DE3741404A1 - Informationsaufzeichnungsplatte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Informationsaufzeichnungsplat­ te, die aus einer scheibenförmigen Grundplatte und auf Seiten der Grundplatte vorgesehenen Informationsaufzeich­ nungsschichten besteht. Auf diese Platten läßt sich Infor­ mation aufzeichnen, und man kann Information von der Platte lesen.

Es gibt verschiedene Arten von Plattenlaufwerken zum Auf­ zeichnen und/oder Wiedergeben von Information, wozu ein in Form einer Scheibe oder Platte ausgebildeter Magnetauf­ zeichnungsträger (im folgenden als Magnetplatte bezeichnet) verwendet wird. Unter anderem gibt es ein Plattenlaufwerk, welches die Bezeichnung "Harddisk Device" (Hartplattenlaufwerk) trägt und insbesondere in kleindimensionierten Systemen großer Kapazität verwendet wird. Ein derartiges Hartplat­ tenlaufwerk ist derart ausgelegt, daß mit hoher Drehzahl eine Magnetplatte gedreht wird, die aus einem scheibenför­ migen Hartmaterial besteht, auf deren Oberflächen magneti­ sche Aufzeichnungsschichten aufgebracht sind, denen Magnet­ köpfe zur Aufzeichnung oder Wiedergabe von Signalen auf die Platte bzw. von der Platte gegenüberliegen.

Fig. 8 zeigt eine Form dieses Plattenlaufwerk-Typs. Das Plattenlaufwerk enthält eine Magnetplatte 1, auf der Infor­ mation aufgezeichnet ist, Magnetköpfe 2, die Information auf die Magnetplatte 1 aufzeichnen oder Information von der Magnetplatte wiedergeben, einen Direktantriebsmotor (nicht dargestellt), der im folgenden als DD-Motor bezeichnet werden soll, abgeleitet von der englischen Bezeichnung "direct drive motor", und der die Magnetplatte 1 antreibt, einen Kopfantriebsmechanismus 4, der die Magnetköpfe 2 zu vorbestimmten Spuren auf der Magnetplatte 1 bewegt, und einen Träger 5, der ein Gehäuse trägt, welches in sich die Magnetplatte 1, die Magnetköpfe 2 und weitere Teile abge­ dichtet aufnimmt. Das Plattenlaufwerk besitzt außerdem eine gedruckte Schaltungsplatine 6, auf der eine Motortreiber­ schaltung, eine Steuerschaltung und weitere Elemente als gedruckte Schaltungselemente ausgebildet sind, sowie einen (nicht gezeigten) Rahmen, der die Platine 6 auf dem Träger 5 hält.

Das dargestellte Magnetplattenlaufwerk enthält zwei Magnet­ platten 1. Jede Magnetplatte 1 besitzt auf ihren einander abgewandten ebenen Oberflächen zwei Aufzeichnungsflächen. Daher enthält der dargestellte Plattenmechanismus vier Magnetköpfe 2, von denen je einer einer Oberfläche der Magnetplatten 1 zugeordnet ist. Die Magnetköpfe 2 sind durch freitragende Federn auf einem Schwenkarm 8 des Kopf­ antriebsmechanismus 4 montiert. Der Kopfantriebsmechanismus 4 besteht aus dem Schwenkarm 8, einem Stahlband 9, welches auf einem Teil des Schwenkarms 8 montiert ist, einer Rie­ menscheibe 10, mit der ein Mittelabschnitt des Stahlbands in Eingriff steht, und einem Schrittmotor 11, dessen An­ triebswelle 12 die Riemenscheibe 10 mit dem Stahlband 9 derart lagert, daß, wenn der Schrittmotor 11 angetrieben wird, der Schwenkarm 8 um seine Schwenkachse 8 a verschwenkt wird.

Die Magnetplatten 1, die Magnetköpfe 2 , der Schwenkarm 8, das Stahlband 10 und die Riemenscheibe 10 sind in dem Gehäuse aufgenommen, welches aus dem Träger 5 und einer (nicht gezeigten) oberen Abdeckung besteht. Um einen luftdichten Abschluß des Gehäuses zu erreichen, werden Dichtungen verwendet, die in Berührung mit dem Träger 5 und der oberen Abdeckung stehen und sich an de Montageab­ schnitt des Schrittmotors 11 befinden. Außerdem wird aus dem gleichen Grund ein magnetisches Fluid um die Welle des DD-Motors herum angeordnet. Der Schwenkarm 8 besitzt einen Verschluß 17, der sich von den Magnetköpfen 2 fort nach außen erstreckt. In der Nähe einer luftdichten Kammer des Trägers 5 befindet sich eine Lichtschranke 18, die als Außensensor dient. Die Lichtschranke 18 definiert einen Eintauchweg 18 a, in dem der Verschluß 17 lose aufgenommen ist. Wenn bei der herkömmlichen Ausgestaltung ein Magnet­ kopf 2 eine Nullspurstelle an einem Außenumfang einer ent­ sprechenden Aufzeichnungsfläche erreicht, blockiert der Verschluß 17 den Lichtweg in dem Eintauchweg 18 a der Licht­ schranke 18.

Wird der Schrittmotor 11 zum Bewegen der Magnetköpfe 2 verwendet, so erweist sich die Kopfpositionierung dann als schwierig, wenn die Spurdichte der Platten erhöht wird. Da verschiedene Materialien in der Hartplattenvorrichtung unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzen, ergibt sich das im Englischen als "thermal off-track" be­ zeichnete Problem, d. h. das wärmebedingte Außer-Spur-Kommen der Magnetköpfe. Mit anderen Worten: Aufgrund der thermi­ schen Ausdehnungskoeffizienten ändert sich die Lage eines Magnetkopfs 2 in bezug auf die Spuren mit schwankenden Temperaturen. Insbesondere ist es in einer 5,25-Zoll-Hart­ plattenvorrichtung schwierig, den Magnetkopf 2 bei einer Spurdichte von mehr als 400 TPI (Spuren pro Zoll) exakt zu positionieren, wenn nicht ein Servosystem verwendet wird.

Die US-PS 41 22 503 beschreibt eine Regeleinrichtung, bei der die am weitesten innen liegende und die am weitesten außen liegende Spur als Servospuren verwendet werden. Dieses sogenannte "ID-OD-System" (mit "ID" als Abkürzung für Inner Diameter und "OD" als Abkürzung für Outer Dia­ meter) ist so ausgelegt, daß zunächst die äußere Servospur gelesen und eine Feineinstellung vorgenommen wird, um den Kopf in der Mitte der Spur einzustellen. Anschließend wird der Kopf in Richtung auf die innere Servospur bewegt. Bei dieser Arbeitsweise werden Schrittimpulse des Schrittmotors in dem Kopfantriebsmechanismus gezählt, so daß dann, wenn der Kopf die innere Servospur erreicht, der Kopfpositio­ niermechanismus eine exakte Positionierung vornimmt, um den Kopf auf die Mitte der Spur einzustellen. Während eine genaue Positionierung für jede Servospur erreicht wird, wird der Positioniermechanismus über einen Korrekturbetrag informiert, der notwendig ist, um die Spurmitte zu finden. Durch Erhalt des Korrekturbetrags wird der Positionier­ mechanismus in die Lage versetzt, exakte Stellen der jewei­ ligen Spuren einzustellen entsprechend der Information über die Anzahl von Schrittimpulsen, die notwendig sind für die Bewegung zwischen der Außenspur und der Innenspur, sowie über einen Feinkorrekturbetrag, der für jede Servospur erforderlich ist.

Außerdem zeichnet die Magnetplattenvorrichtung durch Sätti­ gungsaufzeichnung auf. Sättigungsaufzeichnung bedeutet, daß der durch jeden Kopf fließende Strom für das Schreiben von Information größer ist als ein Stromwert, der die Magneti­ sierung der magnetisierten Schicht der Magnetplatte in einer Richtung zur Sättigung bringt. Ein Merkmal der Sätti­ gungsaufzeichnung besteht darin, daß neue Information durch "Überschreiben" aufgezeichnet werden kann, bei dem das Löschen alter Information von der Platte vor dem Schreiben neuer Information nicht erforderlich ist. Dies vereinfacht die Kopfkonstruktion und gestattet ein augenblickliches Wechseln zwischen Lese- und Schreibbetrieb. Daher kann eine einzelne Spur in mehrere Sektoren unterteilt werden, so daß Lesen und Schreiben pro jeweiligem Sektor geschehen können. Dies trägt zur maximalen Ausnutzung der Aufzeichnungsflä­ chen ohne Verluste bei.

Um Information auf eine Magnetplatte aufzuzeichnen oder Information von einer Magnetplatte zu lesen, ist es notwen­ dig, ein Format in einer Informationsaufzeichnungszone auf der Magnetplatte zu schaffen. Das Format kann z. B. in der in Fig. 9 dargestellten Weise beschaffen sein. Danach ist ein Zyklus von einer ersten zu einer vierten Lücke in 32 Sektoren in bezug auf ein externes Indexsignal EIN unter­ teilt.

Die erste Lücke G 1 wird dazu verwendet, eine Abweichung des externen Indexsignals EIN zu absorbieren, und in sie ist "4E" in einer 16-Byte-Einheit eingeschrieben. Ein an die erste Lücke G 1 anschließendes Synchronisationsfeld (VFO- Sync Field) SF 1 wird dazu verwendet, die VFO (PLO) der Steuerung vor einer Adressensuche zu verriegeln. Die Daten­ ziffern sind sämtlich Null, d. h., die Daten bestehen ledig­ lich aus Takten. Ein an das Synchronisationsfeld anschlie­ ßendes Identifikationsfeld ID ist mit Prüfcodes einer Adressenmarke, eines Zylinders, eines Kopfs, eines Sektors und ihrer Zone beschrieben. Eine zweite Lücke G 2, die an das Identifikationsfeld ID anschließt, wird als "Schreib­ abstandslücke" bezeichnet und dient zum Schreiben von Si­ gnalen auf ein Datenfeld DF. Darin wird der Kopf in bezug auf das Datenfeld DF von der Lesebetriebsart in die Schreibbetriebsart umgestellt. Mithin liefert die zweite Lücke G 2 eine Umschaltzeit. Ein an die zweite Lücke G 2 anschließendes Synchronisationsfeld SF 2 hat im wesentlichen die gleiche Funktion wie das erste Synchronisationsfeld SF 1, welches dem Identifikationsfeld ID vorausgeht. Aller­ dings werden die Inhalte des Synchronisationsfeldes SF 2 gleichzeitig mit der Erneuerung des anschließenden Daten­ feldes DF 1, welches zur Aufnahme von Schreibdaten vorgese­ hen ist, erneuert. Eine dritte Lücke G 3 schließt an das Datenfeld DF an. Die dritte Lücke G 3 wird als "innere Aufzeichnungslücke" bezeichnet und besitzt eine vorbestimm­ te Länge, da jegliche Änderung der Drehung des DD-Motors 3 einen anschließenden Sektor S während eines Schreibvorgangs in einem vorausgehenden Sektor S zerstören könnte. Die Zone von dem vorderen Synchronisationsfeld SF 1 des Identifika­ tionsfeldes ID zu der dritten Lücke G 3 bildet beispielswei­ se einen von 32 Sektoren. Eine abschließende vierte Lücke G 4 schließt an die dritte Lücke G 3 beim 32. Sektor nach der ersten Lücke G 1 an und ist mit einem vorbestimmten Signal versehen, um eine Länge der vierten Lücke G 4 bis zur Erfas­ sung eines externen Indexsignals EIN zu schaffen. Die vier­ te Lücke G 4 ändert sich mit der Geschwindigkeit des DD- Motors 3 und wird als "Geschwindigkeits-Toleranzlücke" bezeichnet.

Die vierte Lücke G 4 umfaßt in dem am weitesten verbreiteten Format von 256 Bytes × 32 Sektoren 352 Bytes und belegt etwa 4,1% sämtlicher Bytes. Da in der Praxis die Länge der Bytes sich mit der Geschwindigkeit des DD-Motors 3 ändert, wird nur eine begrenzte Zone in der Nähe der ersten Lücke G 1 für die Servosteuerungs-Suche verwendet.

Der Drehwinkel eines Impulsgebermagneten 40, der an dem DD- Motor 3 befestigt ist, wird von einem Hallelement oder einer anderen magnetischen Detektoreinrichtung erfaßt und als das erste interne Indexsignals IN 1 verwendet. Das ex­ terne Indexsignal EIN entsprechend der ersten Lücke G 1 wird geliefert, wenn eine vorbestimmte Zahl gezählt ist, nachdem das erste interne Indexsignal IN 1 festgestellt wurde. Das heißt:

Das externe Indexsignal EIN wird an einen Hostrechner 26 geliefert, wenn der gesamte Zählerstand festgestellt wird, nachdem das interne Indexsignal IN 1 festgestellt wurde, und die Lage repräsentiert den Beginn der Aufzeichnungsspuren T.

Ein solches Format wird für gewöhnlich in den Aufzeich­ nungszonen mit Ausnahme derjenigen Zonen, die Servoinforma­ tion beinhalten, vor der Auslieferung des Geräts oder des Systems gebildet, und eine Formatierung wird durch den Benutzer vorgenommen, wenn er zum ersten Mal das Magnet­ plattenlaufwerk mit der darin befindlichen Magnetplatte in Benutzung nimmt, um Information in das Datenfeld des For­ mats einzuschreiben.

In dem oben erwähnten ID-OD-System oder in einem anderen System, in welchen Servoinformation lediglich in begrenzten Spuren vorgesehen ist, erfolgt eine Positionssteuerung des Kopfs auf der Grundlage der Servoinformation, die in bezug auf die Erregungsphasen eines Schrittmotors oder einer anderen Einrichtung zum Transportieren des Magnetkopfs eingeschrieben ist. Wenn daher der Schrittmotor aus irgend­ einem Grund außer Tritt gerät, so kommt es manchmal vor, daß beim Schreiben der Formatierung die Servoinformation gelöscht wird. Ist die Formatierung einmal auf die Servo­ information geschrieben, so kann das System anschließend die Servoinformation nicht erhalten und mithin den Kopf nicht exakt positionieren.

Weiterhin sind die bekannten Plattenlaufwerke so aufgebaut, daß sie die Nullspur einer Magnetplatte unter Verwendung eines Sensors oder einer anderen, mechanischen Einrichtung erfassen, oder alternativ ein besonderes Signal verwenden, welches speziell in radialer Richtung geschrieben ist, um die Nullspur zu erfassen und ein Überschreiten in der Zone mit dem besonderen Signal unmöglich zu machen.

Allerdings bedeutet die Verwendung derartiger mechanischer Mittel eine Zunahme der Herstellungskosten des Geräts, da zusätzliche Kosten nicht nur für den Sensor oder andere entsprechende Mittel aufzubringen sind, sondern außerdem für einen komplizierteren Montageablauf, der durch eine kompliziertere Nullspur-Einstellung verursacht wird. Die Verwendung des besonderen Signals, welches dazu dient, das Überschreiten unmöglich zu machen, erfordert notwendiger­ weise ein Herunterfahren der Drehzahl der Scheibe zum Ein­ stellen der Transportgeschwindigkeit, und dies wiederum ist Ursache für Instabilitäten der Kopfanordnung und eine Er­ höhung der Fehlerrate.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Informationsaufzeich­ nungsplatte zu schaffen, von der während der Formatierung niemals Servoinformation gelöscht werden kann. Es soll eine Informationsaufzeichnungsplatte geschaffen werden, die eine Nullspur-Erfassung gestattet, ohne daß dazu ein Sensor oder ein besonderes Signal für die Nullspur-Erkennung benötigt wird.

Nach einem Aspekt der Erfindung besteht eine Informations­ aufzeichnungsplatte aus einer platten- oder scheibenförmi­ gen Grundplatte sowie Informationsaufzeichnungsschichten, mit denen die Oberflächen der Grundplatte beschichtet sind, so daß eine Kopfanordnung Information auf die Informations­ aufzeichnungsplatte schreibt oder von ihr liest. Auf den Oberflächen der Informationsaufzeichnungsplatte sind Detek­ torzonen vorgesehen, die dazu verwendet werden, das Vorhan­ densein oder das Fehlen von Signalen auf ihnen zu bestäti­ gen, Lese/Schreib-Zonen, die zum Schreiben von Signalen zur Verfügung stehen, und Schreibschutz-Zonen, die das Schrei­ ben von Signalen in ihnen abweisen. In solchen Zonen, in denen die Detektorzonen und die Schreib/Lese-Zonen einander überlappen, sind spezielle Signale geschrieben, welche die Zonen zumindest von den anderen Zonen unterscheiden.

Mit dieser Ausgestaltung können, da die speziellen Signale in die überlappenden Zonen eingeschrieben sind, die Schreibschutz-Zonen von den Lese/Schreib-Zonen dadurch unterschieden werden, daß die Information in den Detektor­ zonen von dem Kopf erfaßt werden, ohne daß eine spezielle Detektoreinrichtung verwendet wird. Dies vereinfacht die Schreibsperreinrichtung in den Schreibschutz-Zonen und ermöglicht die Nullspur-Erkennung unter Verwendung der Schreibschutz-Zonen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Magnet­ platte nach einer Ausführungsform der Er­ findung,

Fig. 2 ein Blockdiagramm einer Steuereinrichtung in einem Plattenlaufwerk entsprechend der Aus­ führungsform nach Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische Darstellung von Aufzeich­ nungsspuren sowie der Konfiguration von auf die Magnetplatte aufgeschriebener Servo­ information,

Fig. 4 ein Blockdiagramm einer Servoschaltung,

Fig. 5 eine Bodenansicht des Plattenlaufwerks zur Veranschaulichung der Indexerfassung,

Fig. 6 ein Flußdiagramm für eine Suchsteuerung des Plattenlaufwerks,

Fig. 7 eine Darstellung einer modifizierten Ausge­ staltung der Magnetplatte,

Fig. 8 eine perspektivische Teil-Darstellung eines Plattenlaufwerks, wobei Teile weggeschnitten sind, um das Innere des Laufwerks zu zeigen und

Fig. 9 eine Skizze, die ein Format veranschaulicht.

Das Plattenlaufwerk, bei dem die Erfindung realisiert wird, entspricht dem herkömmlichen Laufwerk nach Fig. 8, und einige Teile der Anordnung, die dem Stand der Technik entsprechen oder diesem ähneln, sind mit entsprechenden Bezugszeichen versehen.

Nach Fig. 2 steuert die Steuereinrichtung des Plattenlauf­ werks einen DD-Motor 3, um eine Magnetplatte 1 zu drehen, und sie steuert einen Schrittmotor 11, um den Schwenkarm 8 zu verschwenken. Die Steuereinrichtung besitzt eine Trei­ berschaltung 22 für die Signalübertragung und den Signal­ empfang bezüglich eines Kopfverstärkers 21, eine Servo- oder Regelschaltung 23, die von dem Magnetkopf 2 erfaßte und von dem Kopfverstärker 21 verstärkte Servoinformation verarbeitet, um der Treiberschaltung 22 ein die Regelung betreffendes elektrisches Signal zuzuführen, und eine Steuerung 25, die die Treiberschaltung 22 über eine Schnittstelle 24 steuert. Die Steuerung 25 ist an einen Hostrechner 26 über eine Verbindung 27 angeschlossen, damit die Signalübertragung eines von dem Magnetkopf 2 erfaßten Signals oder eines zu dem Magnetkopf 2 zu sendenden Signals möglich ist.

Fig. 1 zeigt den Aufbau von Servospuren und Aufzeichnungs­ spuren, welche nicht mit Servoinformation versehen sind, wobei beide Spurtypen auf der Magnetplatte 1 vorhanden sind. Die Magnetplatte 1 kann aus einer Aluminiumplatte mit einer magnetischen Beschichtung bestehen. Die Magnetplatte 1 besitzt eine Sperrzone I sowie eine Datenzone D. Die Sperrzone I befindet sich radial innen auf der Magnetplatte 1, und in ihr sind keine Daten eingeschrieben. Die Daten­ zone D befindet sich radial außen bezüglich der Sperrzone 1 und umfaßt etwa 600 Aufzeichnungsspuren T in konzentrischer Anordnung. Die Datenzone D ist in zwei Zonen D 1 und D 2 unterteilt. In einer Grenzzone zwischen den Zonen D 1 und D 2 ist eine Gruppe von Servospuren STG aufgezeichnet, in der gemäß Fig. 3 vier Spuren eine Gruppe bilden. In der Servo­ spur-Gruppe STG sind Servozonen SZ 1 und SZ 2 vorgesehen, auf denen Servosignale F als Servoinformation in Winkelabstän­ den von 180° eingeschrieben sind.

Fig. 3 zeigt die Servospur-Gruppe STG. Sie umfaßt vier Servospuren ST 1, ST 2, ST 3 und ST 4, in die Servosignale F mit gleichmäßiger Frequenz und in Zickzack-Form in gleich­ mäßigen Abständen bezüglich einer Mittellinie C in Längs­ richtung (Umfangsrichtung) bezüglich eines ersten und eines zweiten internen Indexsignales IN 1 und IN 2 eingeschrieben sind. Sie dienen als die genannten Servozonen SZ 1 und SZ 2. Da hier die Servosignale F von einem einzigen Magnetkopf 2 aufgezeichnet sind, stimmen die Breiten der Servosignale F, der Aufzeichnungsspuren T und der Servospuren ST 1 bis ST 4 überein mit der Länge eines Spalts G des Magnetkopfs 2. Das oben erwähnte "OFF-Track-Phänomen" tritt in Erscheinung, wenn die Lage des Spalts G des Magnetkopfs 2 von einer gewünschten Aufzeichnungsspur T abweicht.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist zwischen den Servozonen SZ 1 und SZ 2 eine 180-Grad-Phasendiffernz vorge­ sehen, und zwar im Hinblick auf die Zeit, die für eine Lagekorrektur des Magnetkopfs 2 erforderlich ist, sowie die Zeit, die für eine Umdrehung der Magnetplatte 1 benötigt wird. Die Zeit, die für eine Umdrehung der Magnetplatte 2 benötigt wird, beträgt etwa 16,67 ms bei einer Drehzahl von 3600 Upm, und die Zeit zwischen einer Erregung und einer Entregung des Schrittmotors 11 beträgt etwa 8 ms. Daher ist es bei einer Phasendifferenz von 180° in den Servozonen möglich, die Lage des Magnetkopfs durch Erfassen des Servo­ signals F in der Servozone SZ 1, die dem ersten internen Signal IN zugeordnet ist, zu korrigieren, um direkt an­ schließend an die Beendigung des Korrekturvorgangs zu be­ stätigen, ob der Korrekturvorgang angemessen ist oder nicht, indem das Servosignal F in der Servozone S 2 festge­ stellt wird, welche dem zweiten internen Indexsignal IN 2 zugeordnet ist. Da in diesem Fall die Zeit für eine Umdrehung der Magnetplatte 1 die oben erwähnte Beziehung zu der Erregungsdauer des Schrittmotors 11 besitzt, sind in einem Zyklus von 180-Grad-Abständen zwei Servozonen vorhan­ den. Allerdings kann entsprechend dem verwendeten Typ des Schrittmotors oder eines anderen Antriebsmotors sowie des verwendeten Typs von Aufzeichnungsträger eine modifizierte Ausführungsform vorgesehen sein, die der Zeit für die Posi­ tionierbewegung des Schrittmotors und der Drehzahl des Aufzeichnungsträgers Rechnung trägt. Welcher Motor oder welcher Aufzeichnungsträger auch immer verwendet wird, das System arbeitet zufriedenstellend bei einer bis einigen Servozonen pro Zyklus.

Da in dem Plattenlaufwerk weiterhin die Servozonen SZ 1 und SZ 2 in 180-Grad-Abständen angeordnet sind, ist auch die gleiche Phasendifferenz für das erste und das zweite inter­ ne Indexsignal IN 1 und IN 2 notwendig. Wie Fig. 5 zeigt, wird hierzu ein im folgenden als "PG-Magnet" bezeichneter Magnet 40 verwendet, der als Impulsgeber dient und am Außenumfangsteil eines Rotors 3 a des DD-Motors 3 angeordnet ist, so daß eine magnetische Änderung des PG-Magneten 40 durch Spulen, Hallelemente oder andere Detektoreinrichtun­ gen 41 a und 41 b (im folgenden als PG-Sensor bezeichnet), die in der Nähe des Außenumfangs des Rotors 3 a des DD- Motors 3 symmetrisch einander gegenüberliegend bezüglich der Drehachse des DD-Motors 3 erfaßt wird, um die erfaßten Impulse als das erste und das zweite interne Indexsignal IN 1 bzw. IN 2 zu verwenden.

Vier Servospuren bilden aus den oben genannten Gründen eine Gruppe. Aufgrund von Fehlern in den Abständen zwischen den Magnetpolzähnen oder zwischen den magnetisierten Teilen des Rotors sind in dem Schrittmotor 11 die Drehwinkel einzelner Schritte nicht vollständig gleichförmig. Wenn also ein Schrittmotor des Vier-Phasen-Unipolar-Typs oder des Zwei- Phasen-Bipolar-Typs eingesetzt wird, setzt sich ein Zyklus aus acht Schritten mit insgesamt vier Schritten in der Ein- Phasen-Erregung mit vier Schritten in der Zwei-Phasen- Erregung zusammen. Man erkennt, daß Fehler bei den Drehwin­ keln durch Erregen der Phasen in individuellen Halbumdre­ hungen ein gleichförmiges Muster ergeben. Wenn man also das System so konfiguriert, daß Drehwinkel von vier Spuren in einem Halbzyklus korrigiert werden, behält man eine enge Beziehung zwischen dem Drehwinkel und einer Erregungsspan­ nung bei, und der gleiche Steuerfaktor gilt für jeweils jede vierte Aufzeichnungsspur.

Aus Fig. 3 geht ebenfalls hervor, daß radial innen und außen bezüglich der Servospur-Gruppe STG Schutzspuren GT vorhanden sind. Einzelne Schutzspuren GT und Servospuren ST 1 bis ST 4 schließen Pseudospuren DT ein, in denen kein Servosignal F aufgezeichnet ist, und die niemals als Daten­ zone verwendet werden. In Fig. 3 bezeichnet das Symbol EIN ein externes Indexsignal. Wenn das erste Indexsignal IN 1 in der oben geschilderten Weise erfaßt wird, beginnt ein Zähl­ vorgang, und wenn ein vorbestimmter Zählerstand erfaßt wird, wird das externe Indexsignal EIN an den Hostrechner 26 geliefert. Das externe Indexsignal EIN wird als Index zum Schreiben oder zum Lesen auf die Aufzeichnungsspuren T in der Datenzone D verwendet.

Radial außerhalb der Datenzone D, d. h., an einer Stelle radial außerhalb der Nullspur, die sich am äußersten Umfang der Datenzone D befindet, ist ein äußeres Schutzband OGB vorgesehen, in das keine Daten eingeschrieben sind, d. h., durch das keine umgekehrt magnetisierte Zone gebildet ist. Deshalb ist die Magnetplatte 1 in fünf Ringzonen unter­ teilt, die das innere Schutzband I, die erste Datenzone D 1, die Servospur-Gruppe STG, die zweite Datenzone D 2 und das äußere Schutzband OGB umfassen, die in der genannten Rei­ henfolge angeordnet sind, beginnend in der Plattenmitte. Sämtliche dieser Zonen sind konzentrisch bezüglich der Mitte O der Magnetplatte 1 angeordnet. Von den Zonen sind die Servospur-Gruppe STG und das äußere Schutzband OGB Schreibschutz-Zonen, wohingegen die erste und die zweite Datenzone D 1, D 2 Lese/Schreib-Zonen sind, auf denen Infor­ mation aufgezeichnet wird. Obschon das innere Schutzband I keine Schreibschutz benötigt und nicht zum Lesen oder zum Schreiben von Signalen verwendet wird, kann es einen Schreibschutz dadurch erhalten, daß ein Unterscheidungs­ signal E eingeschrieben wird, welches eine Beziehung zu den internen Indexsignalen IN 1 und IN 2 aufweist, die eine deut­ lichere Unterscheidung von den anderen Zonen gewährleistet. Die Zone bis zum am weitesten innen liegenden Rand der inneren Schutzzone I wird als Auslaufzone für die Magnet­ platte 1 verwendet.

Wird eine Linie P 1-P 2 um die Mitte der Magnetplatte 1 um jeweils einen vorbestimmten Winkel gedreht, wobei die Linie P 1-P 2 einen ersten Punkt P 1 am äußersten Umfang mit einem zweiten Punkt P 2 am innersten Rand entlang einer imaginären Radiallinie A 1 verbindet, so wird die Magnetplatte in meh­ rere Zonen unterteilt. Diese Zonen sind eine Sektorzone X 1, definiert durch die imaginäre Radiallinie A 1 (entsprechend dem internen Indexsignal IN 1) und eine imaginäre Linie B 1, eine Sektorzone Y 1, definiert durch die imaginäre Linie B 1 und eine imaginäre Linie A 2 (entsprechend dem internen Index IN 2), eine Sektorzone X 2, definiert durch die imagi­ näre Linie A 2 und eine imaginäre Linie B 1, sowie eine Zone Y 2, die definiert wird durch die imaginäre Linie B 2 und die imaginäre Linie A 1. Die imaginären Linien B 1 und B 2 befin­ den sich an radialen Stellen, die vorbestimmten Zeiten nach dem Empfang der internen Indexsignale IN 1 und IN 2 entspre­ chen, so daß die Zonen Y 1 und Y 2 als Detektorzonen und die Zonen X 1 und X 2 als Nicht-Detektorzonen verwendet werden.

Daten werden über den gesamten Umfang der Datenzonen D 1 und D 2 geschrieben, während die anderen Zonen durch Gleichstrom gelöscht werden, um dort das Datenschreiben zu verhindern. Bei diesem Aufbau werden Zonen Z 1, Z 2, Z 3 und Z 4, in denen die Detektorzonen Y 1, Y 2 sich mit den Datenzonen D 1, D 2 überlappen, definiert. Obschon Daten gemäß Darstellung in den gesamten Datenzonen D 1 und D 2 geschrieben werden, kön­ nen Daten ursprünglich nur in den Zonen Z 1 bis Z 4 geschrie­ ben sein. In diesem Fall wird ein gewisses Signal in die Datenzonen D 1 und D 2 innerhalb der Nicht-Detektorzonen X 1 und X 2 geschrieben, nachdem die Formatierung stattgefunden hat, um den selben Aufbau wie in der dargestellten Ausfüh­ rungsform zu erhalten, bei der Signale in den gesamten Datenzonen D 1 und D 2 geschrieben sind. Außerdem sind die Detektorzonen Y 1 und Y 2 zwei Sektorzonen in der Darstel­ lung. Wenn allerdings das Servosignal F lediglich in einem einzelnen Abschnitt geschrieben ist, können die Detektor­ zonen Y 1 und Y 2 teilweise zu einer halbringförmigen Konfi­ guration geschnitten sein. Wird eine Steuerung ohne Rück­ kopplung und ohne Verwendung des Servosignals F verwendet, können die Detektorzonen in Form einer kompletten Ringzone, wie auch die Sperrzone I, konfiguriert sein, wie Fig. 7 zeigt.

Das Plattenlaufwerk arbeitet mit der oben beschriebenen Magnetplatte wie folgt:

Das Plattenlaufwerk ist relativ großen Temperaturschwan­ kungen zwischen Ruhezustand und Arbeitszustand ausgesetzt. Die Magnetplatte 1 expandiert wärmebedingt einige Zeit nach Einschalten des Laufwerks, und diese Wärmeausdehnung verur­ sacht das thermische Außer-Spur-Geräten. Das Ausmaß der Wärmeausdehnung nimmt nach und nach zu, sobald das Gerät eingeschaltet ist, und erreicht nach etwa 35 Minuten einen etwa konstanten Wert.

Direkt nach dem Anschließen des Plattenlaufwerks an die Netzspannung tastet der Magnetkopf 2 zunächst die Oberflä­ che der Magnetplatte 1 ab, um in einem Schreib/Lese-Spei­ cher (RAM) der Treiberschaltung 22 die elektrische Größe zu speichern, die sich auf die Erregungsphasen des Schritt­ motors 11 für die jeweiligen Aufzeichnungsspuren T bezieht, um so eine RAM-Tabelle zu erstellen. Außerdem berücksich­ tigt eine Positionierkorrektureinrichtung eine Zunahme der Temperatur, welche vorab in einem Mikrocomputer gespeichert wurde, damit das Aufzeichnen oder die Wiedergabe nach Maß­ gabe des Servoalgorithmus erfolgt, die in dem Mikrocomputer gespeichert ist. Wenn der Mikrocomputer der Treiberschal­ tung 22 einen Servobefehl gibt, der auf dem Servoalgorith­ mus basiert, während eine Aufzeichnung oder eine Wiedergabe auf bzw. von einer gewünschten Aufzeichnungsspur erfolgt, indem eine vorbestimmte Erregungsphase gemäß der RAM-Tabel­ le angesteuert wird, wird der Magnetkopf 2 von beispiels­ weise einer Aufzeichnungsspur T 1 (oder T 5) zu einer Servo­ spur ST 1 gemäß Fig. 3 bewegt, die in der gleichen Erre­ gungsphase wie die Aufzeichnungsspur T 1 (bzw. T 5 ) und in einer Servozone ST liegt. Befand sich der Magnetkopf 2 zuvor auf der Aufzeichnungsspur T 2 (oder T 6), so wird er zu der Servospur ST 2 bewegt. In ähnlicher Weise wird der Magnetkopf, wenn er zuvor auf der Aufzeichnungsspur T 3 (T 7) oder T 4 (T 8) stand, zu der Servospur ST 3 bzw. ST 4 bewegt. Bei dieser Ausführungsform umfaßt ein Zyklus des Schritt­ motors 11 acht Schritte. Deshalb besitzt eine Servozone vier Spuren, entsprechend der Anzahl von Schritten pro Halbzyklus des Schrittmotors 11. Bei einer anderen Form des Schrittmotors 11 oder einer anderen Antriebseinrichtung wird die Anzahl von Servospuren entsprechend geändert.

Wenn man nun annimmt, daß ein und dieselbe Erregungsphase von ein und demselben Strom erregt werden, und weiterhin der Spalt G des Magnetkopfs 2 an der Stelle A in Fig. 3 ein Servosignal F erfaßt, ergibt sich eine Differenz zwischen dem Pegel eines zuvor erfaßten Servosignals und dem Pegel eines nachfolgend erfaßten Servosignals. Hierzu erfassen Abtast- und Halteschaltungen 28 und 29 der Servoschaltung 23 die Signale, und ein Komparator 30 vergleicht ihre Signalpegel. Ein Regelverstärker 31 bestimmt einen Strom zur Speisung der Erregungsphasen des Schrittmotors 11 ent­ sprechend dem Vergleichsergebnis, um den Schrittmotor 11 über die Treiberschaltung 22 zu steuern. Auf diese Weise wird der Spalt G des Magnetkopfs 2 zu der Stelle B (Fig. 3) bewegt, die symmetrisch bezüglich der Mittellinie O ist, und die Feinspurposition wird bezüglich der Servospur ST 1 fixiert. Direkt im Anschluß an die Beendigung der Bewegung des Magnetkopfs 2 wird ein Servosignal F in der zweiten Servozone SZ 2 ermittelt, um in der zweiten Servozone SZ 2 abzuschätzen, ob die Bewegung angemessen ist oder nicht. Wenn ein Ausgangssignal des Komparators 30 in der zweiten Servozone SZ 2 unterhalb eines vorbestimmten Pegels liegt, wird der vorliegende Bewegungszustand aufrechterhalten. Wenn allerdings das Ausgangssignal größer ist als der vor­ bestimmte Pegel, wird der Schrittmotor 11 erneut angetrie­ ben, um nochmals die gleiche Positionssteuerung vorzunehmen und dadurch den Magnetkopf 2 in eine exakte Spurlage zu bringen, d. h. in eine Feinspurposition.

Ein einer Erregungsphase des Schrittmotors 11 bei Ankunft an der Feinspurposition zugeführter Stromwert wird in dem RAM der Treiberschaltung 22 gespeichert, und der Magnetkopf 2 kehrt zu seiner Ausgangsspur T 1 zurück, wobei Bezug auf die RAM-Tabelle genommen wird, so daß die Lage des Spalts G bezüglich der Aufzeichnungsspur T 1 durch den in dem RAM gespeicherten Stromwert festgelegt ist. Auf diese Weise wird also auch in der Aufzeichnungsspur T 1 eine Feinspur­ position erreicht. Bei dem Plattenlaufwerk, welches eine solche Servokorrektur vornimmt, beginnt der DD-Motor 3 seine Drehung, sobald er an Spannung gelegt wird, und dementsprechend dreht sich die Magnetplatte 1. Bei dieser Drehung schwimmt der Magnetkopf 2 über der am weitesten innen liegenden Sperrzone I, läuft einmal zu der am weite­ sten außen liegenden Nullspur, um die Spurposition zu be­ stätigen, und bewegt sich anschließend zu der eingegebenen Aufzeichnungsspur T.

Zu dieser Zeit besteht die Möglichkeit, daß der Schritt­ motor sich in fehlerhafter Weise zu der Servospur ST be­ wegt, die vor Überschreiten geschützt werden sollte, so daß das Servosignal F ausgelöscht würde, falls ein Schreib­ signal eingegeben würde. Dies hätte zur Folge, daß die Servokorrektur anschließend unmöglich wäre. Um dies zu vermeiden, wird das Verfahren angewendet, welches in Fig. 6 in Form eines Flußdiagramms dargestellt ist.

Wenn die Treiberschaltung 22 von dem Hostrechner 26 einen Schrittimpuls empfängt, erfolgt ein Ausschalten des Zustands "Suche fertig" oder "Suche beendet", und der Schrittmotor 1 wird angetrieben, um den Magnetkopf 2 für dessen Suchoperation zu aktivieren. Nachdem die Suchopera­ tion ausgeführt ist, braucht es eine gewisse Zeit, d. h., eine Einlauf- oder Einschwingzeit für den Magnetkopf 2, um eine stabile Lage bezüglich der Ziel-Aufzeichnungsspur T einzunehmen, entweder bei der Pufferbetriebsart-Suche oder bei der Normalbetriebsart-Suche. Hierbei muß sichergestellt und bestätigt sein, daß bzw. ob die Zeit TM, die mindestens für die Einschwingbewegung erforderlich ist, nach dem End­ schritt verstrichen ist oder nicht. Weiterhin muß nach der Bestätigung, daß das Einschwingen beendet ist oder nicht, weiterhin bestätigt werden, ob der Magnetkopf 2 sich in der Detektorzone Y 1 oder Y 2 befindet. Dies geschieht dadurch, daß die Zeit gesteuert wird, die von den internen Index­ signalen IN 1 und IN 2 zu den imaginären Linien B 1 und B 2 gebraucht wird. Wenn die genannte Zeitspanne verstrichen ist, nachdem die internen Indexsignale IN 1 und IN 2 erzeugt wurden, so wird dadurch erkannt, daß der Magnetkopf 2 sich in der Detektorzone Y 1 oder Y 2 befindet, und es wird abge­ fragt, ob eine magnetische Umkehrung stattgefunden hat oder nicht. Falls eine magnetische Umkehrung festgestellt wird, so bedeutet dies, daß sich der Magnetkopf 2 in der Schreib/Lese-Zone D 1 oder D 2 befindet. Betrachtet man nun den Fall, daß kein Schrittfehler aufgetreten ist, so wird der Zustand "Suche abgeschlossen" eingeschaltet, und es erfolgt ein Schreibvorgang oder ein Lesevorgang. Wenn hin­ gegen die magnetische Umkehr nicht festgestellt worden ist, so bedeutet dies, daß sich der Magnetkopf 2 zumindest in einer Schreibschutzzone befindet, d. h., in einer der Servo­ spuren ST, in dem inneren Schutzband I oder in dem äußeren Schutzband OGB. Dies kennzeichnet einen Schrittfehler oder ein Außer-Tritt-Geraten des Schrittmotors. In dieser Situa­ tion ist die Lage des Magnetkopfs 2 in der Treiberschaltung 22 nicht bekannt. Aus diesem Grund erfolgt eine Nullspur- Rückstellung, und der Kopf 2 wird bewegt, um eine Spur zu suchen, die dem Schrittimpuls entspricht, der von der Null­ spurposition eingegeben wurde, um anschließend den Zustand "Suche fertig" einzuschalten und das gewünschte Schreiben oder Lesen durchzuführen.

Mit diesem Steuerverfahren ist sichergestellt, daß das Servosignal F niemals auf den Servospuren ST gelöscht wird, während ein Benutzer einer Formatierung durchführt.

Wenn also Daten vorab in den Datenzonen D 1 und D 2 gespei­ chert sind, bleibt ein Signal, welches ein Formatierungs­ signal enthält, zwangsläufig in den Datenzonen D 1 und D 2 nach der Formatierung erhalten, so daß die oben erläuterte Regelung auch nach dem Formatieren zuverlässig durchgeführt wird.

Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird nur das Servosignal F in die Servospuren ST eingeschrieben, und in das äußere Schutzband OGB werden keine Daten eingeschrie­ ben. Deshalb kann man die Nullspur dadurch feststellen, daß man die Lage der Aufzeichnungsspur neben dem am weitesten innen liegenden Rand der Schreibschutz-Zone, in der kein Signal aufgezeichnet ist, feststellt. Beim Erfassen der Servospuren ST lassen sich die Zonen, in denen das Servo­ signal F eingeschrieben ist, dadurch definieren, daß man die Schreibschutzzonen, über deren gesamten Umfang kein Signal aufgezeichnet ist, ausschließt.

Beim oben erläuterten Ausführungsbeispiel wird das innere Schutzband I als Schreibschutz-Zone verwendet, wobei dort das Unterscheidungssignal E in bezug auf die internen In­ dexsignale IN 1 und IN 2 eingeschrieben ist. Wenn jedoch Daten von vornherein in sämtliche Zonen mit Ausnahme des äußeren Schutzbandes OGB geschrieben sind, wie in Fig. 7 dargestellt ist, läßt sich die Erkennung der Nullspur in einfacher Weise dadurch bewirken, daß man sich auf das Vorhandensein bzw. das Fehlen von Daten bezieht.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Detektorzonen Y 1 und Y 2 definiert durch das Drehen der Linie P 1-P 2 (welche den ersten Punkt P 1 an der Außenstelle und den zweiten Punkt P 2 an der Innenstelle entlang der radialen imaginären Linie A 1 verbindet), und zwar um einen vorbestimmten Winkel bezüglich der Mitte O der Magnetplatte 1. Die Zonen können jedoch auch als Mehrfach-Ringzonen mit einer Spurbreiten-Einheit konfiguriert sein, indem man die Punkte P 1 und P 2 an der äußeren Umfangsgrenze bzw. der inneren Umfangsgrenze einer Spur entsprechend einer Erre­ gungsphase, z. B. der Phase "A" des Schrittmotors 11 wählt, eine in radialer Richtung verlaufende, unterbrochene Linie P 1-P 2, die die Punkte P 1 und P 2 verbindet, definiert, und indem man diese um den Mittelpunkt O dreht. Diese Anordnung benötigt aber ebenfalls den Ausschluß von den oben erwähn­ ten Zonen X 1 und X 2 entsprechenden Zonen von den Detektor­ zonen, d. h. es werden Nicht-Detektorzonen benötigt. Auf diese Weise lassen sich die Detektorzonen auf die Erre­ gungsphasen des Schrittmotors 11 beziehen.

Gemäß obiger Beschreibung müssen Daten, die in zumindest den Überlappungszonen Z 1, Z 2, Z 3 und Z 4 geschrieben sind, die Zonen lediglich von den anderen Zonen unterscheiden. Somit stellt jede Modifizierung bezüglich der Daten- Schreibkonzentration oder Frequenz eine reine Entwurfs- Wahlmöglichkeit dar.

Wie oben erläutert wurde, enthält die erfindungsgemäße Informationsaufzeichnungsplatte Detektorzonen, die dazu verwendet werden, das Vorhandensein oder Fehlen von ge­ schriebenen Signalen auf der Plattenoberfläche zu bestäti­ gen, Lese/Schreib-Zonen, die für das Schreiben von Signalen zur Verfügung stehen, und Schreibschutzzonen, die das Schreiben von Signalen verhindern, und es sind Überlap­ pungszonen vorgesehen, in denen sich die Detektorzonen mit Lese/Schreib-Zonen überlappen, und die vorab mit einem Unterscheidungssignal ausgestattet sind, um ihre deutliche Unterscheidung von mindestens den anderen Zonen zu ermögli­ chen. Deshalb lassen sich die Schreibschutzzonen deutlich von den Lese/Schreib-Zonen unterscheiden, indem man die von der Magnetkopfanordnung erfaßte Information zugrundelegt. Dadurch wird ein fehlerhaftes Löschen von Servosignalen während der Formatierung verhindert. Da die Grenzen zwi­ schen den Lese/Schreib-Zonen und den Schreibschutzzonen deutlich definiert sind, läßt sich die Lage der Nullspur am Außenumfang der Lese/Schreib-Zonen in einfacher Weise ohne Zuhilfenahme mechanischer Mittel erfassen.

Claims (10)

1. Informationsaufzeichnungsplatte, bestehend aus einer scheibenförmigen Grundplatte und auf deren Flächen gebilde­ ten Informationsaufzeichnungsschichten, die für wiederhol­ tes Beschreiben mittels einer Kopfanordnung zur Verfügung stehen, die Signale auf die Platte schreibt und von der Platte liest, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Flächen der Platte (1) Detektorzonen (Y 1, Y 2) gebildet sind, die zum Bestätigen des Vorhandenseins oder des Fehlens von geschriebenen Signalen verwendet werden, daß auf den Flächen der Platte Lese/Schreib-Zonen gebildet sind, die für das Beschreiben der Platte mit Signalen zur Verfügung stehen, und daß Schreibschutzzonen auf den Flä­ chen der Platte gebildet sind, die sich dem Beschreiben mit Signalen entziehen, wobei sich die Detektorzonen (Y 1, Y 2) und die Lese/Schreib-Zonen (D 1, D 2) überlappen und die Überlappungszonen von vornherein mit einem Unterscheidungs­ signal ausgestattet sind, das dazu dient, sie von zumindest den anderen Zonen zu unterscheiden.

2. Platte nach Anspruch 1, bei der die Detektorzonen (Y 1, Y 2) dadurch definiert werden, daß eine einen ersten und einen zweiten Punkt (P 1, P 2), die in radialer Richtung der Platte miteinander ausgerichtet sind, verbindende Linie genommen und um die Mitte (O) der Platte (1) gedreht wird.

3. Platte nach Anspruch 1 und 2, bei der sich die Detek­ torzonen über die gesamte Umfangs-Länge erstrecken.

4. Platte nach Anspruch 1 und 2, bei der sich die Detek­ torzonen (Y 1, Y 2) über begrenzte Längenabschnitte in Um­ fangsrichtung erstrecken.

5. Platte nach Anspruch 2, bei der sich der erste Punkt (P 1) an der radial äußersten Umfangsstelle der Platte be­ findet, während der zweite Punkt (P 2) am radial innersten Umfang der Platte (1) liegt.

6. Platte nach Anspruch 2, bei der der erste und der zweite Punkt an einander abgewandten Grenzen einer Spurbreite liegen, die einer vorbestimmten Drehstellung eines Kopf-Bewegungsmotors (11) entspricht.

7. Platte nach Anspruch 6, bei der der Kopf-Bewegungs­ motor ein Schrittmotor (11) ist und die Drehstellung einer vorbestimmten Erregungsphase des Schrittmotors (11) ent­ spricht.

8. Platte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Schreibschutzzone ein äußeres Schutzband (OGB) ist, welches radial außen bezüglich einer Nullspur angeordnet ist.

9. Platte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schreibschutzzone eine Servospur (STG) ist, auf der Information für die Einstel­ lung der Spurmittellage geschrieben ist.

10. Platte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationsaufzeichnungs­ schichten Magnetaufzeichnungsschichten sind.