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KR970007248B1 - 자기기록매체 및 그를 이용한 서어보시스템 - Google Patents

자기기록매체 및 그를 이용한 서어보시스템 Download PDF

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KR970007248B1
KR970007248B1 KR1019880700341A KR880700341A KR970007248B1 KR 970007248 B1 KR970007248 B1 KR 970007248B1 KR 1019880700341 A KR1019880700341 A KR 1019880700341A KR 880700341 A KR880700341 A KR 880700341A KR 970007248 B1 KR970007248 B1 KR 970007248B1
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KR
South Korea
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magnetic recording
read
recording medium
optical
optical grating
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KR880701938A (ko
Inventor
베논 이. 포오드
제레미 케이. 존스
존 제이. 메이더
윌리암 티이. 풀루머
Original Assignee
폴라로이드코오포레이션
스탤니 호와드 메르비스
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    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
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    • G11B5/58—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
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  • Magnetic Record Carriers (AREA)
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  • Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Indexing, Searching, Synchronizing, And The Amount Of Synchronization Travel Of Record Carriers (AREA)
  • Recording Or Reproducing By Magnetic Means (AREA)

Abstract

내용없음

Description

자기기록매체 및 그를 이용한 서어보시스템
제1도는 렌즈모양의 광학그레이팅을 구현한 단일면의 광전송 자기기록매체의 단면도.
제2도는 렌즈모양의 광학그레이팅을 구현한 이중면의 광전송 자기기록매체의 단면도.
제3도는 불투명 라인을 포함한 광학그레이팅을 구현한 단일면의 광전송 자기기록매체의 단면도.
제4도는 불투명 라인을 포함한 광학그레이팅을 구현한 이중면의 광전송 자기기록매체의 단면도.
제5도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 생성된 모아레 패턴의 정현광도의 곡선을 나타내는 도면으로서, 그 쌍의 광학그레이팅을 통하여 전송된 광도의 변화의 함수로서, 이 곡선을 발생하는데 사용되는 핀호울 및 광검출기 조립체의 부분단면상에 중첩된 곡선도.
제6도는 본 발명의 비정렬에 의해 패턴이 변화하여 본 발명의 실행에 유용한 모아레 패턴.
제7도는 렌즈모양의 광학그레이팅을 구현한 자기기록매체와 결합된 본 발명의 장치의 일 실시예의 부분단면도.
제8도는 론치 광학그레이팅을 구현한 자기기록매체와 결합된 본 발명의 장치의 다른 실시예의 부분단면도.
제9도는 론치 광학그레이팅을 구현한 자기기록매체와 결합된 본 발명의 장치의 또다른 실시예의 부분단면도.
발명의 배경
본 발명은 새로운 자기기록매체 및 그 자기기록매체에 기록된 정보의 위치를 확실하게 하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
자기기록매체, 즉 플로피 디스크, 경화 디스크(rigid disk) 및 테이프는 트랙에 정보를 기억한다. 매인치당 그 트랙의 수는 대개 그 작용능력의 정도이어서, 특정 트랙을 신뢰성있고 재생가능하게 위치시키고, 일단 판독/기입(read/write)헤드가 위치하면, 이 판독/기입헤드가 정확하게 하나의 트랙을 따르도록 한다. 종래의 5 1/4플로프 디스크는 보통 매인치당 48 또는 96트랙(tpi)를 가지는 반면에, 3 1/2''플로피 디스크는 135tpi를 가진다. 대조적으로, 윈체스터 디스크(Winchester disk)는 전형적으로 1000tpi를 가지나, 신뢰성있는 서어보, 즉, 판독/기입 헤드의 이동을 제어하고 트랙상에 이 헤드를 유지시키기 위한 특별한 수단이 공급되어야 한다. 플로피 자기매체를 위하여 매인치당 트랙의 수를 증가시킴으로써 동일 영역에 더 많은 정보를 기억시키는 것이 바람직하다.
매인치당 트랙의 수가 증가함에 따라, 트랙 사이의 공간은 감소하며, 의도된 트랙보다 더 큰 트랙에서 판독/기입되는 것을 피하기 위하여, 더 정밀한 트랙킹뿐만 아니라 더 좁은 판독/기입헤드의 폭을 요구한다. 이 판독/기입헤드는 트랙의 중심에 있어야 하고, 인접한 트랙을 판독하거나 또는 기입해서는 아니된다. 만일 자기기록매체가 플로피 디스크라면, 비등방성의 크기 변경에 의해서, 예를 들면 전형적인 폴리에스테르지지체에서 온도 및 습도변화의 함수로서, 가능하게는 바람직한 원형트랙 대신에 타원형트랙구조를 가지며, 헤드에 대한 디스크의 상대적인 위치를 변경시키거나 또는 디스크가 사실상 평평하게 되는 것을 방해하는 고속 회전중의 디스크가 진동하고, 반복사용에 의한 디스크 중심 구멍의 마모에 기인하여 중심에서 벗어난 위치지정을 하며, 다른 드라이브에 사용할때의 중심에서 벗어나는 위치 지정에 의해 정확한 트랙킹은 어려워진다. 실제로 디스크의 제조중에 중심 구멍의 정중심(on center)위치지정은 진동을 받기 쉽다.
이 기술은 더 높은 tpi의 값을 요구한다고 인정되고, 필요한 트랙킹 능력에의 많은 해결방법이 성공도를 달리하여 시도되었다.
이 문제에 대한 해결방법은 슈미트(Schmidt)의 미합중국 특허 제3,130,110호(1994. 4. 21에 발행)에 기재되어 있고, 여기에서 와상의 홈을 디스크의 부분으로 절단하여 트랙킹 안내부를 제공하도록 제안되었다. 가이드 패턴을 제공하기 위한 양각(도드라진)의 와상홈은 후래터(Franer)의 미합중국 특허 제3,772,081호에 개시되어 있다.
일본국 특개소 59-14644호(1984. 8. 22.에 공개)는 자기디스크의 외측 및 내측영역을 자성체로 피복시키지 않은채로 두고, 광전송형의 광학센서를 사용하여 자기영역 에지를 검출하며, 다음의 트랙위치를 용이하게 하기 위한 배열을 이루게 하도록 제안한다.
문(Moon)등의 미합중국 특허 제4,516,177호(1985. 5. 7에 발행)와 해리슨(Harrison)등의 미합중국 특허 제4,396,959호(1983. 8. 2에 발행) 및 해리슨(Harriso n)등의 미합중국 특허 제4,419,701호(1983. 12. 6에 발행)(이 모두는 콴탐코오포레이션에 양도됨)는 판독/기입헤드의 조(coarse)서어보제어를 제공하기 위하여 광학부호기를 사용하여 트랙에 가까운 헤드의 위치를 지정하도록 제안하였고, 이 디스크는 공장에서부터 미리 기록된 방사상의 섹터 버스트(radial sector burst)를 가짐으로써, 중심선 보정 정보를 제공하여 미세한 보정을 하고, 소망의 트랙의 중심선 배열에 판독/기입헤드를 유지시킨다. 광학부호기(예를들면 해리슨 등의 미합중국 특허 제4,396,959호의 제5도를 참조)는 광원과 일련의 똑같이 밀접하게 이격된 미세한 방사상의 라인을가지는 스케일 및 집적회로 감광성의 망선 마스크(reticle-masked)배열을 포함하며, 이 망선 마스크 배열은 조합적으로 서어보파형을 발생시키기 위하여 사용되는 명·암의 다상(polyphase)(구상)패턴을 생성한다. 이 광학부호기는 자기디스크로부터 완전히 분리되어 있다.
IBM기술공개공보(명칭이 축상 부호기로부터 나온 서어보라이터 기준클럭인 제27권 제8호, 페이지 4877-4878, 1985. 1.)는 자기디스크에 밀접하나 자기디스크로부터 분리되어 주드라이브 스핀들에 직접 설치된 모아레 무늬 광학부호기(moire fringe optical encoder)를 개시하고 있다.
팔크(Falk)의 미합중국 특허 제4,633,038호(1972. 1. 4에 발행)는 자기테이프 또는 디스크상의 트랙과의 부합도에 있어서 트랜스듀서를 위치지정하기 위한 광학장치를 개시한다. 교번하는 불투명 전송 라인을 갖는 한쌍의 광학마스크는 양 마스크를 통과하는 광이 한쌍의 광전지와 부딪히도록 위치하고 있다. 하나의 광학마스크는 트랜스듀서의 캐리지상에 설치되어서, 이 트랜스듀서가 자기트랙을 측방향으로 가로질러 이동할때, 제2광학마스크를 가로질러 이동하도록 한다. 광전지와 부딪치는 광은 트랜스듀서의 트랙위치를 확인하는데 사용되는 신호를 발생시킨다. 다시 이 광학마스크는 자기매체로부터 분리되어 있다.
존슨의 미합중국 특허 제4,558,383호(1985. 12. 10.에 발행)와 코오크(Cocke)등의 미합중국 특허 제4,587,579호(1986. 5. 6.에 발행)는 서어보신호를 제공하기 위하여 반사에 의하여 광학적으로 검출될 수 있는 마크를 발생하는 자기매체를 개시하고 있다. 디스테파노(Distefano)등의 미합중국 특허 제4,570,191호 (1986. 2. 11.에 발행)는 판독/기입헤드를 내장하는 슬라이더내에 설치하기에 적당한 광학센서를 개시하고 있으며, 이 광학센서는 특히 상기 존슨 및 코오크 등의 특허에 의해 숙지된 것처럼, 이러한 반사식 광학 서어보 트랙 또는 자기매체상에 위치된 표시를 검출하는데 사용된다.
IBM기술공개공보(제16권, 제9호, 페이지 3020, 1974. 2.)는 모아레 무늬 패턴(moire fringe pattern)을 사용한 광학서어보기술을 개시하고 있으며, 여기에 동일 반사공간을 갖는 불투명 또는 비반사 동심원의 그레이팅(grating)이 자기기억 하드디스크(자기기록용으로 적합한 영역을 축소시킴)상에 형성되고, 동일 크기의 평행 불투명 또는 비반사선의 그레이팅이 판독/기입헤드를 지지하는 슬라이더상에 위치한 투명부재상에 설치된다. 또한 만일 슬라이더가 디스크에 대해서 몇도만큼 벗어나 있다면, 판독/기입헤드를 지지하는 슬라이더(또는 아암)상에 위치한 발광다이오우드(LED)로부터 나온 광은 디스크 그레이팅으로부터 반사되어서, 슬라이더 그레이팅을 갖는 모아레 패턴을 형성한다. 모아레 패턴내 변화에 의하여 생성된 정현적인 광학밀도변화는 광다이오우드에 의하여 검출될 수 있고, 정현적인 출력내 위상변화는 적당한 전자회로에 의하여 보간되어 소망의 트랙에 헤드를 위치시키기 위한 방향성정보를 제공한다.
이러한 문제를 해결하는 다른 해결방법은 자기적으로 기록되어 이격된 서어보 트랙정보, 예를 들면 이른바 내장된 서어보를 제공하는 것을 포함한다. 이 서어보신호는 전형적으로 디스크를 섹터로 분할하고, 그 결과 기록이 연속적인 트랙상에 있지 않고, 서어보정보는 연속이 아니다. 게다가 기록정보에 적합한 자기영역은 자기서어보정보에 제공된 영역으로 축소된다. 또다른 해결방법이 PCT공개출원 제WO85/02933호(1985. 7. 4.에 발행)에 개시되어 있으며, 자기트랙사이에 위치한 광학기록트랙의 사용에 의하여 서어보정보를 제공하여서 반사광에 의해서 판독될 수 있는 광학 가이드라인을 제공하는 것을 제안한다.
비록 전부가 그러한 것은 아니지만, 상기 서술된 종래의 장치의 대다수는 자기기록용으로 적당한 자기표면영역을 축소시키는 단점을 가진다. 게다가 서어보 목적에 사용되는 정보신호는 보통 불연속이며, 간헐적인 서어보 변화를 초래한다.
발명의 요약
본 발명은 광화적 그레이팅의 존재에 기인한 자기기록용에 적당한 자기피복의 영역내 축소없이, 연속적인 자기층과 조합하여 광전송 광학그레이팅을 사용하는 연속적인 서어보정보를 제공하기에 적합한 자기기록 매체를 제공한다. 이 새로운 매체를 사용하는 장치 및 시스템이 또한 공급된다.
본 발명의 새로운 자기기록매체는 광전송력이 있고, 플로피 디스크, 경화 디스크 및 테이프를 포함한다.
본 발명에 따라서, 자기기록매체는 판독/기입헤드와 결합된 제2 또는 기준광전송 광학그레이팅과 조합하여 모아레 패턴을 제공하는데 적합한 광전송 광학 그레이팅을 포함한다. 소정의 또는 정상의 배열로 부터 광학그레이팅의 상대위치를 변화시킴으로써 일어나는 모아레 패턴내 변화는 비정렬(non-alignment)을 수정하고, 위치지정정보를 제공하는데 사용되어서, 서어보 수단을 제어하여 특정의 트랙과 소망의 정렬로판독/기입헤드를 유지시킨다. 이 광학 그레이팅은 이 매체의 자기기록영역과 적어도 거의 같은 범위의 영역을 덮고 있으며, 자기기록영역의 외측으로 연장될 수도 있다.
광전송 광학그레이팅을 사용하면 단 하나의 그레이팅(디스크에서) 및 단일한 광원을 사용하는 이중면(double-sided)의 자기디스크를 만드는 것이 가능하다. 대조적으로 종래 기술인 하트(Hart)의 반사 모아레 시스템은 제2광학그레이팅 및 제2광원이 사용되지 않는한 단일변(single-sided)의 디스크로 제한된다.
더욱이 본 발명의 모아레 서어보시스템을 사용하면, 긱 디스크상에 자기서어보정보의 비싸고 시간이 많이 소비되는 디스크 제조중의 기록작업을 피할 수 있다.
본 발명의 상세한 설명
동일하거나 또는 다소 상이한 피치의 2개 광학그레이팅에 의하여 형성된 모아레패턴의 발생은 잘 알려진 현상이다. 2개의 그레이팅의 상대위치에 있어서의 조그만 변화는 모아레패턴에서 비교적 큰 크기 변화를 초래하여 광학적으로 증폭되거나 또는 확대될 수 있다. 본 발명은 이 현상을 이용하여서, 모아레패턴을 발생하는데 적합한 광전송 광학그레이팅을 구현한 새로운 자기기록매체를 제공하는 것이다. 자기기록매체의 광학그레이팅 및 이 장치안에 설치된 제2 또는 기준광학 그레이팅을 통하여 전송된 광에 의하여 형성된 모아레 패턴내의 변화를 검출하고, 상기 모아레 패턴 변화의 표시인 광전지에 의하여 발생된 신호를 이용하여서, 상기 모아레 패턴내의 검출된 변화에 응답하여 매체에 대해서 판독/기입헤드 또는 자기트랜스듀서의 상대위치를 조정하기 위한 서어보수단을 제어하는 수단이 또한 제공된다.
본 발명의 자기기록매체에 구현된 광학그레이팅은 광전송 광학그레이팅이며, 이 그레이팅은 동일 또는 상이한 형태의 제2광학그레이팅과 조합하여 모아레 패턴을 제공하는데 적합하다. 몇가지 양호한 실시예에서, 이 광학그레이팅은 피치, 즉 매인치당 라인의 수에 있어서 상이하다. 적절한 광학그레이팅의 일 예가 소망의 라인의 수를 제공하는 렌즈 모양(lenticular lenses)의 라인을 포함하는 렌즈모양으로된 층이다. 바람직한 실시예에서, 이 광학그레이팅은 바람직하게는 동일한 폭의 투명라인에 의하여 이격된 불투명 라인을 포함하며, 이런 광학그레이팅은 때때로 론치(Ronchi)그레이팅으로서 언급된다. 이 론치 광학 그레이팅은 자기기록매체내의 한 형식의 광학그레이팅과 조합하여 기준광학그레이팅으로서 사용될 수 있다. 본 발명은 도면을 참조하여 설명될 것이다.
상기 설명된 것처럼, 본 발명의 자기기록매체는 광전송력이 있다. 따라서 이 매체는 경화성 또는 유연성의 투명 지지체를 이용하고, 그 위에 지지되는 피복(층)은 광검출기에 의하여 선택적으로 검출될 수 있는 소정의 파장 또는 파장범위에 대해서 광전송력이 있다. 자기기록매체에 의하여 전송된 광은 가시광선 또는 비가시광선일 수 있고, 바람직한 실시예에서는 적외선이다. 백열등, 발광다이오드(LED) 및 레이저 다이오우드를 포함한 다양한 광원이 사용될 수 있다. 자기기록매체 및 기준광학그레이팅을 통하여 전송된 광은 광학그레이팅의 위상배열의 함수로서 광도가 변화한다. 전송된 광은 이 광도를 전기신호로 변환시키는 적절한 광전지 또는 광검출기에 의하여 검출된다. 이 광검출기는 광학그레이팅이 적절히 배열될 때, 최대 및 최소의 광도를 검출하도록 배열되며, 이에 따라 광검출기로부터 나온 전기신호는 예를들면 180°또는 90°만큼 다른 광검출기로부터 나온 전기신호와 위상(phase)이 벗어나 있다. 이들 위상 변위된 신호는 비교되고, 거기에 있는 차이의 변화는 적절한 서어보수단을 제어하는데 사용되며, 의도된 자기트랙을 가지는 자기트랜스듀서를 배열하고, 배열된대로 트랜스듀서를 유지시킨다.
이 판독/기입헤드와 광검출기는 상호간에 인접하여 있어서, 사용중 온도변화에 기인한 자기축 및 광학축에서의 변화를 최소화시킨다. 이 배열은 또한 디스크카세트 또는 캐리지내의 헤드 액세스 윈도우(head access window)를 작아지도록 한다.
불투명(opaque)에 의해서, 론치 광학그레이팅을 형성하는 불투명라인은 광학그레이팅을 포함한 자기기록매체에 통하여 전송되도록 의도된 가시광선 또는 비가시광선의 파장범위에 대하여 전송을 낮게하여서, 바람직한 모아레 패턴을 형성하게 한다는 것을 의미한다고 이해될 것이다. 이 이용된 광의 파장범위에 대해서 이 라인이 더 불투명할수륵, 신호대 잡음비(SN비)는 모아레간섭무늬에서 더 높을 것이다. 일반적으로광학그레이팅의 최대 및 최소 전송밀도는 약 1.5내지 2.0의 델타가 적당하다. 만일 전송된 광의 신호대 잡음비, 즉, 비불투명영역을 통하여 전송된 광과, 만약 있다면 불투명영역을 통하여 전송된 광의 비는, 검출기 시스템의 소망의 신호를 제공하도록 충분하다면, 완전한 불투명도를 필요로 하지 않는다. 더 높은 신호대 잡음비는 더 낮은 전력의 광원의 사용을 허용한다. 전송된 광원으로서 다소 더 넓은 대역폭을 선택적으로 받아들이도록 설계된 검출기를 가지고, 광의 더 좁은 대역폭을 선택하는 것이 보통 유리하며, 그럼으로써 광원에서의 적은 변화를 수용할 것을 보장한다. 론치 광학그레이팅을 사용하는 바람직한 실시예에서, 바람직한 광원은 약 850nm의 적외선을 방사하는 LED 또는 레이저다이오우드이다.
투명지지체를 갖는 자기기록매체와 광전송 또는 광전송력이 있는 상기 지지체에 의하여 지지되는 층을 설명할 때, 상기 용어는 선택된 광검출기가 응답하는 소정의 광파장에 대해서 사용된다고 이해될 것이다. 그래서 자기기록층은 감마 산화철 또는 바륨페라이트와 같은 종래의 자기기록입자중의 하나를 포함할 수 있으며, 이에 따라 사실상 선택된 파장에 거의 투명함에도 불구하고 색깔이 있는 것처럼 보일 것이다.
편의상 본 발명의 다음의 보다 상세한 설명에서, 자기기록매체는 플로피 디스크이고, 광학그레이팅은 원형패턴을 갖는다고 가정될 것이다(상기 설명된 것처럼, 본 발명은 또한 경화디스크 및 테이프에 적합할 것이다).
제1도를 참조하면, 단일면의 자기디스크(10)는 투명 지지체(12)를 포함하며, 이 지지체는 한 표면상에 자기기록입자의 층(16)을 지지하고. 다른 표면상에는 렌즈모양의 라인(l4a)을 포함하는 광학그레이팅(14)을 지지한다. 제2도에 도시된 것처럼, 단일면의 디스크(10)는 자기기록입자의 제2층(16a)이 피복된 평활한 표면을 공급하기 위하여 상이한 굴절율을 갖는 투명 폴리머로 렌즈모양의 층(14)을 피복시키는 것에 의하여 이중면의 디스크(10a)로 변환될 수 있다.
본질적으로 렌즈모양의 층을 형성하는 것, 즉 성형 또는 양각기술은 본 발명의 부분은 아니다. 왜냐하면, 그러한 기술은 선행기술에서 공지되어 있으며, 렌즈모양의 광학그레이팅의 준비에 대한 상세한 설명은 필요치 않기 때문이다. 그러나 한가지 특히 유용한 기술은 전자비임 교차 결합의 폴리머 피복에 관한 것인 반면에, 이 기술은 소망의 렌즈모양의 무늬의 적절한 네가티브의 성형에 대하여 유지되고 있다. 물론 볼록렌즈의 초점거리는 특정 기록시스템에서 렌즈모양의 층사이의 기하학적인 거리에 따라서 신택되고, 이에 따라서 이 초점거리의 결정은 계산 및 실험의 산실이라고 이해될 것이다.
상기 설명되고 제3도 및 4도에 도시된 것과 같은 본 발명의 바람직한 실시예에서, 광학그레이팅은 동일폭의 투명라인에 의하여 이격된 불투명라인을 포함하는 론치이다. 그래서 제3도에 도시된 단일면의 자기디스크는 한 표면상에 자기기록입자의 층(16)을 지지하고, 그 다른 표면에 동일폭의 투명라인(22b)에 의하여 이격된 불투명 라인(22a)을 포함하는 광학그레이팅(22)을 지지하는 투명 지지체(12)를 포함한다. 광학그레이팅(22)위에 자기입자의 제2층(16a)을 피복시킴으로써 제3도의 단일면의 자기디스크(20)는 제4도에 도시된 이중면의 자기디스크(20a)로 변환될 수 있다.
불투명라인(22a)은 매인치당 소망의 라인의 수에 적합한 방법에 의하여 형성될 수 있다. 적합한 방법의 예로서, 광열재, 할로겐화은, 은 전사(silver transfer), 포토레지스트 등을 이용한 사진석판기법 및 사진이미징기법 뿐만 아니라 에칭 및 진공 증착과 같은 기법을 말할 수 있다. 소망의 불투명 라인을 형성하는 특정방법의 선택은 처리경제성, 매인치당 라인의 수 및 주어진 실시에의 소망의 광학그레이팅의 불투명 및 투명라인의 양호한 불투명도 또는 전송밀도와 같은 이러한 요소에 의하여 영향을 받을 것이다. 이런 론치 그레이팅을 형성하는 기법은 본질적으로 잘 알려져 있으므로 여기서 상세히 서명할 필요가 없다. 이 론치 그레이팅은 자기층이 피복되는 평활한 면을 드러내고, 만일 이 표면이 평활치 않거나, 예를 들어, 포토레지스트에서처럼 불규칙이라면, 적절한 폴리머를 피복하여 공간을 메꾸어서 양호한 평활한 표면을 제공할 수 있다.
판독/기입헤드에 결합된 광학그레이팅은 ±n라인에 의해서 자기디스크에 구현된 광학그레이팅과 바람직하게 상이하다. 바람직한 실시예에서, n=8(예를 들면, 디스크내 광학그레이팅은 548라인을 가지는 반면에 기준광학그레이팅은 540라인을 가진다)과 그로인한 모아레 정현패턴은 매인치당 8피이크(불투명/투명라인쌍)을 가져서, 핀호울과 검출기들 사이가 0.0625인치 축방향으로 이격되어 있는 검출기를 사용하여 위상변화를 180°검출하게 된다. 상대적인 이동의 광학적인 증폭의 고효율은 n=8인 곳에서 2개의 0.0018인치의 광학그레이팅 사이에서 상대적인 측방향 이동이 0.125인치의 모아레 패턴내에 이동을 일으킨다는 사실에 의하여 설명될 것이다. 제5도에 도시된 n=8인 곳에서 얻어지는 사인파의 정현패턴은 핀호울 및 광검출기 조립체상에 충첩되며, 시준된(collimated) 광비임(30 및 32)은 2요소 광검출기(광다이오우드)(36)와 정렬되어 위치하고 있다. 만일 정현곡선의 피이크 및 골(trough)(최대 및 최소의 광전송에 대응하는)사이의 1/2진폭 또는 중앙점(A 및 B)에 대응한 광도를 위해서 검출기(36a 및 36b)를 조정(calibrate)한다면, 2개의 광도를 영점조정하고 시스템을 조정하여서, 자기트랜스듀서가 어떻게 이동되어 트랙과 정렬되도록 유지되어야 하는가를 표시하기 위하여 영으로부터 이탈된 크기를 사용하게 한다.
만일 n=4라면, 모아레 패턴은 매인치당 4피이크(불투명/투명라인쌍)을 드러내고, 90°만큼 이동된 상이 검출될 것이다. 또한 광검출기에 의하여 생성된 광 패턴의 피이크 및 골에 대응하는 광도내 상이한 위상이동으로부터 또한 서어보할 수 있다고 이해될 것이다.
제6도는 서로 광학 그레이팅의 중심이 벗어나 유사한 540라인의 그레이팅 매인치당 548라인(원)의 광학그레이팅을 중첩시킴으로써, 얻어지는 모아레 패턴을 재생한다. 이 모아레 패턴은 원형의 광학그레이팅의 기하학적인 중심에 대한 비정렬량의 함수로서 변화할 것이다. 이 광학그레이팅에서 원대신에 직선을 사용하면(예를들면 자기테이프용으로 사용) 상이한 모아레 패턴을 생성하는 반면에 이러한 모아레 패턴은 마찬가지로 서어보정보 및 제어를 제공하기 위하여 사용될 수 있다.
제7도에는, 판독/기입 자기트랜스듀서 도는 헤드(104) 및 검출기(106)를 포함하는 디스크 캐리지 조립체(100)가 도시되어 있다. 확대하여 도시한 층을 갖는 플로피 디스크(10)(제1도 참조)는 판독/가입헤드(104)와 작동관계에 위치하여서, 렌즈모양의 광학그레이팅(l4)의 동작의 설명을 용이하게 한다. 투명 지지체(116) 및 렌즈모양의 층(114)을 포함하는 기준 렌즈모양의 광학그레이팅(110)은 검출기(106)와 연결되어 있다. 기준 광학그레이팅(110)은 플로피 디스크(10)에 유사하게 확대하여 도시하였다. 설명을 용이하게 하기 위하여, 렌즈모양의 광학그레이팅(14)은 매인치당 544개의 렌즈를 포함하도록 하고, 기준 렌즈모양의 광학그레이팅(114)은 매인치당 540개의 렌즈(즉, n=4)를 갖는 것으로 가정한다. 광원(도시되지 않음)은 시준된 광(108)을 제공하며, 이 광은 자기피복(16) 및 투명 지지체(12)에 의하여 전송되고, 렌즈(14a)에 의해 기준그레이팅(114)의 렌즈(114a)에 초점이 맞추어진다. 차례로 렌즈(114a)는 전송된 광을 렌즈(14a 및 114a)의 정렬 또는 비정렬함수로서, 저광도 또는 고광도의 광영역으로서 검출기에 초점을 맞춘다. 종래의 수단은 상기 저광도 영역에 대응하는 골(trought)(120a)과 상기 고광도영역에 대응하는 피이크(120b)로, 검출기(106)로부터 나온 출력을 사인파(120)로 변환한다. 제7도에 도시된 n=4인 곳에서 제7도에 도시된 검출은 90°검출로서 언급될 수 있다.
제8도는 다른 형태의 광학그레이팅이 플로피 디스크 및 검출기에 사용된 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 도시된 것처럼, 디스크 캐리지 조립체(200)는 판독/기입헤드(204)를 지지하는 아암 또는 슬라이더(202a) 및 론치 광학그레이팅(222)을 포함하는 2개의 광검출기(206)를 포함한다. 다른 아암(202b)은 압력패드(210)를 지지하여서 플로피 디스크(10)와 판독/기입헤드(204)에 적절한 접촉을 확보한다.
아암(202b)은 또한 광원(220)을 지지하며, 이 광원으로부터 나온 광은 렌즈(222) 및 핀호울 또는 슬릿(224)을 통과하고, 다음에 광검출기(206)와 결합된 선형의 론치 광학그레이팅(222)상의 플로피 디스크(10)(광학그레이팅(14)을 포함)을 통과한다. 상기 설명된 것처럼, 헤드(204)(슬라이더 (202a))의 이동에 응답하여 광학그레이팅 사이의 정렬변화는 모아레 패턴내의 변화를 생성하고, 종래 수단에 의해서 서어보수단(도시되지 않음)을 제어하기 위하여 사용된 신호로 변환되어서, 판독/기입헤드를 적절하게 이동시켜 바람직한 자기트랙과 정렬되도록 유지시킨다.
제9도는 이중면의 플로피 디스크를 사용하는데 적합한 본 발명의 장치의 다른 실시예를 도시하고 있다. 플로피 디스크(20a)(제4도 참조)와 결합된 디스크 캐리기 조립체(300)는 사이드 0(side 0)의 자기 피복(16)용 판독/기입헤드(302a)를 지지하는 아암 또는 슬라이더(300a)를 포함한다. 아암(300a)은 또한 매인치당 540라인을 갖는 기준 선형 광학그레이팅(322)과 결합된 2개의 광검출기(306)를 지지한다.
다른 아암 또는 슬라이더(300b)는 사이드1의 자기피복(16a)용 판독/기입헤드(302b)를 지지한다. IR레이저다이오우드(330)는 시준된 적외광선을 제공하며, 광은 반사체(332)에 의하여 반사되어 아암(300b)의 한쌍의 슬릿 또는 핀호울(334)을 통과한다. 이렇게 공급된 적외광선은 매인치당 548라인(즉 n=8)을 갖는 론치 광학그레이팅을 포함하는 플로피 디스크(20a)를 통과한다. 광검출기(306)는 소정의 파장 또는 파장범위의 거의 적외선만을 통과시켜 센서(306a)로 전성하는 데 적합한 필터(306b)를 포함한다. 이미 설명한 것처럼, 광검출기(306)에 의하여 발생된 전기신호는 플로피 디스크(20a)에 대하여 적절하게는 판독/기입헤드(302a 및 302b)를 서어보하는데 사용된다.
광학그레이팅에서 라인의 수는 매인치당 자기트랙의 수보다 더 적다는 것을 알 수 있을 것이다. 이 관계는 판독/기입헤드가 단일의 자기트랙과 정렬하는 동시에 광검출기(예를들면 106,206,306)가 복수의 광학트랙(예를 들면 10)으로부터 나온 정보를 모으고 평균하기 때문에 가능하다. 이 평균작업은 광학그레이팅에서 예를 들면 국부적인 두께변화 또는 불투명라인의 불투명도의 임의의 작은 결점의 영향을 축소시킨다.
적절한 자기기록입자는 산화철(예를들면 감마 산화철 및 코발트가 도핑된 산화철), 금속입자 및 헥사고날페라이트(예를 들면 헥사고날 박륨페라이트)를 포함한다. 바륨페라이트를 사용하면, 기록밀도를 최대화하기 때문에 바람직하다. 적절한 자기기록층은 약 0.5내지 2마이크론의 두께를 가지며, 바륨페라이트가 사용되는 곳에서는 더 두껍다. 플로피 디스크의 전기적 특성을 수정하기 위하여 자기피복에 카아본블랙과 같은 도전재료를 포함하는 것이 공통의 방법이다. 만일 카아본블랙의 존재가 감소하여 바람직한 파장의 광에 대하여 플로피 디스크의 전송력레벨이 낮아지면, 이 카아본블랙은 더 낮은 농도에서 사용되거나 또는 투명 지지체에 인접한 분리층내에 무색의 도전재료 예를들면 요오드화 제1구리에 의하여 대치될 수 있다. 다른 방법으로, 카아본블랙에 의하여 전송된 파장이 적절한 광검출기로 사용될 수 있다.
경화디스크를 가지는 것이 바람직한 곳에서는, 투명 지지체는 적절한 두께의 폴리카아보네이트와 같은 재료로 구성될 수 있다.
이 광검출기는 종래의 것을 사용한다. 마찬가지로, 종래의 서어보수단(도시되어 있지 않으나 선행기술에서 공지되어 있음)이 사용될 수 있고, 예를 들면 스텝모터 또는 선형 엑츄에이터를 포함하며, 이 선형 엑츄에이터가 바람직하다.
사용중 그레이팅사이의 물리적인 이격의 변화에 더 큰 허용율을 나타내므로, 렌즈모양의 광학그레이팅을 사용하는 것보다 론치 그레이팅을 사용하는 것이 바람직하다. 제7도로부터 분명한 것처럼, 2개의 렌즈모양의 그레이팅과 전송된 광의 초점의 순차적인 변화사이의 물리적 이격의 변화는 의도하지 않은 신호변화를 피하기 위하여 최소로 유지되어야 한다.
특히 유용한 실시예에서, 론치 광학그레이팅은 은 확산 전달 기법(silver diffusion transfer technique)에 의하여 형성된다. 이 목적을 위한 적당한 막구조는 투명한 폴리에스테르기판(플로피 디스크용 지지체로서 사용하기에 적합한 두께를 갖는)을 포함하며, 이 기판은 은침전핵, 보호층, 방출층 및 할로겐화은 에멀젼층으로 구성된 은 전달 이미지 수신층(silver transfer image-receiving layer)을 순차적으로 지지한다. 바람직한 론치 패턴의 주된 네가티브 이미지에 노출시킨 후에, 점도가 있는 처리용액이 노출된 활로겐은과 피복 시이트 사이에 배분된다. 노출되지 않은 할로겐화은이 용해되고 바람직한 론치 패턴을 형성하는 포지티브 은 전달 이미지를 형성하기 위하여 이미지 수신층에 전달되는 적절한 처리기간후에, 이 피복 시이트는 방출피복위로 처리액의 층과 층들(할로겐화은 에멀젼 등)과 함께 벗겨진다. 방출피복이 제거되고, 또는 그존재가 자기적인 또는 다른 피복에 심하게 부착되지 않는다면, 자기피복이 가해진 보호층이 하나의 층으로서 제공된다. 이런 형태의 은확산 전달막은 선행기술에서 공지되어 있으므로 추가로 설명할 필요는 없을 것이다.
기준 론치그레이팅은 코다리쓰필름(Kodalith film)(Eastman Kodak사 제품)과 같은 높은 콘트라스트의 종래의 할로겐화은 필름의 사진노출 및 현상에 의하여 형성된다. 이런 론치그레이팅은 자기피복이 은함유 젤라틴층 또는 그위로 피복된 층에 만족스럽게 부착된다면, 자기매체의 성분으로서 사용될 수 있다.
적절하다면, 광학그레이팅, 예를 들면 제1도의 렌즈모양의 그레이팅(14) 또는 제3도의 론치그레이팅(22)가 과도하게 마모하는 것을 방지하기 위하여 보호층을 피복할 수 있다.
시준된 광원은 광학그레이팅이 렌즈모양인 곳에서 사용되어야 한다. 점광원은 광학그레이팅이 론치그레이팅인 곳에서 바람직하다.
자기디스크에서의 광학그레이팅은 모아레 패턴을 형성하여서, 이 디스크상에서의 광학그레이팅에 대하여 자기디스크의 중심을 맞추는데 사용된다. 또한 론치 선형 광학그레이팅을 형성하는데 사용되는 사진상의 주된 이미지는 중심호울의 정확한 위치를 용이하게 하기 위하여 중심표지를 포함할 수 있다.
특히 유용한 실시예에서, 이 광학그레이팅은 디스크 또는 테이프의 에지에 연장되지 않는다. 자기층이 전표면을 덮고 있음에도 불구하고, 일부분만이 자기기록에 사용된다. 이 광학그레이팅은 바람직하게는 자기기록영역을 넘어 연장하고 테스트 또는 기준선은 디스크의 에지와 이 광학그레이팅의 사이의 투명(clear)영역에 인쇄되어 있다.
판독/기입헤드가 우선 자기트랙을 검사할때, 이 검출기가 모아레 패턴(광학 그레이팅 또는 투명영역내 기준선으로부터) 및 축상의 위치를 검사하는 점을 비교함으로써, 상이한 디스크드라이브의 올바른 기능을 위한 시스템을 조정하는데 요구되는 임의의 오프셋을 계산할 수 있다.
상기 논의된 것저럼, 본 발명은 매우 높은 밀도의 자기기록매체의 제조를 용이하게 한다. 일 예로서 40kfci 및 540tpi의 선형밀도에서 바륨페라이트를 사용하고 디스크를 1200rpm으로 회전시킴으로써, 면당 10메가바이트의 기록용량을 갖는 3 1/2인치의 플로피 디스크를 얻을 수 있다. 이 예에서의 각각의 자기트랙의 폭은 약 0.0018인치이고, 동일폭(자기트랙은 보호대역보다 더 넓을 수 있다)의 보호대역을 갖는다.
상기 설명으로부터 본 발명은 소정의 자기영역에 실질적으로 더 많은 자기정보(즉 더 많은 tpi)를 기록하는데 적합한 자기기록매체를 제공하는 반면에, 자기정보가 기록되어진 영역과 적어도 거의 같은 넓이를 갖는 광학그레이팅을 제공함으로써, 거의 연속적인 서어보정보를 이용할 수 있다.
이 광학그레이팅은 제2피복 예를들면, 유기용매에 사용된 성분이 제1피복에 심하게 영향을 미치지 않는다면, 광학그레이팅이 불투명지지체에 제공되기 전 또는 후에 적용될 수 있다.
본 발명은 그 구체적인 실시예에 대해서 상세히 설명된 반면에, 다양한 변경 및 수정이 발명의 정신 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 가하여질 수 있다는 것은 당해 기술분야에서 통상의 기술을 가진자에게는 분명할 것이다.

Claims (18)

  1. 자기기록매체상의 복수의 트랙중의 선택된 하나에 데이터를 자기적으로 판독, 기입 또는 판독 및 기입하는 시스템에 있어서, 투명지지체를 포함하며, 자기기록재의 광전송 연속층이 상기 투명지지체의 하나 또는 양쪽에 지지되며, 상기 투명 지지체가 또한 자기트랙이 기록되는 영역과 적어도 같은 넓이를 갖는 광전송 광학그레이팅을 지지하는 광전송 자기기록매체, 판독/기입헤드, 상기 자기기록매체를 상기 판독/기입헤드와 판독/기입의 관계로 위치시키며, 판독/기입신호를 발생시키기 위하여 상기 판독/기입헤드와 관계하여 상기 자기기록매체를 이동시키는 수단, 전기신호를 그위에 입사되는 광의 함수로서 제공하는 광검출기 수단으로서, 상기 광검출기 수단은 상기 자기기록매체의 상기 광학그레이팅과 조합하여 상기 광검출기 수단에 의하여 검출될 수 있는 패턴을 제공하는 기준 광전송 광학그레이팅을 포함하고, 그위에 입사되는 광을 나타내는 전기신호를 제공하는 광검출기 수단, 상기 자기기록매체를 통하여 상기 광검출기 수단에 광을 입사하도록 위치하는 광원, 상기 광학그레이팅의 상대적인 이동에 응답하여 상기 패턴의 변화의 함수로서 상기 전기신호의 변화를 비교하는 수단, 및 상기 모아레 패턴의 상기 변화에 응답하여 상기 판독/기입헤드의 위치를 변화시켜서, 상기 판독/기입헤드를 선택된 자기트랙과 정렬되도록 유지시키는 서어보수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광원이 소정의 파장을 갖는 적외선광을 제공하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 적외광선이 약 850nm의 파장을 가지는 것을 특징으로 하는 시스템.
  4. 제2항에 있어서, 상기 광검출기 수단이 상기 패턴을 감지하는 90°의 위상이동을 제공하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  5. 제2항에 있어서, 상기 광검출기 수단이 상기 패턴을 감지하는 180°의 위상이동을 제공하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  6. 제2항에 있어서. 상기 자기기록매체의 상기 광전송 광학그레이팅은 렌즈모양의 광학그레이팅인 것을 특징으로 하는 시스템.
  7. 제2항에 있어서, 상기 자기기록매체의 상기 광전송 광학그레이팅은 론치(Ronchi)광학그레이팅인 것을 특징으로 하는 시스템.
  8. 제2항에 있어서, 상기 기준광학그레이팅이 론치 광학그레이팅인 것을 특징으로 하는 시스템.
  9. 제2항에 있어서, 상기 광검출기 수단 및 상기 판독/기입헤드가 상호간에 밀접하게 슬라이더상에 지지되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  10. 제2항에 있어서, 상기 자기기록매체가 디스크이고, 상기 광전송 광학그레이팅이 불투명한 동심원을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  11. 투명 지지체를 포함하며, 자기기록재의 광전송 연속층이 상기 투명지지체의 하나 또는 양쪽에 지지되며, 상기 투명 지지체는 또한 자기트랙이 기록되는 영역과 적어도 같은 넓이를 갖는 광전송 광학그레이팅을 지지하는 광전송 자기기록매체를 포함하는 형태의 자기기록매체를 사용한 장치에 있어서, 판독/기입헤드, 상기 판독/기입헤드와 판독/기입의 관계로 상기 형태의 자기기록매체를 위치시키고, 판독/기입신호를 발생시키기 위하여 상기 판독/기입헤드와 관계하여 상기 자기기록매체를 이용시키는 수단, 전기신호를 그위에 입사하는 광의 함수로서 제공하는 광검출기 수단으로서, 상기 광검출기 수단은 상기 자기기록매체의 광학그레이팅과 조합하여 상기 광검출기 수단에 의하여 검출
    Figure kpo00001
    수 있는 패턴을 제공하는 기준광전송 광학그레이팅을 포함하고, 그위에 입사되는 광을 나타내는 전기진호를 제공하는 광검출기 수단, 상기 자기기록매체를 통하여 상기 광검출기 수단에 광을 입사하도록 위치한 광원, 자기기록매체의 광학그레이팅에 대한상기 광학그레이팅의 상대적인 이동에 응답하여 상기 패턴의 변화의 함수로서 상기 전기신호의 변화를 비교하는 수단, 및 상기 패턴의 상기 변화에 응답하여 상기 판독/기입헤드의 위치를 변화시켜서, 상기 판독/기입헤드를 선택된 자기트랙과 정렬되도록 유지시키는 서어보수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 광원은 소정의 파장의 적외선광을 제공하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 기준광학그레이팅은 론치 광학그레이팅인 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제11항에 있어서, 상기 광검출기 수단 및 상기 판독/기입헤드가 상호간에 밀접하게 슬라이더상에 지지되는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 자기기록매체상의 복수의 트랙의 선택된 하나위에 데이터를 판독 또는 기입하는 자기기록매체에 인접한 판독/기입헤드를 위치지정하는 방법에 있어서, 판독/기입헤드와 판독/기입의 관계로 광전송 자기기록매체를 위치시키는 단계로서, 상기 광전송 자기기록매체가 투명 지지체를 포함하며, 자기기록재의 광전송연속층이 상기 투명 지지체의 하나 또는 양쪽에 지지되며, 상기 투명 지지체는 또한 자기트랙이 기록되는 영역과 적어도 같은 넓이를 갖는 광전송 광학그레이팅을 지지하는 단계, 판독/기입신호를 발생시키기 위하여 상기 판독/기입헤드와 관계하여 상기 자기기록매체를 이동하는 단계, 상기 자기기록매체를 통하여 광을 입사하는 단계, 전기 신호를 그위에 입사된 광의 함수로서 제공하는 광검출기에 의하여 상기 자기기록매체를 통해 전송된 광을 검출하는 단계로서, 상기 광검출기 수단은 상기 자기기록매체의 상기 광학그레이팅과 조합하여 상기 광검출기 수단에 의하여 검출될 수 있는 패턴을 제공하는 기준광전송 광학그레이팅을 포함하고, 상기 광검출기 수단이 그위에 입사되는 광을 나타내는 전기신호를 제공하는 단계, 및 상기 전기신호에 응답하여 상기 판독/기입헤드의 위치를 변화시켜, 상기 판독/기입헤드를 선택된 자기트랙과 정렬되도록 유지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 광이 적외광선인 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 광학그레이팅의 각각이 론치 광학그레이팅인 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 패턴은 모아레 패턴인 것을 특징으로 하는 방법.
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