KR100403046B1 - 언로딩시의 스핀들 제어방법 - Google Patents

언로딩시의 스핀들 제어방법 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
헤드 스택 어셈블리의 언로딩시의 스핀들 제어방법에 관한 것이다.
2. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제
언로딩시에 스핀들 모터의 속도를 제어하여 언로딩시에 발생하는 저항을 감소시킨다.
3. 발명의 해결방법의 요지
스핀들 감속단계에서 상기 헤드 스택 어셈블리의 언로딩의 수행이 시작되면 스핀들 모터의 속도를 감속하고, 스핀들 속도 검색단계에서 상기 스핀들 감속단계에서 스핀들 속도가 상기 헤드 스택 어셈블리의 언로딩시의 저항이 최소가 되는 속도에 이르는 지를 검색하고, 언로딩 단계에서 상기 스핀들 속도의 검색단계에서 스핀들 속도가 헤드 스택 어셈블리의 언로딩시의 저항이 최소가 되는 속도에 이르면 헤드 스택 어셈블리를 언로딩하는 것을 특징으로 한다.
4. 발명의 중요한 용도
하드디스크 구동장치에서 사용되어질 수 있다.

Description

언로딩시의 스핀들 제어방법
본 발명은 다이나믹 헤드 로딩 구동장치(Danamic Head Loading:DHL)에 관한 것으로, 특히 언로딩(unloading)시의 스핀들 모터의 제어방법에 관한 것이다.
다이나믹 헤드 로딩방식의 하드 디스크 구동장치에서는 종래의 CSS(Contact Start Stop)방식의 하드 디스크 구동장치와는 다르게 언로딩시에 리드/라이트 헤드를 자기 디스크상의 파킹영역으로 옮기지 않고, 자기 디스크밖의 로딩 램프(loading ramp)상으로 옮긴다. 특히 다이나믹 헤드 로딩방식을 사용하는 2.5인치 이하의 소형 하드 디스크 구동장치는 주로 휴대용 컴퓨터에서 사용되기 때문에 전력소모를 최소화하기 위하여 일정시간 이상 하드 디스크 구동장치를 어세스하지 않으면 헤드를 언로딩한다. 이와같은 전력절감 모드를 아이들(idle) 모드라 한다.
제1도는 다이나믹 헤드 로딩 구동장치의 슬라이더와 자기 디스크를 도시한 것이다. 이제 제1도를 참조하여 NPAB(Nagative Pressure Air Bearing) 의 동작원리를 개략적으로 설명한다. 제1도의 H1은 슬라이더(12) 리딩 에지(slider leading edge)에서의 자기디스크(14)와 슬라이더(12)간의 간격이고, H2는 부압을 위한 홈부위차의 거리이다. 상기 슬라이더의 에어 베어링면을 밀어 슬라이더를 상승하게 하는 압력을 양압(positive pressure)이라 하고, 슬라이더를 밑으로 끄는 압력을 부압(nagative pressure)이라 한다. 이때 부압에 의해서 발생하는 힘은 상기 H1과 H2에 따라 변한다. 또한 상기 부압과 양압의 크기는 모두 슬라이더 밑면을 지나가는 공기의 회전속도에 따라 변한다. NPAB는 상기 리드/라이트 헤드의 상승높이를 일정하게 유지하기 위하여 상기 부압을 이용한다. 상기 공기의 회전속도는 디스크의 회전속도와 디스크상의 변경위치등에 관계된다. 이에따라 상기 공기의 회전속도에 따라 양압과 부압이 비례하여 변화하므로, 선운동속도가 느린 자기디스크의 안쪽에서의 상승높이와 선운동속도가 빠른 자기디스크의 바깥쪽에서의 상승높이를 균일하게 유지할 수 있다.
상기와 같은 NPAB 슬라이더를 사용한 구동장치에서 반복적으로 언로딩을 수행할 경우에, 상기 공기의 회전속도에 따른 저항이 짐벌(gimbal)에 영향을 미친다. 이에따라 슬라이더의 정적 고도와 헤드 와이어의 서비스 루프를 변화시키거나 또는 HGA(haed gimbal assembly)의 내구수명에 악영향을 끼치는 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 다이나믹 헤드 로딩 구동장치에서 스핀들 모터의 회전으로 발생한 공기의 회전속도에 따른 저항력이 최소일 때에 헤드 스택 어셈블리의 언로딩을 수행하는 언로딩시의 스핀들 제어방법을 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 스핀들 감속단계에서 상기 헤드 스택 어셈블리의 언로딩의 수행이 시작되면 스핀들 모터의 속도를 감속하고, 스핀들 속도 검색단계에서 상기 스핀들 감속단계에서 스핀들 속도가 상기 헤드 스택 어셈블리의 언로딩시의 저항이 최소가 되는 속도에 이르는 지를 검색하고, 언로딩 단계에서 상기 스핀들 속도의 검색단계에서 스핀들 속도가 헤드 스택 어셈블리의 언로딩시의 저항이 최소가 되는 속도에 이르면 헤드 스택 어셈블리를 언로딩하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 또한 하기 설명 및 첨부도면에서 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있다. 이들 특정 상세들 없이 본 발명이 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 자명할 것이다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
제2도는 디스크의 운동 방향속도 V에 따른 FP와 FV의 변화를 도시하였다. 상기 제2도에서 볼 수 있듯이 부압에 의한 힘 FV는 디스크의 회전속도가 감소함에 따라 양압에 의한 힘 FP보다 더 빨리 감소함을 알 수 있다. 이에따라 본 발명에서는 제2도에 나타난 특성에 따라 언고팅시에 스핀들 모터의 회전속도를 늦춘다. 이에따라 슬라이더가 디스크로부터 벗어날 때, 공기의 회전속도로 인한 저항을 최소화하고자 한다.
제3도는 본 발명에 따른 하드 디스크 구동장치의 블럭도를 도시한 것이다.
상기 하드 디스크 구동장치는 자기디스크(14)와 헤드 스택 어셈블리(16)와 전치증폭부(18)와 리드/라이트 채널(20)과 디스크 데이타 콘트롤러(Disk Data Controller, 이하 DDC)(22)와 마이크로 콘트롤러(24)와 VCM 구동부(26)와 VCM(28)과 스핀들 모터 구동부(30)와 스핀들 모터(32)와 롬(34)과 버퍼 램(34)으로 구성된다.
자기디스크(14)는 스핀들 모터(32)에 의해 회전한다. 헤드 스택 어셈블리(16)의 헤드는 자기디스크(14)면상에 위치한다. 전치증폭기(18)는 리드시에는 상기 헤드에 의해 픽업된 신호를 전치증폭하여 리드신호를 리드/라이트 채널(20)에 인가하며, 라이트시에는 리드/라이트 채널(20)로부터 인가되는 부호화된 라이트 데이타에 따라 라이트전류를 발생한다. 상기 라이트전류는 헤드에 인가되고, 헤드는 상기 라이트전류에 따라 자기디스크(14)상에 데이타를 라이트한다. 리드/라이트 채널회로(210)는 전치증폭기(18)로부터 인가되는 리드신호로부터 데이타 펄스를 검출하고 디코딩하여 DDC(22)에 인가하며, DDC(22)로부터 인가되는 라이트 데이타를 디코딩하여 전치증폭기(18)에 인가한다. DDC(22)는 마이크로 콘트롤러(24)에 의해 제어되며 호스트 컴퓨터로부터 수신되는 데이타를 리드/라이트 채널회로(20)와 전치증폭기(18)를 통해 자기디스크(14)상에 라이트하거나 자기디스크(14)상으로부터 데이타를 리드하여 호스트 컴퓨터로 송신한다. 또한 DDC(22)는 호스트 컴퓨터와 마이크로 콘트롤러(24)간의 통신을 인터페이스한다. 버퍼 램(36)은 호스트 컴퓨터와, 마이크로 콘트롤러(24)와 리드/라이트 채널회로(18)사이에 전송되는 데이타를 일시 저장한다. 마이크로 콘트롤러(24)는 호스트 컴퓨터로부터 수신되는 리드 또는 라이트 명령에 응답하여 DDC(22)를 제어하며 트랙탐색 및 트랙추종을 제어한다. 롬(34)은 마이크로 콘트롤러(24)이 수행 프로그램 및 각종 설정값들을 저장한다. VCM 구동부(26)는 마이크로 콘트롤러(24)로부터 발생되는 헤드의 위치제어를 위한 신호에 의해 액츄에이터를 구동하기 위한 구동전류를 발생하여 액츄에이터의 VCM(28)에 인가한다. 액츄에이터는 VCM구동부(26)로 부터 인가되는 구동전류의 방향 및 레벨에 대응하여 헤드 스택 어셈블리(16)의 헤드를 자기디스크(14)상에서 이동시킨다. 스핀들 모터 구동부(30)는 마이크로 콘트롤러(24)로부터 발생하는 자기디스크(14)의 회전을 제어를 위한 제어값에 따라 스핀들 모터(32)를 구동하여 자기디스크(14)들을 회전시킨다.
제4도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 헤드 스택 어셈블리(16)의 언로딩시의 스핀들 모터 제어방법의 흐름도를 도시한 것이다. 이제 제3도와 제4도를 참조하여 헤드 스택 어셈블리(16)의 언로딩시의 스핀들 제어 방법에 따른 상기 하드 디스크 구동장치의 동작을 상세히 설명한다.
헤드 스택 어셈블리(16)를 언로딩하기 위하여 마이크로 컨트롤러(24)가 헤드 스택 어셈블리(16)의 언로딩을 시작하면, 마이크로 콘트롤러(24)는 (38)단계를 수행한다. 이때 헤드 스택 어셈블리(16)의 언로딩은 일정 시간동안 하드 디스크 구동장치를 어세스하지 않을 경우나, 또는 하드 디스크 구동장치를 오프한 경우에 발생한다. 상기 (38)단계에서 마이크로 콘트롤러(24)는 스핀들 모터 구동부(30)에 스핀들 모터(32)의 오프신호를 제공한다. 스핀들 모터 구동부(30)는 상기 신호를 인가받아 스핀들 모터(32)의 구동은 위하여 스핀들 구동전류의 인가를 차단한다. 이에따라 스핀들 모터(32)는 멈추기 위하여 서서히 감속한다. 스핀들 모터(32)가 감속하기 시작하면 마이크로 콘트롤러(24)는 (40)단계를 수행한다. 상기 (40)단계에서 마이크로 콘트롤러(24)는 스핀들 모터(32)의 회전속도를 검색한다. 이때 마이크로 프로세서(24)는 버퍼 램(36)으로부터 헤드 스택 어셈블리(16)를 언로딩시키기 위한 적정 회전속도에 대한 데이타를 독출한다. 상기 언로딩 적정 회전속도는 헤드 스택 어셈블리(16)의 언로딩시의 공기의 회전속도으로 인한 저항이 최소가 되는 회전속도이다. 그러나 상기 언로딩 적정 회전속도는 헤드 스택 어셈블리(16)가 자기디스크(14)나 헤드를 손상하지 않을 정도의 상승높이를 제공하여야 한다. 상기 데이타의 독출이 종료되면 마이크로 프로세서(24)는 상기 회전속도와 헤드 스택 어셈블리(16)를 언로딩하기 위한 적정 회전속도와 비교하여 동일한 회전속도가 검색되면 (42)단계를 수행하고, 동일한 회전속도가 검색되지 않으면 (38)단계를 다시 수행한다. 상기 (42)단계에서 마이크로 콘트롤러(24)는 헤드 스택 어셈블리(16)를 언로딩하기 위하여 VCM 구동부(26)에 헤드 스택 어셈블리(16)를 로딩램프로 이동시키는 제어신호를 전송한다. VCM 구동부(26)는 상기 신호를 전송받아 헤드 스택 어셈블리(16)를 로딩 램프로 이동시킨다. 헤드 스택 어셈블리(16)의 이동이 종료되면 본 발명에 따른 흐름은 종료한다.
상술한 바와 같이 헤드 스택 어셈블리의 언로딩시에 스핀들 모터의 회전속도를 감소시킴으로서 슬라이더가 디스크로부터 벗어날 때의 저항을 최소화하여 리드/라이트 헤드 및 HGA의 손상을 방지하고, 하드 디스크 구동장치의 신뢰성은 높이는 잇점이 있다.
한편, 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허 청구의 범위와 특허 청구의 범위의 균등한 것에 의해 정하여져야 한다.
제1도는 다이나믹 헤드 로딩 구동장치의 슬라이더와 자기 디스크를 도시한 것이다.
제2도는 자기 디스크의 운동 방향속도 V에 따른 FP와 FV의 변화를 나타낸다.
제3도는 통상적인 하드 디스크 구동장치의 블럭도를 도시한 것이다.
제4도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 언로딩시의 스핀들 제어방법의 흐름도를 도시한 것이다.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
12: 슬라이더 14 : 자기디스크
16: 헤드 스택 어셈블리 18: 전치증폭기
20: 리드/라이트 채널 22: DDC
24: 마이크로 콘트롤러 26: VCM 구동부
28: VCM 30: 스핀들 모터 구동부
32: 스핀들 모터 36: 롬
38: 버퍼 램

Claims (1)

  1. 하드 디스크 구동장치에서 스핀들 모터의 속도를 제어하여 헤드 스택 어셈블리를 언로딩하는 언로딩시의 스핀들 제어방법에 있어서,
    상기 헤드 스택 어셈블리의 언로딩의 수행이 시작되면 스핀들 모터의 속도를 감속하는 스핀들 감속단계와,
    상기 스핀들 감속단계에서 스핀들 속도가 상기 헤드 스택 어셈블리의 언로딩시의 저항이 최소가 되는 속도에 이르는 지를 검색하는 스핀들 속도 검색단계와,
    상기 스핀들 속도의 검색단계에서 스핀들 속도가 헤드 스택 어셈블리의 언로딩시의 저항이 최소가 되는 속도에 이르면 헤드 스택 어셈블리를 언로딩하는 언로딩단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 어로딩시의 스핀들 제어방법.
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