KR940003834B1 - 마스터 슬레이브형 액추에이터의 구동시스템 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

마스터 슬레이브형 액추에이터의 구동시스템

제1도는 본 발명에 따른 슬레이브 액추에이터의 구성을 나타낸 개략 사시도.

제2도는 제1도에 도시된 슬레이브 액추에이터의 구동시스템을 나타낸 블록 구성도.

제3도는 본 발명이 채용된 디스크 드라이브에서 제2도의 구동시스템에 의해 제어되는 헤드와 디스크면과의 상관관계를 설명하는 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 액추에이터 11 : 헤드

12, 13 : 솔레노이드 14 : 영구자석

15 : 캐패시턴스 컴출센서 16 : 지지부재

17 : 하부플레이트 18 : 상부케이스

18a : 헤드돌출개구부 19 : 고정구

20 : 캐패시턴스 측정부 22 : 비교부

23 : 헤드지지구 24 : 제어부

26 : 디지탈 아날로그 변환부 28 : 증폭부

30 : 슬레이브 액추에이터 구동부

본 발명은 마스터 슬레이브구조 액추에이터의 구동시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디스크 드라이브의 픽업장치를 헤드 어셈블리 이동용 마스터 액추에이터와 슬레이브 액추에이터로 구성하여 헤드와 정보기억 매체와의 접촉방식으로 정보를 기록, 독출하도록 한 마스터 슬레이브형 액추에이터의 구동시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 디스크 드라이브의 일예로서의 하드디스크 드라이브에서는 헤드가 정보기록매제인 디스크상에서 접촉방식 즉, 수 ㎛정도의 소정높이로 부상하여 그 디스크상에서 정보를 기록하거나, 독출하도록 되어 있다.

이러한 종래의 하드디스크 드라이브에 사용되는 헤드위치 제어용 액추에이터의 종단에는 헤드의 부상높이를 조절하기 위한 슬라이더를 갖추고 있고, 이 슬라이더에는 헤드의 부상 높이를 유지하기 위해 레일이 형성되어 있다.

따라서, 종래의 헤드위치 결정용 액추에이터는 슬라이더의 설계시 고정도를 요할 뿐만 아니라 그램 로드(Gram Load)의 제어가 불가능하게 되고, 헤드가 어느 정도의 부상높이를 유지해야하므로 데이터의 기록에 관한 고밀도화가 저해된다.

더구나, 디스크의 중심공과 스핀들 모터의 축외경의 편차 또는 그 수핀들 모터축의 수직방향에 대한 경사도등에 의해 디스크의 억세스가 정화하게 이루어질 수 없다는 문제가 있고, 전원 OFF시 헤드를 안전지역으로 위치시키는 파킹(Parking)장치가 필요하게 된다.

본 발명은 상기한 종래 기술상의 제반 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 헤드 어셈블리 이동을 위한 마스터 액추에이터와 헤드의 정확한 트랙추종을 위한 슬레이브 액추에이터를 갖춘 마스터 슬라이브형 액추에이터의 구동시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면 통상의 마스터 액추에이터상에 마그네틱 헤드(11)을 상하 방향으로 이동시키기 위한 솔레노이드(13)와, 상기 마그네틱 헤드(11)를 수평방향으로 이동시키기 위한 솔레노이드(12), 영구자석(14), 헤드(11)의 부상높이를 조절하기 위한 캐패시턴스 측정용 센서(15), 액추에이터 지지부재(16)에 의하여 지지되는 헤드지지구(23), 하부플레이트(17) 및 헤드돌출개구부(18a)가 형성된 상부케이스(18)를 갖춘 슬레이브 액추에이터(10)와, 이 액추에이터(10)의 캐패시턴스 측정센서(15)에 의해 측정된 디스크면의 캐패시턴스를 산출하는 캐패시턴스 측정부(20)이 캐패시턴스 측정부(20)로부터의 측정 캐패시턴스를 미리 설정된 실험결과 기준치와 비교하는 비교부(22); 이 비교부(22)의 비교결과에 따라 슬레이브 액추에이터 솔레노이드(12,13)를 구동하기 위한 구동전압 신호를 산출하는 제어부(24); 이 구동 전압 신호를 아날로그로 변환시키는 디지탈 아날로그 변환부(26); 아날로그 변환된 구동전압 신호를 증폭하는 증폭부(28); 이 증폭부(28)의 출력신호를 수취하여 슬레이브 액추에이터(10)를 구동시키는 슬레이브 액추에이터 구동부(30)으로 구성된다.

이하, 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

예시도면 제1도는 본 발명에 따른 도시되지않은 마스터 액추에이터에 부가되는 슬레이브형 액추에이터(10)를 나타낸 개략 사시도로서, 예시도면 제1도의 마스터 슬레이브 구조 액추에이터(10)는 디스크상에서 데이터를 기록하거나 독출하기 위한 마그네틱 헤드(11)와, 이 마그네틱 헤드(11)를 상하 방향으로 조절하기 위한 슬레이브 액추에이터로서의 솔레노이드(13), 상기 헤드(11)를 좌우 방향으로 조정하기 위한 솔레노이드(12), 자계발생을 위한 영구자석(14), 디스크상의 자성체와의 캐패시턴스를 검출하기 위한 캐패시턴스 검출센서(15), 이 액추에이터 어셈블리를 고정시키기 위한 지지부재(16), 상기한 구성요소를 고착하는 하부플레이트(17), 이 하부플레이트(17)상을 덮는 상부케이스(18), 양측에 솔레노이드(12)(13)가 결합되고 지지부재(16)에 의해 지지되는 헤드지지구(23)로 구성된다.

도면의 참조부호 18a는 상기 헤드(11)와 캐패시턴스 검출센서(15)가 출입할 수 있는 헤드돌출개구부(18a)이고, 19는 액추에이터(10)를 마스터 플레이브의 캐리지 아암에 고정시키기 위한 고정구이다.

상기와 같이 구성된 슬레이브 액추에이터(10)는 헤드의 대략적인 이동시에 통상의 마스터 액추에이터에 의해 이동되고, 헤드의 트랙추종시에는 그 슬레이브 액추에이터(10)에 의해 트랙추종이 실행된다.

예시도면 제2도는 제1도에 도시된 구성의 슬레이브 액추에이터(10)의 구동시스템을 나타낸 블록도이고, 제3a도와 제3b도는 제2도에 도시된 구동시스템에 의한 슬레이브 액추에이터(10)의 동작상태를 설명하는 도면이다.

예시도면 제2도에 참조부호 20은 제1도의 액추에이터(10)에 구비된 캐패시턴스 검출센서(15)에 의해 디스크(D)와의 사이에 형성되는 캐패시턴스을 측정하여 전압으로 변환하는 캐패시턴스 측정부이고, 22는 캐패시턴스 측정부(20)로부터의 출력신호를 실험결과를 토대로 설정된 기준치와 비교하는 비교부이며, 24는 비교부(22)의 비교결과를 기초로 헤드의 부상높이 제어신호를 출력하는 제어부이다.

또, 26은 제어신호를 아날로그로 변환시키는 디지털 아날로그 변화부이고, 28은 아날로그로 변환된 제어신호를 증폭하는 증폭부이며, 30은 증폭된 제어신호에 의해 슬레이브 액추에이터(10)의 헤드이동 솔레노이드(12,13)를 조정하여 트랙추종 동작을 수행하도록 하는 슬레이브 액추에이터 구동부, 31은 철편이다.

예시도면 제2도에 도시된 구성에서 구동전원이 차단(OFF)된 상태에서 액추에이터는 디스크의 외측에 위치되어 있게 된다.

이 상태에서 전원이 인가(ON)되면 도시되지 않는 스핀들 모터가 정격속도로 회전 구동됨에 따라 마스터 액추에이터에 의해 임의 트랙으로 이동되고, 이어 예시도면 제1도의 슬레이브 액추에이터(10)에 의해 정확한 트랙킹 동작이 수행되며, 이후 그 슬레이브 액추에이터(10)에 의해서만 트랙추종이 수행된다.

즉, 트랙킹동작 및 트랙추종 동작에서 헤드(11)와 캐패시턴스 검출센서(15)는 상부케이스(18)의 개구부(18a)를 통해 돌출되어 디스크와 근접한 상태로 위치 결정된다(제3a도참조).

이에 따라 캐패시턴스 검출센서(15)에 의해 디스크(D)와 센서 사이의 캐패시스턴스를 검출하고 그 캐패시턴스는 캐패시턴스 측정부(20)에 전압변환 검출된다.

캐패시턴스이며 (여기서 : 유전율, S : 면적, d : 거리) 공기중에서의 유전율과 센서의 선단부 단위면적은 항상 일정하고 결국 거리에 따라 캐패시턴스는 변화를 갖게 된다.

또한로서 전압의 변화에 따라 캐패시턴스의 변화 V(전압)=∫cdt의 관계를 갖는다.

즉로서 센서와 디스크 사이의 전압은 거리에 따라 변화를 갖게 되며 이의 적분값이 원하는 전압으로 되는 것이다.

이 전압신호는 비교기부(22)에서 이미 실험결과에 따라 설정된 기준치와 비교되어 그 비교결과가 제어부(24)에 인가된다.

상기 제어부(24)에서는 비교기(22)로부터의 입력을 기초로 헤드의 부상높이 제어를 위한 전압치를 계산하여 출력하게되고, 이 전압치 출력은 디지탈 아날로그 변환기(26)에서 아날로그 변환된 다음 증폭부(28)에서 증폭된 다음 슬레이브 액추에이터(30)에 인가된다.

따라서, 슬레이브 액추에이터 구동부(30)는 제1도의 슬레이브 액추에이터(10)의 부상높이를 조절하는 솔레노이드(13)를 구동하여 헤드돌출개구부(18a)를 통한 헤드(11)의 높이를 조절해주게 되므로 헤드(11)가 디스크의 표면과 접촉상태로 기록 또는 독출을 수행할 수 있게 된다.

한편, 전원의 OFF시에는 헤드(112)가 제3b도에 도시된 바와 같이 상부케이스(18)내에 유지하는 한편 마스터 슬레이브의 캐리지 아암은 지지부재(16)가 갖는 복원력으로 디스크면으로부터 일정한 높이로 부상하여 유지되므로 헤드와 디스크 표면의 접촉마찰이 발생되지 않게 된다(지지부재(16)는 고무재로서 신축성 및 복원력이 있다).

따라서, 디스크 드라이브의 스핀들 모터에 의해 유발되는 NRR(Non-Repeatable Runout)의 영향이라던지 디스크와 스핀들 모터축과의 결합위치의 에러 R에 대해 슬레이브 액추에이터의 관성이 매우 적으므로 추종성이 양호한 정도로 유지된다.

지지부재(16)에 의해 하부플레이트(17)상에서 격리된 상태를 유지하는 헤드지지구(23)는 솔레노이드(13)와 영구자석(14)간의 인력과 척력에 의하여 승강된다.

즉 헤드지지구(23)의 양측에 결합된 솔레노이드(13)와 하부플레이트(17) 양측에 고정된 영구자석(14)간에 극성이 동일하여 척력이 생기며 헤드지지구(23)는 위로 올라가게 되고 그에 따라 헤드(11)도 상승되며, 이와 반대로 양측 솔레노이드(13)와 영구자석(14)간에 극성이 반대로 되어 인력이 발생되면 헤드지지구(23)는 하강된다.

또한, 솔레노이드(12)와 영구자석(14)간에도 이와 같이 인력과 척력을 이용하되, 우측의 솔레노이드(12)의 우측의 영구자석 (14)간에 인력을 형성할때는 좌측의 솔레노이드(12)와 좌측의 영구자석(14)간에는 척력이 발생하도록 하여 헤드지지구(23)를 좌우로 이동시키도록 되어 있다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 마그네틱 헤드가 상하로 운동가능한 상태로 구성되므로 디스크 표면과의 접촉 기록, 독출이 가능하여 정보의 고밀도 기록이 실현되고, 디스크와 스핀들 모터축과의 결합위치에러 또는 스핀들 모터에 의해 유발되는 NRR의 영향에 대해서도 신속하게 추종할 수 있으며, 또 헤드의 파킹장치가 불필요하게 되므로 헤드위치 제어장치를 간단화 할 수 있다.

또한, 헤드의 접촉상태에서의 기동이나 정지가 방지되므로 헤드의 수명이 연장될 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 마스터 액추에이터상에 슬레이브 액추에이터를 형성하되, 상기 슬레이브 액추에이터는 마그네틱 헤드를 상하 방향으로 구동시키기 위한 구동수단과, 상기 헤드를 수평방향으로 구동시키기 위한 구동수단과, 자계를 발생시키기 위한 자계 발생수단과, 디스크상의 캐패시턴스를 검출하기 위한 검출수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 마스터 슬레이브형 액추에이터.
2. 제1항에 있어서, 상기 헤드(10)는 비동작시 지지부재(16)의 복원력에 의해 일정한 높이로 부상한 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 마스터 슬레이브형 액추에이터.
3. 제1항에 있어서, 상기 상부케이스(18)는 상기 솔레노이드(12)의 누설전계를 차폐하기 위한 비자성체로 구성된 것을 특징으로 하는 마스터 슬레이브헝 액추에이터.
4. 디스크상에 캐패시턴스를 검출하기 위한 캐패시턴스 측정센서와, 상기 센서에 의해 측정된 디스크면의 캐패시턴스 측정부와, 상기 측정부로부터의 측정된 캐패시턴스를 미리 설정된 기준치와 비교하기 위한 비교부와, 상기 비교부의 비교결과에 따라 슬레이브 액추에이터 구동전압 신호를 산출하는 제어부와, 상기 구동전압 신호를 아날로그 신호로 변환하기 위한 변환부와, 상기 변환부의 신호를 증폭하기 위한 증폭부와, 상기 증폭부의 출력신호를 수취하여 상기 액추에이터를 구동하는 액추에이터 구동부로 구성된 마스터 슬레이브형 액추에이터.
5. 제4항에 있어서, 상기 캐패시턴스 측정센서는 디스크와 센서 사이에 형성되는 캐패시턴스를 검출하여 헤드의 부상높이를 조절하는 것을 특징으로 하는 마스틱 슬레이브헝 액추에이터.