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Verwandte Anmeldungen
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Diese Anmeldung beansprucht Priorität aus der
US-Provisionalanmeldung, Seriennummer 60/295 275 vom 01. Juni 2001,
die durch Bezugnahme hier einbezogen ist.
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Gebiet der Erfindung
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Diese Anmeldung bezieht sich allgemein
auf Magnetplattenlaufwerke und insbesondere auf eine vertikale Mehrplatten-Servospurschreiberanordnung und
ein Verfahren zum Aufzeichnen von Servomustern auf Informationsspeicherplatten.
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Hintergrund der Erfindung
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Plattenlaufwerke sind Datenspeichergeräte, die
digitale Daten in magnetischer Form auf einer sich drehenden Platte
speichern. Moderne Plattenlaufwerke umfassen eine oder mehrere starre
Informationsspeicherplatten, die mit einem magnetisierbaren Medium
beschichtet und auf bzw. an der Nabe eines Spindelmotors zur Drehung
mit einer konstanten hohen Geschwindigkeit angebracht sind. Auf
den Platten wird in mehreren konzentrischen kreisförmigen Spuren
typischerweise durch eine Anordnung von Wandlern ("Köpfen"), die an einem radialen Betätiger zur
Bewegung der Köpfe
relativ zu den Platten angebracht sind, Information gespeichert.
Während eines
Schreibvorgangs werden sequentielle Daten auf die Plattenspur geschrieben,
und während
eines Lesevorgangs fühlt
der Kopf die vorher auf die Plattenspur geschriebenen Daten ab und überträgt die Information
an eine äußere Umgebung.
Für diese beiden
Vorgänge
ist die genaue und effiziente Positionierung des Kopfs relativ zum
Zentrum der gewünschten
Spur auf der Platte wichtig. Eine Kopfpositionierung innerhalb einer
gewünschten
Spur hängt von
den Kopfpositonierungs-Servomustern
ab, das heißt
einem Muster von Datenbits, die auf der Plattenoberfläche aufgezeichnet
sind und dazu verwendet werden, einen optimalen Spurabstand und ein
optimales Sektor-Timing einzuhalten. Servomuster oder Information.
können
zwischen den Datensektoren auf jeder Spur einer Platte ("eingebettetes Servo/embedded
servo"), oder nur
auf einer Oberfläche
einer der Platten innerhalb des Plattenlaufwerks ("dedizierte Servo/dedicated
servo") gelegen
sein. Ungeachtet dessen, ob ein Hersteller "eingebettete" oder "dedizierte" Servos verwendet, werden die Servomuster
typischerweise während
des Herstellungsprozesses des Plattenlaufwerks auf einer Zielplatte aufgezeichnet.
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Neuerliche Anstrengungen innerhalb
der Plattenlaufwerkindustrie haben sich auf die Entwicklung von
kostengünstigen
Plattenlaufwerken konzentriert, die in der Lage sind, mehr Daten
auf bestehenden oder kleiner dimensionierten Platten zu speichern.
Ein möglicher
Weg zur Steigerung der Datenspeicherung auf einer Plattenoberfläche besteht
darin, die Aufzeichnungsdichte des magnetisierbaren Mediums durch
Erhöhen
der Spurdichte (das heißt, die
Anzahl von Spuren pro mm) zu vergrößern. Eine erhöhte Spurdichte
erfordert enger beabstandete, schmale Spuren und daher eine größere Genauigkeit bei
der Aufzeichnung von Servomustern auf der Ziel-Plattenoberfläche der Zielplatte. Diese erhöhte Genauigkeit
erfordert, dass die Aufzeichnung von Servospuren innerhalb erhöhter Toleranzen
bewerkstelligt wird, während
sie kostengünstig
bleibt.
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Servomuster werden typischerweise
auf dem magnetisierbaren Medium einer Zielplatte durch eine Servospurschreiber
(STW = servo-track writer)-Anordnung während der Herstellung des Plattenlaufwerks
aufgezeichnet. Eine herkömmliche STW-Anordnung
zeichnet Servomuster auf den Platten nach dem Zusammenbau des Plattenlaufwerks auf.
Bei dieser Ausführungsform
wird die STW-Anordnung direkt an einem Plattenlaufwerk mit einem Plattenstapel,
bei dem die auf dem Plattenstapel montierten Platten keine voraufgezeichneten
Servomuster aufweisen, angebracht. Der STW verwendet im wesentlichen
die eigenen Lese-/Schreibköpfe
des Laufwerks, um das erforderliche Servomuster direkt auf die montierten
Platten aufzu zeichnen. Ein alternatives Verfahren zum Aufzeichnen
von Servomustern verwendet eine separate Vorrichtung mit dedizierten
Servoaufzeichnungs-Wandlern oder -köpfen zum Aufzeichnen eines
Servomusters auf eine oder mehrere Platten. Die dedizierten Servoaufzeichnungs-Köpfe können dazu
verwendet werden, Servoinformation gleichzeitig auf eine Anzahl
von Platten aufzuzeichnen, die anschließend zur Verwendung in das
Plattenlaufwerk geladen werden. Angesichts des Trends zu höherer Spurdichte
besteht ein Bedarf an dedizierten STW-Anordnungen, die in der Lage sind, Servomuster
gleichzeitig auf mehrere Platten für hochdichte Plattenlaufwerke
aufzuzeichnen.
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Herkömmliche dedizierte STW-Anordnungen
sind in einer Horizontalrichtung mit den in einer horizontalen Ebene
angebrachten Platten ausgerichtet. Solche dedizierten STW-Anordnungen verwenden
typischerweise einen oder mehrere Betätigerarme mit einem oder mehreren
Wandlern oder Köpfen an
jedem Arm, die sich ihrerseits in einer horizontalen Ebene entlang
eines Radius des magnetisierbaren Mediums auf der Zielplatte bewegen.
Das heißt,
dass sich bei herkömmlichen
dedizierten STWs sowohl Platten als auch Betätigerarme in einer horizontalen Ebene
um eine vertikale STW-Lagerachse drehen, so dass ein Kopf an einem
distalen Ende jedes Betätigerarms
sich in einer horizontalen Bahn über
die Plattenoberfläche
bewegt.
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Nachteile der vorbekannten, horizontal
ausgerichteten STW-Anordnungen umfassen Plattenausrichtungsfehler
und Mängel
im Aufzeichnungssystem, die sich aus der horizontalen Ausrichtung
sowohl der Platten als auch der Betätigerarme sowie der flexiblen "Aufhängungen", welche die Servoschreibköpfe mit
den Betätigerarmen
verbinden, ergeben. Insbesondere sind die Platten zwar aus einem
relativ steifen Metallmaterial geformt, die Platten sind jedoch
trotzdem einer durch Schwerkraft induzierten Verformung bzw. Wölbung ausgesetzt,
insbesondere entlang dem Außenumfang
der Platten. Selbst winzige Beträge
an durch Schwerkraft induzierter Plattenwölbung können zu inakzeptablen Servoschreibfehlern
führen,
insbesondere angesichts der höheren
Spurdichten, die durch die Plattenlaufwerkbenutzer heute gefordert
werden. Demgemäß sind Verbesserungen
bei der Servomuster-Aufzeichnungsgenauigkeit
durch dedizierte STW-Anordnungen ebenso wie Verbesserungen in der
Zeit, die für die
Herstellung von Platten mit dem geeigneten Servomuster gebraucht
wird, erforderlich. Die vorliegende Erfindung stellt eine Lösung für dieses
und andere Probleme bereit und bietet weitere Vorteile gegenüber dem
Stand der Technik.
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Abriss der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine vertikal ausgerichtete Servospurschreiberanordnung
zum Aufzeichnen von Servomusterinformation auf eine Platte zur Verwendung
in einem Plattenlaufwerk.
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Gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist die Servospurschreiberanordnung
eine Spindelnabenanordnung mit einer die Platte zur Drehung mit
einer vorbestimmten Geschwindigkeit in einer im wesentlichen vertikalen Ebene
halternden Nabe auf. Eine Betätigeranordnung
umfasst einen E-Block und einen Motor zum Drehen des E-Blocks um
eine im wesentlichen horizontale Achse, die ihrerseits einen Betätigerarm
und ein Biegeelement ("flexure") in einer im wesentlichen vertikalen
Ebene dreht. Ein Servoaufzeichnungskopf ist an einem distalen Ende
des Biegeelements so angebracht, dass sich der Kopf in einer im
wesentlichen vertikalen Ebene entlang einer Oberfläche der
Platte bewegt, um die Servomusterinformation auf die Plattenoberfläche aufzuzeichnen.
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Die Servospurschreiberanordnung trägt vorzugsweise
mehrere Platten, die auf der Spindelnabenanordnung geschichtet sind,
und der E-Block umfasst vorzugsweise mehrere Betätigerarme und angebrachte Biegeelemente,
um für
eine gleichzeitige Aufzeichnung von Servomusterinformation auf jeder der
vertikal ausgerichteten Platten zu sorgen. Die Servospurschreiberanordnung
kann auch eine Plattform und einen die Betätigeranordnung mit der Plattform
koppelnden Gleitmechanismus aufweisen, um laterale Bewegung der
Betätigeranordnung
zwischen einer ersten Position, in der die Betätigerarme mit den Platten zum
Schreiben von Servomusterinformationen in Eingriff stehen, und einer
zweiten Position, in der die mehreren Betätigerarme lateral von den mehreren
Platten beabstandet sind, zu ermöglichen.
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Die vorliegende Erfindung kann auch
als Verfahren zum Aufzeichnen von Servomusterinformation auf einer
Platte in einer vertikal ausgerichteten Servospurschreiberanordnung
implementiert werden, wobei das Verfahren die Schritte des Positionierens
der Platte auf einer im wesentlichen horizontal ausgerichteten Spindelnabenanordnung
und des Aktivierens der Spindelnabenanordnung zur Drehung der Platte
in einer im wesentlichen vertikalen Ebene umfasst. Ein weiterer
Schritt umfasst das Schwenken eines E-Blocks einer Betätigeranordnung
um eine im wesentlichen horizontale Achse, um einen Betätigerarm
und ein daran angebrachtes Biegeelement entlang einer bogenförmigen Bahn
in einer im wesentlichen vertikalen Ebene angrenzend an einer Oberfläche der
Platte zu drehen. Einem Servoaufzeichnungskopf wird dann signalisiert,
Servomusterinformation auf die Oberfläche der vertikal ausgerichteten
Platte aufzuzeichnen.
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Die vorliegende Erfindung kann ferner
als Servospurschreiberanordnung mit Mitteln zum Bewegen eines Servoaufzeichnungskopfs
in einer im wesentlichen vertikalen Ebene, um Servomusterinformation
auf eine Oberfläche
einer Platte aufzuzeichnen, während
sich die Platte in einer im wesentlichen vertikalen Ausrichtung
dreht, implementiert werden. Die Servospurschreiberanordnung kann auch
Mittel zum gleichzeitigen Aufzeichnen von Servomusterinformation
auf mehrere Platten, die sich in einer im wesentlichen vertikalen
Ausrichtung drehen, aufweisen. Nach einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst die Servospurschreiberanordnung Mittel zum selektiven In-Eingriff
und Außer-Eingriff-Bringen
der mehreren Servoaufzeichnungsköpfe
mit bzw. von den mehreren Platten, während sich die vertikal ausgerichteten
Platten drehen.
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Diese und verschiedene andere Merkmale sowie
Vorteile, welche die vorliegende Erfindung kennzeichnen, gehen aus
der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung
näher hervor.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Es zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf eine Plattenlaufwerkanordnung, die unter Verwendung
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung hergestellt ist,
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2 eine
Draufsicht auf einen vertikal ausgerichteten Servospurschreiber
zur Darstellung einer Betätigeranordnung
und eines mehrere vertikal ausgerichtete Platten drehbar halternden
Spindelmotors gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
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3 eine
perspektivische Ansicht des in 2 gezeigten,
vertikal ausgerichteten Mehrplatten-Servorspurschreibers zur Darstellung
der Betätigeranordnung
und des Spindelmotors in einer Plattenlade-/entladeposition,
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4 eine
perspektivische Ansicht der Betätigeranordnung
von 2, die in Eingriff
mit den mehreren vertikal ausgerichteten Platten auf einer Spindelmotornabenanordnung
in Eingriff steht, wobei der Spindelmotor der Klarheit wegen weggelassen wurde,
und
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5 ein
Ablaufdiagramm zur Darstellung der Schritte zum Schreiben eines
Servomusters auf Platten in einem vertikal ausgerichteten Servospurschreiber
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung
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Ein Plattenlaufwerk 100,
das gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, ist in 1 gezeigt. Das Plattenlaufwerk 100 umfasst
eine Basis 102, an der verschiedene Komponenten des Plattenlaufwerks
angebracht sind. Eine obere Abdeckung 104, die teilweise
weggeschnitten gezeigt ist, wirkt mit der Basis 102 zusammen,
um auf herkömmliche
Weise eine innere, abgedichtete Umgebung für das Plattenlaufwerk 100 zu
bilden. Die Komponenten umfassen einen Spindelmotor 106, der
eine oder mehrere Platten 108 mit einer konstanten hohen
Geschwindigkeit dreht. Auf die/den Platten 108 wird Information
auf Spuren, wie sie durch die unterbrochene Linie 109 dargestellt
sind, unter Verwendung einer Betätigeranordnung 110,
die sich um eine angrenzend an die Platten 108 positionierte
Lagerachsanordnung 112 dreht, geschrieben und gelesen.
Die Betätigeranordnung 110 umfasst
mehrere Betätigerarme 114,
die sich zu den Platten 108 hin erstrecken, wobei sich
ein oder mehrere Biegeelement (e) 116 von jedem der Betätigerarme 114 erstreckt/erstrecken.
Am distalen Ende der Biegeelemente 116 ist ein Kopf 118 angebracht,
der ein Luftlager-Gleitstück
(nicht dargestellt) aufweist, das es ermöglicht, dass der Kopf 118 in
unmittelbarer Nähe über der
entsprechenden Oberfläche
der zugeordneten Platte 108 schwebt.
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Eine Radialpositionierung der Köpfe 118 wird unter
Verwendung eines Schwingspulenmotors bzw. Voice-Coil-Motors 120 gesteuert,
der typischerweise eine an der Betätigeranordnung 110 angebrachte Spule 122 sowie
einen oder mehrere Permanentmagnete 124 aufweist, die ein
Magnetfeld aufbauen, in der die Spule 122 eingetaucht ist.
Das gesteuerte Anlegen von Strom an die Spule 122 bewirkt
eine magnetische Interaktion zwischen den Permanentmagneten 124 und
der Spule 122, so dass sich die Spule 122 gemäß der bekannten
Lorentz-Beziehung bewegt. Wenn sich die Spule 122 bewegt,
schwenkt die Betätigeranordnung 110 um
die Lagerachsanordnung 112, und die Köpfe 118 werden veranlasst,
sich über
die Oberfläche
der Platten 108 zu bewegen.
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Die Bewegung und Positionierung der
Köpfe 118 über die
Plattenoberfläche
beruht auf voraufgezeichneter Servoinformation oder einem "Servomuster" auf der Platte.
Das Servomuster liefert Information, welche die Radialpositionen
der Köpfe
spezifiziert, wobei die Information dann mit der gewünschten
Kopfposition verglichen wird, was es ermöglicht, geeignete Signale zu
senden, um die Köpfe 118 dementsprechend
zu bewegen. Es gibt zwei Arten von Servomustern, die für gewöhnlich in
herkömmlichen Plattenlaufwerken
verwendet werden: dediziertes Servo ("dedicated servo"), das heißt eine dedizierte Platte oder
Servoplatte, die ausschließlich
für Servoinformation
verwendet wird und eingebettetes Servo ("embedded servo"), das heißt regelmäßig auf einer Platte verteilte
bzw. beabstandete Servoinformation, wobei ein einer Plattenspur
folgender Kopf regelmäßig Servomuster
liest, um seine Position zu steuern. Wie aus der folgenden Erläuterung
klar hervorgeht, kann jede Art von Servomuster auf einer Zielspur
unter Verwendung der Verfahren und der Vorrichtung der vorliegenden
Erfindung aufgezeichnet werden.
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Die vorliegende Erfindung stellt
einen dedizierten, vertikal ausgerichteten Mehrplatten-Servospurschreiber
(STW = "servo-track
writer") für die genaue
Positionierung und Bewegung von Servo-Aufzeichnungsköpfen während der
Servomusteraufzeichnung auf einer Platte sowie ein Verfahren zum Aufzeichnen
eines Servomusters auf einer Platte bereit.
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2 bis 4 stellen einen Mehrplatten-STW 200 gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar. Der vertikal ausgerichtete STW 200 weist
eine Betätigeranordnung 202 zum
Bereitstellen sich drehender Servoaufzeichnungsköpfe 204 auf (siehe 4), die zum Aufzeichnen
eines Servomusters auf einer Zielplatte 108 nötig sind,
eine Spindelmotornabenanordnung 206 zum vertikalen Positionieren
einer oder mehrerer Zielplatten 108, auf welche das Servomuster
aufzuzeichnen ist, eine Unterdruck-Aufspannvorrichtung (vacuum chuck) 208 zum starren
Sichern der Betätigeranordnung 202 in
einer gewünschten
Position zum Servospurschreiben, sowie ein Laser-Interferometer 210 zum Messen
der Winkelverschiebung und zum daraus folgenden Positionieren der
Servo-Aufzeichnungsköpfe 204 der Betätigeranordnung 202 zur
Servomuster-Aufzeichnung.
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2 stellt
dar, dass der ganze Mehrplatten-Servo-Schreiber 200 auf einer im
wesentlichen unbeweglichen und horizontal positionierten Plattform
oder Basis 212 sitzt. Die Plattform 212 ist im
wesentlichen gegenüber
Bewegungen aus Stoß-Kollisionen
unempfindlich und ist vorzugsweise ein Granitblock oder ein anderes ähnliches
Material mit genügender
Größe, um alle
Komponenten des STW 200 zu tragen. Die Betätigeranordnung 202 ist
mit der Plattform 212 über
einen Gleitmechanismus 214 zur lateralen Bewegung (wie
durch einen Pfeil 216 angedeutet ist) über die Plattform 212 zwischen
einer Servoaufzeichnungsposition 218 und einer Plattenlade-/und
-entladeposition 220 verbunden, wie nachstehend im einzelnen
erläutert
wird. Die Spindelmotornabenanordnung 206 und die Unterdruck-Aufspannvorrichtung 208 sind
direkt und unbeweglich an der Plattform 212 gesichert.
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Im Gegensatz zu vorbekannten STWs
sind die Betätigeranordnung 202 und
die Spindelnabenanordnung 206 des STW 200 beide
vertikal ausgerichtet. Somit sind die mehreren an der Spindelnabenanordnung 206 gesicherten
Platten 108 vertikal relativ zur Plattform 212 positioniert.
Es wird angenommen, dass die im wesentlichen vertikale Ausrichtung
der Platten 108 die Genauigkeit des Servomusters, das auf
jede der Platten durch den STW 200 geschrieben wird, verbessert,
wie nachstehend im einzelnen erläutert
wird. Auf ähnliche
Weise umfasst die Betätigeranordnung 202 einen
E-Block 222 mit mehreren Betätigerarmen 224 (4), die ebenfalls zur Bewegung
in im wesentlichen vertikalen Ebenen relativ zu der Plattform 212 angeordnet
sind. Jeder Betätigerarm 224 weist
ein oder mehrere Biegeelement(e) 226 auf, die ein distales Ende
des Betätigerarms
mit einem entsprechenden der Servoschreibköpfe 204 verbindet.
Die vertikale Ausrichtung der Betätigerarme 224 verbessert
auch die Genauigkeit des Servoschreibvorgangs, wie nachstehend beschrieben wird.
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3 veranschaulicht
den STW 200 in der Lade-/Entladeposition 220,
wobei die Betätigeranordnung 202 von
der Spindelnabenanordnung 206 mittels des Gleitmechanismus 214 weg
bewegt wurde. In dieser Position kann ein Stapel Platten 108 auf die
Spindelnabenanordnung 206 geladen werden, um den Servoschreibvorgang
zu starten. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann
die Spindelnabenanordnung 206 eine abnehmbare Spindelnabe 228 (4) aufweisen, so dass die
Nabe 228 und der Stapel Platten 108 von einem
Spindelmotor (in 4 nicht
gezeigt) abgenommen werden können,
um den Vorgang des Ladens und Entladens der Platten 108 auf
die und von der Spindelnabe 228 zu erleichtern. Es ist
jedoch anzumerken, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die
Verwendung einer abnehmbaren Spindelnabe 228 beschränkt ist.
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Wenn die Platten 108 mit
einem vorbestimmten Abstand zwischen benachbarten Platten auf die Spindelnabenanordnung
206 geladen
worden sind, werden die Platten 108 an der Spindelnabenanordnung 206 mittels
eines Klemmrings 230 (3)
gesichert. Die Betätigeranordnung 202 wird
dann vorzugsweise lateral entlang der Plattform 212 (in
der Richtung von Pfeil 216) zu der Spindelnabenanordnung 206 hin
bewegt. Während
die Biegeelemente 226 an jedem der Betätigerarme 224 dazu
tendieren, ihre entsprechenden Köpfe 204 nach
vorbekannter Art vorzubelasten, wird ein Kamm 232 (4) vorzugsweise dazu verwendet,
eine richtige Trennung zwischen den Köpfen 204 einzuhalten,
so dass die Betätigeranordnung 202 und
der Plattenstapel auf der Spindelnabenanordnung 206 ohne
einen unbeabsichtigten Kontakt zwischen den Köpfen 204 und den Platten 108 ineinandergreifen
können.
Der Kamm 232 bewegt sich vorzugsweise zusammen mit der
Betätigeranordnung 202,
wie 4 zeigt, und dient
dazu, die Köpfe 204 gegen
die Vorbelastungskraft der Biegeelemente 226 zu trennen.
Sobald die Betätigeranordnung 202 in
der Servoschreibposition 218 verriegelt ist, so dass die
Köpfe 204 innerhalb der
Zwischenräume
zwischen den benachbarten Platten 108 positioniert sind,
wird der Kamm 232 vom E-Block 222 weggedreht,
so dass die Köpfe 204 infolge
der von den Biegeelementen 226 gelieferten Vorbelastungskraft
mit ihren betreffenden Platten in Eingriff kommen. Natürlich stellen
die Köpfe 204 keinen
physischen Kontakt mit den Datenbereichen ihrer betreffenden Plattenoberflächen her.
Vielmehr wird die Spindelnabenanordnung 206 aktiviert,
um die Platten 108 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit
zu drehen, bevor der Kamm 232 außer Eingriff kommt. Wie oben
beschrieben wurde, erzeugt die Drehbewegung der Platten 108 eine
Luftströmung, so
dass die Köpfe 204 auf
einem Luftlager schweben, statt tatsächlich die Plattenoberfläche zu kontaktieren.
Dieses Luftlager wirkt der Vorbelastungskraft, die durch die Biegeelemente 226 aufgebracht
wird, entgegen und schützt
die empfindlichen magnetischen Beschichtungen auf den Plattenoberflächen.
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Wenn der Kamm 232 entfernt
wird, so dass die Köpfe 204 voll
mit ihren betreffenden Platten 108 in Eingriff stehen,
werden Servoschreibsignale an die Köpfe 204 angelegt,
um den Vorgang des Aufzeichnens des Servomusters zu beginnen. Während des Aufzeichnungsvorgangs
wird der E-Block 222 um eine Horizontalachse durch einen
Motor und eine Lageranordnung innerhalb der Betätigeranordnung 202 gedreht,
so dass sich die Köpfe 204 radial über die Oberfläche ihrer
jeweiligen Platten 108 bewegen. Die Position der Köpfe 204 wird
durch das Laser-Interferometer 210 bestimmt, welches interferometrische Techniken
anwendet, um die Bewegung der Köpfe entlang
der Plattenradien zu verfolgen, und das Interferometer 210 sendet
Positionssignale zurück,
um den Betrieb der Betätigeranordnung 202 und
damit die Radialposition der Köpfe 204 zu
steuern.
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Nach Abschluss des Servoschreibprozesses wird
der E-Block 222 zurückgedreht,
um die Köpfe 204 angrenzend
an den Außenumfang
der Platten 108 zu positionieren, während der Kamm 232 in
Kontakt mit den Biegeelementen 226 gedreht wird, um die
Köpfe 204 außer Eingriff
mit den Platten 108 zu bringen. Die Betätigeranordnung 202 wird
dann lateral von der Spindelnabenanordnung 206 weg zu der Lade-/Entladeposition 220 bewegt,
so dass die Platten 108 (vollständig mit ihren neu geschriebenen
Servomustern) von der Spindelnabenanord- nung 206 entfernt
und schließlich
im Plattenlaufwerk 100 installiert werden können.
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Die vertikale Ausrichtung der Betätigeranordnung 202 bietet
einen wichtigen Vorteil gegenüber vorbekannten
(horizontal ausgerichteten) STWs, da die Schwerkraft nicht so wirkt,
dass sie die Köpfe 204 nach
unten zieht. Dies ist sowohl während
des Ladens und Entladens der Köpfe 204 auf
die/von den Platten 108 als auch während des Servoschreibvorgangs
selbst wichtig. Beispielsweise dient der Kamm 232 dazu,
die Köpfe 204 vor
dem Ladeprozess zu trennen, es ist jedoch anzumerken, dass der Kamm 232 typischerweise
die Biegeelemente 226 statt der zerbrechlichen Köpfe 204 kontaktiert,
die an einem distalen Ende der Biegeelemente 226 gelegen
sind. Somit kann bei horizontal ausgerichteten STWs die Schwerkraft
dazu tendieren, die Köpfe 204 nach
unten unter die Ebene des einzelnen Kammarms oder -zinkens zu ziehen,
wodurch eine Gefahr des unbeabsichtigten Kontakts zwischen dem hängenden Kopf 204 und
der Platte 108 entsteht, bevor dem Loslösen der Kamm 232 außer Eingriff
mit den Biegeelementen 226 kommt. Diese Gefahr wird bei
der vorliegenden Erfindung vermieden, da die Schwerkraft nicht dazu
tendiert, die Köpfe 204 in
Richtung der Platten zu ziehen. Außerdem tendiert während des Servoschreibvorgangs
unter Verwendung der vorliegenden Erfindung die Schwerkraft nicht
dazu, die Köpfe 204 wie
im Stand der Technik entweder zu ihren betreffenden Plattenoberflächen hin
oder von diesen weg zu ziehen. Das heißt, in einem horizontal ausgerichteten
STW sind die Hälfte
der Köpfe
typischerweise angrenzend an eine obere Oberfläche einer Platte positioniert,
während
die andere Hälfte
der Köpfe
angrenzend an eine untere Oberfläche
einer Platte positioniert sind. Für diejenigen Köpfe, die oberhalb
ihrer jeweiligen Platten positioniert sind, wird die Schwerkraft
auf das Biegeelement 226 und den Kopf 204 mit
der durch das Biegeelement 226 erzeugten Vorbelastungskraft
kombiniert, während
für diejenigen
Köpfe,
die unterhalb ihrer jeweiligen Platten positioniert sind, die Schwerkraft
entgegen der Vorbelastungskraft wirkt. Dieser Gegensatz kann zu Fluktuationen
in der Vorbelastungskraft für
die verschiedenen Köpfe
innerhalb des STW führen,
was letztendlich zu Diskrepanzen in der "Schwebehöhe" des Kopfs über der Plattenoberfläche führt. Während die
von dem Biegeelement gelieferte Vorbelastungskraft typischerweise
viel größer ist
als das Gewicht des Biegeelements und des Kopfs zusammen, können selbst
kleinere Diskrepanzen in der Schwebehöhe des Kopfs während des
Servoschreibvorgangs zu Fehlern im Servomuster führen.
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Zusätzlich zu den oben beschriebenen
Vorteilen bezüglich
der im wesentlichen vertikalen Ausrichtung der Betätigeranordnung 202 (das
heißt,
der Bewegung der Betätigerarme 224,
der Biegeelemente 226 und der Köpfe 204 in einer vertikalen
Ebene) bietet die im wesentlichen vertikale Ausrichtung der Platten 108 auf
der Spindelnabenanordnung 206 auch Vorteile gegenüber vorbekannten
horizontal ausgerichteten STWs. Insbesondere sind die Platten 108 zwar
aus einem relativ steifen Material (zum Beispiel Aluminium) geformt,
die Platten sind aber trotzdem durch Schwerkraft induzierter Verformung
bzw. Wölbung,
insbesondere entlang dem Außenumfang der
Platten, ausgesetzt. Wie oben beschrieben wurde, können selbst
kleinste Beträge
an Plattenwölbung
zu inakzeptablen Servoschreibfehlern führen, insbesondere angesichts
der bei diesen Platten verwendeten höheren Spurdichten. Durch Halten
der Platten 108 in einer vertikalen Ausrichtung während des
Servoschreibvorgangs wirkt jedoch die Schwerkraft nicht so, dass
sie die Plattenoberfläche
von ihrer nominalen vertikalen Ebene wegzieht. Somit liefert die
vertikale Ausrichtung des STW 200 der vorliegenden Erfindung
(das heißt,
die im wesentlichen vertikale Ausrichtung sowohl der Betätigeranordnung 202 als
auch der Platten 108) eine Anzahl von Vorteilen gegenüber vorbekannten,
horizontal ausgerichteten STWs.
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In 5 ist
ein Ablaufdiagramm der Schritte dargestellt, die bei der Aufzeichnung
eines Servomusters auf einer Zielplatte zur Verwendung in einem Plattenlaufwerk
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beteiligt sind. Im Betriebsschritt 500 wird/werden
eine oder mehrere Platten 108 auf eine horizontal ausgerichtete
Spindelnabenanordnung 206 geladen, so dass sich jede Platte 108 in
einer im wesentlichen vertikalen Ebene erstreckt. Im Betriebsschritt 502 wird
die Spindelnabenanordnung 206 betätigt, um die Platten 108 für das Servospurschreiben
zu drehen. Im Betriebsschritt 504 wird die Betätigeranordnung 202 in
eine Position relativ zu der Spindelnabenanordnung 206 zum
Servospurschreiben bewegt, wobei die Betätigeranordnung 202 mehrere
Betätigerarme 224 aufweist,
die für
eine Bewegung in einer im wesentlichen vertikalen Ebene ausgerichtet
sind. Im Betriebsschritt 506 werden Servoschreibköpfe 204,
die an einem distalen Ende jedes der Betätigerarme 224 gelegen
sind, mit ihren jeweiligen Platten 108 zusammengebracht,
wie zum Beispiel durch das Entfernen eines Kamms 232, der vorher
dazu verwendet wurde, die Köpfe 204 voneinander
zu trennen. Im Betriebsschritt 508 bewegt die Betätigeranordnung 202 die
Betätigerarme
in einer vertikalen Ebene über
die Oberflächen
der Platten 108, wie zum Beispiel durch Drehen eines an
einem proximalen Ende jedes der Betätigerarme 224 angebrachten
E-Blocks 222 um eine horizontale Achse. Im Betriebsschritt 510 wird
den Köpfen 204 über eine bekannte
Servo-Spurschreibschaltung signalisiert, Servomuster auf jede der
Plattenoberflächen
auf eine im Stand der Technik bekannte Art und Weise zu schreiben.
Im Betriebsschritt 512 bewegt die Betätigeranordnung 202 die
Köpfe 204 von
den Platten 108 (zum Beispiel durch Drehen des E-Blocks 222)
bei Empfang eines Signals, dass das Servomuster für die Platte(n)
vollständig
ist, weg. Als Teil des Betriebsschritts 512 kann der Kamm 232 mit
den Betätigerarmen 224 oder
Biegeelementen 226 der Betätigeranordnung 202 zusammengebracht
werden, um zu verhindern, dass die Köpfe 204 einander kontaktieren.
Im Betriebsschritt 514 wird die Betätigeranordnung 202 von
der Spindelnabenanordnung 206 weg bewegt, um eine einfache
Entfernung der Platten 108 von der Spindelnabenanordnung 206 zu
ermöglichen.
Im Betriebsschritt 516 werden die Platten 108 mit
neu aufgezeichnetem Servomuster von der Spindelnabenanordnung 206 entfernt
und optional in einem Plattenlaufwerk 100 installiert.
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Zusammengefasst hat eine Servospurschreiberanordnung
(zum Beispiel 200) zum Aufzeichnen von Servomusterinformation
auf eine Platte (zum Beispiel 108) gemäß einer exemplarischen bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine Spindelnabenanordnung (zum Beispiel 206)
mit einer Nabe (zum Beispiel 228), welche die Platte (zum
Beispiel 108) in einer im wesentlichen vertikalen Ebene
trägt bzw.
haltert, und einen Motor zum Drehen der Nabe und der daran angebrachten Platte
mit vorbestimmter Geschwindigkeit. Eine Betätigeranordnung (zum Beispiel 202)
umfasst einen E-Block (zum Beispiel 222) und einen Motor
zum Drehen des E-Blocks um eine im wesentlichen horizontale Achse.
Der E-Block (zum Beispiel 222) trägt einen Betätigerarm
(zum Beispiel 224) und ein Biegeelement (zum Beispiel 226),
das sich von einem distalen Ende des Betätigerarms (zum Beispiel 224)
in einer im wesentlichen vertikalen Ebene erstreckt. Ein Servoaufzeichnungskopf
(zum Beispiel 204) ist an einem distalen Ende des Biegeelements
(zum Beispiel 226) so angebracht, dass der Kopf (zum Beispiel 204)
sich in einer im wesentlichen vertikalen Ebene entlang einer bogenförmigen Bahn
angrenzend an eine Oberfläche
der Platte (zum Beispiel 108) bewegt, um Servomusterinformation
auf die Plattenoberfläche
aufzuzeichnen, wenn die Spindelnabenanordnung (zum Beispiel 206)
die Platte (zum Beispiel 108) dreht, und die Betätigeranordnung
(zum Beispiel 202) den E-Block (zum Beispiel 222)
dreht.
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In bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung umfasst die Servospurschreiberanordnung (zum Beispiel 200)
mehrere Platten (zum Beispiel 108), die an der Spindelnabenanordnung
(zum Beispiel 206) übereinander
gestapelt sind, und der E-Block (zum Beispiel 222) umfasst
mehrere Betätigerarme
(zum Beispiel 224) und daran angebrachte Biegeelemente
(zum Beispiel 226), wobei jedes Biegeelement einen Servoschreibkopf
(zum Beispiel 204) aufweist, um für ein gleichzeitiges Aufzeichnen von
Servomusterinformation auf jede vertikal ausgerichtete Platte 108 zu
sorgen. Eine Ausführungsform der
Servospurschreiberanordnung (zum Beispiel 200) weist auch
eine Plattform (zum Beispiel 212) auf, die eine im wesentlichen
horizontale Oberfläche festlegt,
sowie einen Gleitmechanismus (zum Beispiel 214), der die
Betätigeranordnung
(zum Beispiel 202) mit der Plattform (zum Beispiel 212)
koppelt, um eine Lateralbewegung der Betätigeranordnung (zum Beispiel 202)
entlang der im wesentlichen horizontalen Oberfläche zwischen einer ersten Position,
bei der die Betätigerarme
(zum Beispiel 224) mit den Platten (zum Beispiel 108)
zum Schreiben von Servomusterinformation auf die Platten in Eingriff
stehen, und einer zweiten Position, in der die mehreren Betätigerarme
(zum Beispiel 224) lateral von den mehreren Platten (zum
Beispiel 108) beabstandet sind, zu ermöglichen. Eine Unterdruck-Aufspannvorrichtung (zum
Beispiel 208) kann in einer Ausführungsform dazu verwendet werden,
die Betätigeranordnung (zum
Beispiel 202) in der ersten Position zum Servomusterschreiben
zu sichern. Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung greift ein Kamm (zum Beispiel 232) in die mehreren
Biegeelemente (zum Beispiel 226) ein, um eine Trennung
zwischen benachbarten Servo aufzeichnungsköpfen (zum Beispiel 204)
aufrechtzuerhalten, wenn sich die Betätigeranordnung (zum Beispiel 202)
in der zweiten Position befindet, obwohl der Kamm (zum Beispiel 232)
aus dem Kontakt mit den mehreren Biegeelementen (zum Beispiel 226)
entfernt wird, sobald die Betätigeranordnung
(zum Beispiel 202) zu der ersten Position bewegt wird.
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In einer weiteren exemplarischen
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Aufzeichnen
von Servomusterinformation auf einer Platte (zum Beispiel 108)
in einer vertikal ausgerichteten Servospurschreiberanordnung (zum
Beispiel 200) den Schritt (zum Beispiel 500) des
Positionierens der Platte (zum Beispiel 108) auf einer
im wesentlichen horizontal ausgerichteten Spindelnabenanordnung
(zum Beispiel 206). Das Verfahren weist ferner den Schritt
(zum Beispiel 502) des Aktivierens der Spindelnabenanordnung
(zum Beispiel 206) zur Drehung der Platte (zum Beispiel 108)
in einer im wesentlichen vertikalen Ebene auf. Ein weiterer Schritt
(zum Beispiel 508) umfasst das Schwenken eines E-Blocks
(zum Beispiel 222) einer Betätigeranordnung (zum Beispiel 202)
um eine im wesentlichen horizontale Achse, um einen Betätigerarm
(zum Beispiel 224) und ein angebrachtes Biegeelement (zum
Beispiel 226), das sich vom E-Block (zum Beispiel 222)
erstreckt, entlang einer bogenförmigen
Bahn in einer im wesentlichen vertikalen Ebene angrenzend an eine
Oberfläche
der Platte (zum Beispiel 108) zu drehen. Ein weiterer Schritt
(zum Beispiel 510) umfasst das Signalisieren an einen an einem
distalen Ende des Biegeelements (zum Beispiel 226) angebrachten
Servoschreibkopf (zum Beispiel 204), Servomusterinformation
auf die Oberfläche
der vertikal ausgerichteten Platte (zum Beispiel 108) aufzuzeichnen.
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In einer weiteren exemplarischen
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst eine Servospurschreiberanordnung
(zum Beispiel 200) zum Aufzeichnen von Servomusterinformation
auf eine Platte (zum Beispiel 108), einen Servoaufzeichnungskopf
(zum Beispiel 204) und Mittel zum Bewegen des Servoaufzeichnungskopfs
(zum Beispiel 204) in einer im wesentlichen vertikalen
Ebene, um Servomusterinformation auf eine Oberfläche der Platte (zum Beispiel 108)
aufzuzeichnen, während
die Platte in einer im wesentlichen vertikalen Ausrichtung gedreht
wird. In einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst die Servospurschreiberanordnung (zum Beispiel 200)
Mittel zum gleichzeitigen Aufzeichnen von Servomusterinformation
auf mehrere Platten, die sich in im wesentlichen vertikaler Ausrichtung
drehen. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Servospurschreiberanordnung
(zum Beispiel 200) Mittel zum selektiven In-Eingriff und
Außer-Eingriff-Bringen
der mehreren Servoaufzeichnungsköpfe
(zum Beispiel 204) in die bzw. von den mehreren Platten
(zum Beispiel 108), während
die Platten sich in der im wesentlichen vertikalen Ausrichtung drehen.
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Es ist klar, dass die vorliegende
Erfindung gut geeignet ist, die erwähnten ebenso wie die hier inheränten Zielsetzungen
und Vorteile zu erreichen. Es ist zwar eine derzeit bevorzugte Ausführungsform zum
Zweck dieser Offenbarung beschrieben worden, es können jedoch
zahlreiche Änderungen
vorgenommen werden, die sich dem Fachmann ohne weiteres anbieten.
Beispielsweise sind in den 2 bis 4 zwar zwölf Platten 108 dargestellt,
die Spindelnabenanordnung 206 kann jedoch auch weniger
oder mehr als zwölf
Platten halten, und in einigen Ausführungsformen kann sie auch
nur eine einzige Platte 108 halten. Desgleichen kann der
STW 200 dazu verwendet werden, sowohl eingebettete als
auch dedizierte Servoinformation auf die Platten 108 zu
schreiben. Außerdem
zeigt die bevorzugte Ausführungsform
des STW 200 zwar eine stationäre Spindelnabenanordnung 206 und
eine bewegliche Betätigeranordnung 202,
die vorliegende Erfindung umfasst jedoch auch eine stationäre Betätigeranordnung
und eine bewegliche Spindelnabenanordnung oder sogar, dass beide
Anordnungen relativ zu der stationären Plattform 212 beweglich
sind. Ferner sind zwar spezifische Ausführungsformen des Kamms 232 und
des Interferometers 210 oben beschrieben worden, die vorliegende
Erfindung beinhaltet aber auch alternative Mittel, die dem Fachmann
sowohl zum Trennen der Köpfe 204 an
der Betätigeranordnung 202 als
auch zum Bestimmen der Position der Köpfe 204 während des Servospurschreibvorgangs
bekannt sind. Demgemäß sind alle
diese Modifikationen, Änderungen
und Alternativen im Geist der offenbarten Erfindung, wie er in den
beigefügten
Ansprüchen
definiert ist, begriffen.
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Zusammenfassung
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Eine vertikal ausgerichtete Servospurschreiberanordnung
und ein Verfahren zum Aufzeichnen von Servomustern auf eine Plattenoberfläche umfasst
eine Spindelnabenanordnung, die eine oder mehrere Platten in einer
im wesentlichen vertikalen Ebene dreht, sowie eine Betätigeranordnung,
die einen E-Block um eine im wesentlichen horizontale Achse schwenkt.
Der E-Block umfasst einen oder mehrere Betätigerarm(e) und zugeordnete
Biegeelemente, wobei jedes Biegeelement einen Servoaufzeichnungskopf
aufweist. Die Schwenkbewegung des E-Blocks bewegt jeden Servoaufzeichnungskopf in
einer im wesentlichen vertikalen Ebene angrenzend an eine Oberfläche einer
zugeordneten Platte, um Servomusterinformation auf die Plattenoberfläche aufzuzeichnen.
Das Verfahren umfasst ferner das laterale Bewegen der Betätigeranordnung
in und außer
Eingriff mit der Spindelnabenanordnung, um das Laden und Entladen
von Platten auf die und von der Spindelnabenanordnung zu vereinfachen.