤드 부상 높이를 조절하는 하드디스크 드라이브 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 데이터 저장 장치의 하나인 하드디스크 드라이브는 자기 헤드에 의해 디스크에 기록된 데이터를 재생하거나, 디스크에 사용자 데이터를 기록함으로써 컴퓨터 시스템 운영에 기여하게 된다. 이와 같은 하드디스크 드라이브는 점차 고용량화, 고밀도화 및 소형화되면서 디스크 회전 방향의 밀도인 BPI (Bit Per Inch)와 반경 방향의 밀도인 TPI (Track Per Inch)가 증대되는 추세에 있으므로 그에 따라 더욱 정교한 메커니즘이 요구된다.
그런데, 디스크 드라이브의 신뢰성 확보에 가장 문제가 되고 있는 부분 중의 하나가 자기 헤드와 디스크의 접촉에 의한 불량 발생이다. 상기와 같은 불량은 온도, 압력과 같은 외부적 요인에 의해서도 발생할 수 있지만 디스크 드라이브 자체의 기구적인 특성에 기인하기도 한다. 예를 들어, 열적 폴 팁 팽창 (TPTP : Thermal Pole Tip Protrusion) 현상이 있다. 기록용 자기 헤드는 금속 재료를 사용하고, 자기 헤드를 지지하는 슬라이더는 비금속 물질을 사용한다. 상기 TPTP 현상은 상기 자기 헤드에 기록 전류가 인가될 때 금속/비금속 간의 열팽창 계수의 차이로 인해 폴 주변이 팽창하는 현상을 말한다. 이와 같은 TPTP 현상은, 각 데이터를 기록할 때와 판독할 때 부상 높이를 다르게 만들어 상기 자기 헤드와 디스크의 상호 간섭(HDI : Head Disc Interference) 문제를 발생시킬 뿐만 아니라 기록동작의 신뢰성을 떨어뜨린다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 최근 FOD(Flying height On Demand) 장치가 제안되었다. 상기 FOD 장치는 각각 다른 부상 높이(Flying height)를 가지는 자기 헤드들의 부상 높이(FH)를 일정하게 유지시키는 기능을 한다. 상기 FOD 장치는 상기 헤드 내부에 별도의 코일을 부착한 후 상기 코일에 전류를 인가하여 상기 헤드를 가열함으로써 공기 베어링 시스템(ABS : Air Bearing System)의 형상을 변경하여 부상 높이(FH)를 조절한다. 상기 FOD 장치는 기록 모드 또는 판독 모드인 경우 데이터의 오차를 줄이기 위해서 상기 자기 헤드의 부상 높이(FH)를 다른 모드의 경우 보다 더 낮게 유지한다. 이러한 부상 높이(FH)의 감소는 상기 자기 헤드 및 디스크의 상호 간섭(HDI)에 의하여 데이터 에러를 유발하거나 심지어 디스크에 긁힘이 발생하여 해당 영역의 데이터에 영구 손상을 유발할 수도 있다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 자기 헤드가 기록 동작 또는 판독 동작을 수행하기 위해 탐색하는 탐색 모드(seek mode)에 있어서, 상기 자기 헤드와 디스크의 상호 간섭(HDI : Head Disc Interference)을 방지하기 위하여 상기 자기 헤드의 부상 높이(flying height)를 조절하는 하드디스크 드라이브를 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자하는 다른 기술적 과제는 상기 하드디스크 드라이브의 상 기 자기 헤드 부상 높이를 조절하는 방법을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 하드디스크 드라이브는 디스크, 자기 헤드, 부상 높이 유지부 및 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다. 상기 자기 헤드는 상기 디스크의 데이터를 판독하거나 상기 디스크에 데이터를 기록한다. 상기 부상 높이 유지부는 상기 디스크 상에서 상기 자기 헤드의 부상 높이를 변경하여 일정하게 유지하도록 제어한다. 상기 제어부는 탐색 모드(seek mode) 동안 상기 자기 헤드의 부상 높이가 제 1 높이를 유지하도록 상기 부상 높이 유지부를 제어하고, 상기 제 1 높이는 상기 자기 헤드가 기록 동작 또는 판독 동작을 수행하기 위한 제 2 높이보다 높다.
상기 제어부는 상기 탐색 모드 종료 후 기록 모드 또는 판독 모드 동안 상기 자기 헤드의 부상 높이가 상기 제 2 높이를 유지하도록 상기 부상 높이 유지부를 제어하는 것이 바람직하다.
상기 제어부는 상기 탐색 모드 종료 전 상기 자기 헤드의 부상 높이가 상기 제 1 높이에서 낮아지기 시작하도록 상기 부상 높이 유지부를 제어하는 것이 바람직하다.
상기 제어부는 상기 자기 헤드의 이동 속도, 가속도, 현재 위치와 목표 트랙 위치간의 차이 또는 보이스 코일 모터에 인가되는 전류가 임계값보다 작은 경우, 상기 자기 헤드의 부상 높이가 상기 제 1 높이에서 낮아지기 시작하도록 상기 부상 높이 유지부를 제어하는 것이 바람직하다.
상기 제어부는 상기 자기 헤드의 이동 속도, 가속도, 현재 위치와 목표 트랙 위치간의 차이 또는 보이스 코일 모터에 인가되는 전류가 임계값보다 큰 경우, 상기 탐색 모드로 판단하여 상기 부상 높이 유지부를 제어하는 것이 바람직하다.
상기 제어부는 상기 탐색 모드 동안 상기 제 1 높이가 상기 자기 헤드의 부상 높이 중 최대 높이가 되도록 상기 부상 높이 유지부를 디스에이블 시키는 것이 바람직하고, 상기 기록 모드 또는 상기 판독 모드 동안 상기 자기 헤드의 부상 높이가 상기 제 2 높이를 유지하도록 상기 부상 높이 유지부를 인에이블 시키는 것이 바람직하다.
상기 제어부는 상기 탐색 모드 종료 전 상기 부상 높이 유지부를 인에이블 시키는 것이 바람직하다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 하드디스크 드라이브는 디스크, 자기 헤드, 부상 높이 유지부 및 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다. 상기 자기 헤드는 상기 디스크의 데이터를 판독하거나 상기 디스크에 데이터를 기록한다. 상기 부상 높이 유지부는 상기 디스크 상에서 상기 자기 헤드의 부상 높이를 변경하여 일정하게 유지하도록 제어한다. 상기 제어부는 탐색 모드(seek mode)에서 탐색 거리가 임계값보다 작은 경우, 상기 탐색 모드 동안 상기 자기 헤드의 부상 높이가 기록 동작 또는 판독 동작을 수행하기 위한 제 2 높이를 유지하도록 상기 부상 높이 유지부를 제어한다.
상기 제어부는 상기 탐색 거리가 상기 임계값보다 큰 경우, 상기 탐색 모드 동안 상기 자기 헤드의 부상 높이가 상기 제 2 높이보다 높은 제 1 높이를 유지하 고, 기록 모드 또는 판독 모드 동안 상기 자기 헤드의 부상 높이가 상기 제 2 높이를 유지하도록 상기 부상 높이 유지부를 제어한다.
상기 제어부는 상기 탐색 모드 종료 전 상기 자기 헤드의 부상 높이가 상기 제 1 높이에서 낮아지기 시작하도록 상기 부상 높이 유지부를 제어한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 자기 헤드 부상 높이 조절 방법은 자기 헤드의 부상 높이를 변경하여 일정하게 유지하도록 제어할 수 있는 하드디스크 드라이브의 상기 자기 헤드 부상 높이를 조절하는 방법에 있어서, 상기 자기 헤드가 기록 동작 또는 판독 동작을 수행할 목표 트랙을 탐색하는 탐색 모드(seek mode)인지 판단하는 단계 및 상기 탐색 모드인 경우, 상기 탐색 모드 동안 상기 자기 헤드의 부상 높이가 제 1 높이를 유지하도록 상기 자기 헤드를 제어하는 단계를 구비하고, 상기 제 1 높이는 상기 기록 동작 또는 상기 판독 동작을 수행하기 위한 제 2 높이보다 높은 것을 특징으로 한다.
상기 자기 헤드 부상 높이 조절 방법은 상기 탐색 모드 종료 후 기록 모드 또는 판독 모드인 경우, 상기 기록 모드 또는 상기 판독 모드 동안 상기 자기 헤드의 부상 높이가 상기 제 2 높이를 유지하도록 상기 자기 헤드를 제어하는 단계를 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 자기 헤드 부상 높이 조절 방법은 상기 탐색 모드 종료 전 상기 자기 헤드의 부상 높이가 상기 제 1 높이에서 낮아지기 시작하도록 상기 자기 헤드를 제어하는 단계를 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 하드디스크 드라이브는 자기 헤드의 부상 높이를 변경하여 일정하게 유지하도록 제어할 수 있는 하드디스크 드라이브의 상기 자기 헤드 부상 높이를 조절하는 방법에 있어서, 상기 자기 헤드가 기록 동작 또는 판독 동작을 수행할 목표 트랙을 탐색하는 탐색 모드(seek mode)인지 판단하는 단계, 상기 탐색 모드인 경우, 상기 자기 헤드가 탐색을 시작하는 현재 트랙 위치와 목표 트랙 위치 사이의 거리인 탐색 거리를 계산하는 단계, 상기 탐색 거리와 임계값을 비교하는 단계, 상기 탐색 거리가 상기 임계값보다 작은 경우, 상기 탐색 모드 동안 상기 자기 헤드의 부상 높이가 기록 동작 또는 판독 동작을 수행하기 위한 제 2 높이를 유지하도록 상기 자기 헤드를 제어하는 단계 및 상기 탐색 거리가 상기 임계값보다 큰 경우, 상기 탐색 모드 동안 상기 자기 헤드의 부상 높이가 상기 제 2 높이보다 높은 제 1 높이를 유지하도록 상기 자기 헤드를 제어하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브(100)의 평면도이다.
도 1을 참조하면, 하드 디스크 드라이브(100)는 스핀들 모터(spindle motor)(104)에 의해 회전되는 하나 또는 그 이상의 자기 디스크들(102)을 포함할 수 있다.
스핀들 모터(104)는 하드 디스크 드라이브(100)의 베이스 플레이트(base plate)(106)에 장착될 수 있다. 하드 디스크 드라이브(100)는 디스크들(102)을 싸는 커버(108)를 더 포함할 수 있다.
하드 디스크 드라이브(100)는 복수의 헤드들(110)을 포함할 수 있다. 각 헤드(110)는 회전 디스크(102)에 인접하여 위치한다. 각 헤드(110)는 디스크들(102)의 자기장들을 자화하고 감지하는 분리된 기록 및 판독 소자들(둘 다 미도시)을 구비할 수 있다.
각 헤드(110)는 플렉슈어(flexure)(112)에 장착되어 헤드 짐벌 어셈블리(HGA : Head Gimbal Assembly)를 형성하여 수평이 유지될 수 있다. 플렉슈어(112)는 액튜에이터 암(actuator arm)(114)에 부착되고, 액튜에이터 암(114)은 베어링 어셈블리(116)에 의해 베이스 플레이트(106)에 회전 가능하게 장착된다.
복수의 헤드들(110)에 있어서 헤드별 특성은 각각 개별적이다. 즉, 헤드별 인치당 비트수(BPI : Bit Per Inch), 헤드별 인치당 트랙수(TPI : Track Per Inch), 헤드별 트랙수 및 헤드별 트랙당 섹터수 등은 각 헤드에 대하여 개별적이다. 그러므로, 헤드별 데이터 전송속도가 상이할 수 있다. 이러한 헤드별 특성은 디스크(102)의 시스템 실린더에 기록될 수 있다.
보이스 코일(118)은 자석 어셈블리(120)에 연결되어 보이스 코일 모터(VCM : Voice Coil Motor)를 생성한다. 보이스 코일(118)에 전류를 제공하는 것은 액튜에 이터 암(114)을 회전시키는 토크(torque)를 생성하고 헤드들(110)이 디스크들(102)의 표면들을 가로질러 이동하게 한다.
하드 디스크 드라이브(100)는 인쇄 회로 기판(printed circuit board) 어셈블리(124)를 더 포함할 수 있다. 인쇄 회로 기판 어셈블리(124)는 인쇄 회로 기판(128)에 연결된 복수의 집적회로들(126)을 포함할 수 있다. 인쇄 회로 기판(128)은 전선들(미도시)에 의하여 보이스 코일(118), 헤드들(110), 및 스핀들 모터(104)에 연결된다.
도 2는 도 1의 하드디스크 드라이브(100)의 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하드디스크 드라이브(100)는 디스크(102), 자기 헤드(110), 부상 높이 유지부(210) 및 제어부(230)를 구비한다. 자기 헤드(110)는 앞서 설명한 바와 같이 디스크(102)의 데이터를 판독하거나 디스크(102)에 데이터를 기록한다. 부상 높이 유지부(210)는 디스크(102) 상에서 자기 헤드(102)의 부상 높이(FH : Flying Height)를 변경하여 일정하게 유지하도록 제어한다. 부상 높이 유지부(210)는 FOD(Flying height On Demand) 장치인 것이 바람직하다. 부상 높이 유지부(210)는 일 실시예로서 자기 헤드(110) 내부에 별도의 코일을 부착한 후 상기 코일에 전류를 인가하여 자기 헤드(102)를 가열함으로써 공기 베어링 시스템(ABS : Air Bearing System)의 형상을 변경하여 부상 높이(FH)를 조절하는 FOD 장치로 구현할 수 있다. 그러나, 이는 일 실시예일 뿐 자기 헤드(102)의 부상 높이(FH)를 변경하여 일정하게 유지하도록 제어할 수 있는 장치는 부상 높이 유지부(210)로 기능할 수 있음은 당업자에게 자명한 사항이다.
이하에서는, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제어부(230)의 동작을 설명한다. 제어부(230)는 탐색 모드(seek mode) 동안 자기 헤드(102)의 부상 높이(FH)가 제 1 높이를 유지하도록 부상 높이 유지부(210)를 제어한다. 자기 헤드(102)가 기록 동작 또는 판독 동작을 수행할 때의 부상 높이(FH)를 제 2 높이라고 하면, 이하에서 제 1 높이는 상기 제 2 높이보다 높은 높이인 것으로 정의한다. 상기 탐색 모드는 자기 헤드(102)가 기록 동작 또는 판독 동작을 수행할 목표 트랙을 탐색(seek)하는 모드를 의미한다. 즉, 탐색을 시작하는 현재 트랙 위치와 상기 목표 트랙 위치 사이의 거리를 탐색 거리라고 할 경우, 자기 헤드(102)가 상기 탐색 거리를 이동하는 동안이 상기 탐색 모드이다. 제어부(230)는 상기 탐색 모드 동안 자기 헤드(102)의 부상 높이를 상기 제 1 높이로 유지하다가 기록 모드 또는 동작 모드에서는 자기 헤드(102)의 부상 높이(FH)를 상기 제 2 높이로 유지하도록 부상 높이 유지부(210)를 제어한다. 이 경우, 상기 탐색 모드가 종료하기 전부터 자기 헤드(102)의 부상 높이를 상기 제 1 높이에서 낮추는 것이 바람직하다. 상기 예와 같이 부상 높이 유지부(210)를 자기 헤드(102) 내부에 코일을 부착하여 자기 헤드(102)를 가열함으로써 부상 높이(FH)를 조절하는 상기 FOD 장치로 구현한다면, 코일을 가열할 때 코일의 열 시상수(thermal time constant)에 의한 과도 응답 시간이 존재하게 된다. 즉, 상기 탐색 모드가 종료한 후 상기 FOD 장치에서 FOD 전압을 발생시켜 자기 헤드(102)를 상기 제 1 높이에서 상기 제 2 높이로 변경하려면 추가적으로 시간이 소요된다. 따라서, 본 발명의 제어부(230)는 상기 탐색 모드가 완전히 종료하기 전부터 상기 FOD 장치에서 상기 FOD 전압을 발생시킴으로써 자기 헤드(102)의 부상 높 이(FH)는 상기 제 1 높이에서 떨어지기 시작해서 상기 기록 모드 또는 상기 판독 모드를 수행하기 시작할 때부터 자기 헤드(102)는 상기 제 2 높이를 유지할 수 있다.
또한, 이하에서는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제어부(230)의 동작을 설명한다. 제어부(230)는 상기 탐색 모드에서 상기 탐색 거리와 소정의 임계값을 비교한다. 상기 탐색 거리가 상기 임계값보다 작은 경우, 제어부(230)는 상기 탐색 모드 중이라도 자기 헤드(102)의 부상 높이(FH)를 상기 제 2 높이로 계속 유지도록 부상 높이 유지부(210)를 제어한다. 상기 탐색 거리가 매우 짧은 경우에는 자기 헤드(102)의 이동 거리가 매우 짧으므로 상기 제 1 높이로 변경하였다가 다시 상기 제 2 높이로 변경하지 않고 계속하여 상기 제 2 높이를 유지하게 하는 것이다. 상기 탐색 거리가 상기 임계값보다 큰 경우는 본 발명의 제 1 실시예와 동일하게 제어부(230)가 동작한다. 제어부(230)의 동작과 관련하여서는 이하 도 3에서 보다 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 자기 헤드 부상 높이를 조절하는 방법의 흐름도이다.
도 2 및 도 3을 참조하여 하드디스크 드라이브(100)의 자기 헤드(102) 부상 높이(FH)를 조절하는 방법에 대하여 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 가장 먼저 하드디스크 드라이브(100)의 자기 헤드(102)가 상기 탐색 모드인지 상기 기록 모드 또는 상기 판독 모드인지를 판단한다(S310 단계). 만약 상기 기록 모드 또는 상기 판독 모드라면 자기 헤드(102)의 부상 높이(FH)는 상기 제 2 높이로 계 속 유지한다(S370 단계). 상기 탐색 모드인 경우, 제어부(230)는 자기 헤드(102)의 부상 높이(FH)를 상기 제 1 높이로 유지하도록 부상 높이 유지부(210)를 제어한다(S330 단계). 제어부(230)는 부상 높이 유지부(210)를 디스에이블 시킴으로써 자기 헤드(102)의 부상 높이(FH)를 가능한 부상 높이(FH) 중 최대가 되도록 제어할 수도 있고, 부상 높이 유지부(210)를 제어하여 자기 헤드(102)의 부상 높이(FH)를 상기 제 2 높이보다 높도록 제어할 수도 있다. 제어부(230)는 상기 탐색 모드 동안 자기 헤드(102)의 이동 속도를 소정의 임계값, 즉 속도 임계값과 비교한다(S340 단계). 자기 헤드(102)의 이동 속도가 상기 속도 임계값보다 큰 경우, 제어부(230)는 자기 헤드(102)의 부상 높이(FH)가 계속 하여 상기 제 1 높이를 유지하도록 부상 높이 유지부(210)를 제어한다. 자기 헤드(102)의 이동 속도가 상기 속도 임계값보다 작아질 때, 제어부(230)는 자기 헤드(102)의 부상 높이(FH)가 상기 제 1 높이보다 낮아지기 시작하도록 부상 높이 유지부(210)를 제어한다(S350 단계). 자기 헤드(102)의 이동 속도가 상기 속도 임계값보다 작아지는 경우는 상기 탐색 모드가 거의 종료되고 곧 상기 기록 모드 또는 상기 판독 모드가 적용됨을 의미한다. 따라서, 상기 기록 모드 또는 상기 판독 모드가 시작됨과 동시에 자기 헤드(102)의 부상 높이(FH)를 상기 제 2 높이로 유지하기 위하여 제어부(230)는 상기 탐색 모드가 완전히 종료되기 전, 즉 자기 헤드(102)의 이동 속도가 상기 속도 임계값보다 작아지는 때부터 자기 헤드(102)의 부상 높이(FH)를 점차적으로 낮추도록 부상 높이 유지부(210)를 제어한다. 도 3의 경우 자기 헤드(102)의 이동 속도를 비교하였으나, 이는 일 실시예일 뿐 다른 값을 이용할 수도 있다. 예를 들어, 자기 헤드(102)의 가속도, 현재 위치와 상기 목표 트랙 위치 간의 차이 또는 보이스 코일 모터(VCM : Voice Coil Motor)에 인가되는 전류와 각각에 대응되는 임계값을 비교할 수 있다. 즉, 자기 헤드(102)가 상기 목표 트랙에 거의 도달하였음을 판단할 수 있다면 어떠한 값을 이용하여도 본 발명과 동일한 효과를 얻을 수 있음은 당업자에게 자명하다. 상기 탐색 모드 종료 후 상기 기록 모드 또는 상기 판독 모드가 적용되기 시작하면 제어부(230)는 자기 헤드(102)의 부상 높이(FH)가 상기 제 2 높이를 유지하도록 부상 높이 유지부(210)를 제어한다(S360 단계).
상기 S330 단계에서 부상 높이 유지부(210)를 디스에이블 시킨 경우, 상기 S350 단계 및 S360 단계는 부상 높이 유지부(210)를 인에이블 시킴으로써 수행할 수 있다. 즉, 제어부(230)는 자기 헤드(102)이 이동 속도가 상기 속도 임계값보다 작은 경우 부상 높이 유지부(210)를 인에이블 시킴으로써 자기 헤드(102)의 부상 높이(FH)를 상기 최대 부상 높이에서 상기 제 2 높이로 변경할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 본 발명의 일 실시예에 도 3의 S320 단계가 추가된다. 즉, 상기 탐색 모드라고 판단된 경우, 먼저 상기 탐색 거리를 계산한다(S323 단계). 상기 탐색 거리를 탐색 거리 임계값과 비교하여(S325 단계), 상기 탐색 거리가 상기 탐색 거리 임계값보다 큰 경우, 본 발명은 상기 본 발명의 일 실시예와 동일하게 동작한다. 다만, 상기 탐색 거리가 상기 탐색 거리 임계값보다 작은 경우, 제어부(230)는 자기 헤드(102)의 부상 높이(FH)를 상기 제 1 높이로 변경하지 않고 계속하여 상기 제 2 높이로 유지하도록 부상 높이 유지부(210)를 제어한다. 앞서 설명한 바와 같이 상기 탐색 거리가 매우 짧은 경우에는 자기 헤 드(102)의 이동 거리가 매우 짧으므로 자기 헤드(102)의 부상 높이를 상기 제 1 높이로 변경하였다가 다시 상기 제 2 높이로 변경하지 않고 계속하여 상기 제 2 높이로 유지하게 하는 것이다.
도 4는 탐색 모드 및 기록 모드 또는 판독모드에서 본 발명에 따른 자기 헤드의 부상 높이(FH)를 보여주는 도면이다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 상기 탐색 모드인 경우와 상기 기록 모드 또는 상기 판독 모드인 경우 제어부(230)는 자기 헤드(110)의 부상 높이(FH)가 다르게 유지되도록 부상 높이 유지부(210)를 제어한다. 즉, 상기 탐색 모드에서 자기 헤드(110)의 부상 높이(FH)는 상기 제 1 높이이고, 상기 기록 모드 또는 상기 판독 모드에서 자기 헤드(110)의 부상 높이(FH)는 상기 제 2 높이이다.
도 5(a)는 탐색 모드 및 기록 모드 또는 판독모드에서 본 발명에 따른 자기 헤드의 이동 속도를 보여주는 그래프이다.
도 5(b)는 탐색 모드 및 기록 모드 또는 판독모드에서 본 발명에 따른 하드디스크 드라이브의 FOD(Flying height On Demand) 전압을 보여주는 그래프이다.
도 5(c)는 탐색 모드 및 기록 모드 또는 판독모드에서 본 발명에 따른 자기 헤드의 부상 높이를 보여주는 그래프이다.
도 2, 도 3 및 도 5(a) 내지 도 5(c)를 참조하면, 자기 헤드(102)의 이동 속도는 t1 시간에서 떨어지기 시작해서, t2 시간에서 상기 속도 임계값보다 작아진다. 그러므로, 부상 높이 유지부(210)가 상기 FOD 장치라고 가정하면, t2 시간에서 제어부(230)는 상기 FOD 장치에서 상기 FOD 전압을 발생시켜 자기 헤드(102)의 높 이를 상기 제 1 높이에서 상기 제 2 높이로 변경하도록 제어한다. 따라서, t2 시간부터 자기 헤드(102)의 부상 높이(FH)는 상기 제 1 높이에서 낮아지기 시작해서 상기 기록 모드 또는 상기 판독 모드가 적용되는 t3 시간 이후에는 자기 헤드(102)의 부상 높이(FH)가 상기 제 2 높이를 유지하게 된다.
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, 플레쉬 메모리, 이레이져블 ROM(EROM : Erasable ROM), 플로피 디스크, 광 디스크, 하드디스크, 광 섬유매체, 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.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해 져야 할 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 자기 헤드 부상 높이를 조절하는 하드디스크 드라이브 및 그 방법은 자기 헤드가 기록 동작 또는 판독 동작을 수행하기 위해 탐색하는 탐색 모드(seek mode)에 있어서, 상기 탐색 모드 동안 발생할 수 있는 자기 헤드의 부상 높이(flying height) 저하에 의한 상기 자기 헤드와 디스크의 상호 간섭(HDI : Head Disc Interference)을 최소화하여 시스템의 열화에 의한 기록 및 판독 시 성능 저하를 막고 상기 시스템의 신뢰성을 증대시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 상기 자기 헤드의 적절한 부상 높이를 확보하기 위하여 사용하는 FOD(Flying height On Demand) 장치를 안정화는데 걸리는 시간을 최소화시켜 상기 FOD 장치의 사용에 따른 성능 저하를 최소화 시킬 수 있다.

Claims (24)

  1. 디스크;
    상기 디스크의 데이터를 판독하거나 상기 디스크에 데이터를 기록하는 자기 헤드;
    상기 디스크 상에서 상기 자기 헤드의 부상 높이를 변경하여 일정하게 유지하도록 제어하는 부상 높이 유지부; 및
    탐색 모드(seek mode) 동안 상기 자기 헤드의 부상 높이가 제 1 높이를 유지하도록 상기 부상 높이 유지부를 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 제 1 높이는 상기 자기 헤드가 기록 동작 또는 판독 동작을 수행하기 위한 제 2 높이보다 높은 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 탐색 모드 종료 후 기록 모드 또는 판독 모드 동안 상기 자기 헤드의 부상 높이가 상기 제 2 높이를 유지하도록 상기 부상 높이 유지부를 제어하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 탐색 모드 종료 전 상기 자기 헤드의 부상 높이가 상기 제 1 높이에서 낮아지기 시작하도록 상기 부상 높이 유지부를 제어하는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 자기 헤드의 이동 속도, 가속도, 현재 위치와 목표 트랙 위치간의 차이 또는 보이스 코일 모터에 인가되는 전류가 임계값보다 작은 경우, 상기 자기 헤드의 부상 높이가 상기 제 1 높이에서 낮아지기 시작하도록 상기 부상 높이 유지부를 제어하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 자기 헤드의 이동 속도, 가속도, 현재 위치와 목표 트랙 위치간의 차이 또는 보이스 코일 모터에 인가되는 전류가 임계값보다 큰 경우, 상기 탐색 모드로 판단하여 상기 부상 높이 유지부를 제어하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 탐색 모드 동안 상기 제 1 높이가 상기 자기 헤드의 부상 높이 중 최대 높이가 되도록 상기 부상 높이 유지부를 디스에이블 시키는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  7. 제2항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 탐색 모드 동안 상기 제 1 높이가 상기 자기 헤드의 부상 높이 중 최대 높이가 되도록 상기 부상 높이 유지부를 디스에이블 시키고, 상기 기록 모드 또는 상기 판독 모드 동안 상기 자기 헤드의 부상 높이가 상기 제 2 높이를 유지하도록 상기 부상 높이 유지부를 인에이블 시키는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 탐색 모드 종료 전 상기 부상 높이 유지부를 인에이블 시키는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  9. 제1항에 있어서, 상기 부상 높이 유지부는,
    FOD(Flying height On Demand) 장치인 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  10. 디스크;
    상기 디스크의 데이터를 판독하거나 상기 디스크에 데이터를 기록하는 자기 헤드;
    상기 디스크 상에서 상기 자기 헤드의 부상 높이를 변경하여 일정하게 유지하도록 제어하는 부상 높이 유지부; 및
    탐색 모드(seek mode)에서 탐색 거리가 임계값보다 작은 경우, 상기 탐색 모 드 동안 상기 자기 헤드의 부상 높이가 기록 동작 또는 판독 동작을 수행하기 위한 제 2 높이를 유지하도록 상기 부상 높이 유지부를 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 탐색 거리가 상기 임계값보다 큰 경우, 상기 탐색 모드 동안 상기 자기 헤드의 부상 높이가 상기 제 2 높이보다 높은 제 1 높이를 유지하고, 기록 모드 또는 판독 모드 동안 상기 자기 헤드의 부상 높이가 상기 제 2 높이를 유지하도록 상기 부상 높이 유지부를 제어하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 탐색 모드 종료 전 상기 자기 헤드의 부상 높이가 상기 제 1 높이에서 낮아지기 시작하도록 상기 부상 높이 유지부를 제어하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 탐색 모드 동안 상기 제 1 높이가 상기 자기 헤드의 부상 높이 중 최대 높이가 되도록 상기 부상 높이 유지부를 디스에이블 시키는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 기록 모드 또는 상기 판독 모드 동안 상기 자기 헤드의 부상 높이가 상기 제 2 높이를 유지하도록 상기 부상 높이 유지부를 인에이블 시키는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 탐색 모드 종료 전 상기 부상 높이 유지부를 인에이블 시키는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  16. 제10항에 있어서, 상기 부상 높이 유지부는,
    FOD(Flying height On Demand) 장치인 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  17. 자기 헤드의 부상 높이를 변경하여 일정하게 유지하도록 제어할 수 있는 하드디스크 드라이브의 상기 자기 헤드 부상 높이를 조절하는 방법에 있어서,
    상기 자기 헤드가 기록 동작 또는 판독 동작을 수행할 목표 트랙을 탐색하는 탐색 모드(seek mode)인지 판단하는 단계; 및
    상기 탐색 모드인 경우, 상기 탐색 모드 동안 상기 자기 헤드의 부상 높이가 제 1 높이를 유지하도록 상기 자기 헤드를 제어하는 단계를 구비하고,
    상기 제 1 높이는 상기 기록 동작 또는 상기 판독 동작을 수행하기 위한 제 2 높이보다 높은 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 자기 헤드 부상 높이 조절 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 자기 헤드 부상 높이 조절 방법은,
    상기 탐색 모드 종료 후 기록 모드 또는 판독 모드인 경우, 상기 기록 모드 또는 상기 판독 모드 동안 상기 자기 헤드의 부상 높이가 상기 제 2 높이를 유지하도록 상기 자기 헤드를 제어하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 자기 헤드 부상 높이 조절 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 자기 헤드 부상 높이 조절 방법은,
    상기 탐색 모드 종료 전 상기 자기 헤드의 부상 높이가 상기 제 1 높이에서 낮아지기 시작하도록 상기 자기 헤드를 제어하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 자기 헤드 부상 높이 조절 방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 자기 헤드 부상 높이 조절 방법은,
    상기 자기 헤드의 이동 속도, 가속도, 현재 위치와 목표 트랙 위치간의 차이 또는 보이스 코일 모터에 인가되는 전류가 임계값보다 작은 경우, 상기 자기 헤드의 부상 높이가 상기 제 1 높이에서 낮아지기 시작하도록 상기 자기 헤드를 제어하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 자기 헤드 부상 높이 조절 방법.
  21. 제17항에 있어서, 상기 탐색 모드인지 판단하는 단계는,
    상기 자기 헤드의 이동 속도, 가속도, 현재 위치와 목표 트랙 위치간의 차이 또는 보이스 코일 모터에 인가되는 전류가 임계값보다 큰 경우, 상기 탐색 모드로 판단하는 단계인 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 자기 헤드 부상 높이 조절 방법.
  22. 자기 헤드의 부상 높이를 변경하여 일정하게 유지하도록 제어할 수 있는 하드디스크 드라이브의 상기 자기 헤드 부상 높이를 조절하는 방법에 있어서,
    상기 자기 헤드가 기록 동작 또는 판독 동작을 수행할 목표 트랙을 탐색하는 탐색 모드(seek mode)인지 판단하는 단계;
    상기 탐색 모드인 경우, 상기 자기 헤드가 탐색을 시작하는 현재 트랙 위치와 목표 트랙 위치 사이의 거리인 탐색 거리를 계산하는 단계;
    상기 탐색 거리와 임계값을 비교하는 단계;
    상기 탐색 거리가 상기 임계값보다 작은 경우, 상기 탐색 모드 동안 상기 자기 헤드의 부상 높이가 기록 동작 또는 판독 동작을 수행하기 위한 제 2 높이를 유지하도록 상기 자기 헤드를 제어하는 단계; 및
    상기 탐색 거리가 상기 임계값보다 큰 경우, 상기 탐색 모드 동안 상기 자기 헤드의 부상 높이가 상기 제 2 높이보다 높은 제 1 높이를 유지하도록 상기 자기 헤드를 제어하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 자기 헤드 부상 높이 조절 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 자기 헤드 부상 높이 조절 방법은,
    상기 탐색 모드 종료 후 기록 모드 또는 판독 모드인 경우, 상기 기록 모드 또는 상기 판독 모드 동안 상기 자기 헤드의 부상 높이가 상기 제 2 높이를 유지하도록 상기 자기 헤드를 제어하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 자기 헤드 부상 높이 조절 방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 자기 헤드 부상 높이 조절 방법은,
    상기 탐색 모드 종료 전 상기 자기 헤드의 부상 높이가 상기 제 1 높이에서 낮아지기 시작하도록 상기 자기 헤드를 제어하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 자기 헤드 부상 높이 조절 방법.
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