フロッピーディスク

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背景

フロッピーディスクは、データの取り扱いを容易にするポータブルコンピュータストレージデバイスです。パーソナルコンピュータ、ノートブックコンピュータ、およびワードプロセッサで一般的に使用されるこのようなディスクは、金属またはプラスチックでできており、酸化鉄でコーティングされた平らな円形のプレートで構成されています。コンピュータのディスクドライブにディスクを挿入すると、このコーティングに情報を磁気的に刻印することができます。これにより、同じデータを簡単に見つけて取得できるようになります。

磁気ストレージは、1900年の万国博覧会にまでさかのぼることができます。そこでは、ValdemarPoulsenという名前のデンマークのエンジニアが電信を展示しました。 この機械には、ポールセンが磁気的にスピーチを録音した鋼線が含まれていたため、科学界に大きな関心が寄せられ、磁気記憶媒体の使用が開始されました。その後の数十年で、フロッピーディスクを含む多種多様な磁気記録装置が開発されました。磁気ディスクは、1962年に最初にデータを格納するために使用され、当初は高速コンピュータシステムに補助メモリを提供していました。これらは、ユーザーが情報に連続せずにアクセスできるため、このタイプの検索に理想的であると見なされました（たとえば、リスナーが目的のポイントに到達するために先行するすべての資料を再生する必要があるカセットとは異なります）。

フロッピーディスク（以前の磁気ディスクのより小さく、より柔軟でポータブルなバージョン）は、1970年代に導入されました。従来のディスクほど多くのデータを保存することはできず、データを簡単に取得することもできませんが、フロッピーディスクは、柔軟性、低コスト、使いやすさが重要な状況で非常に人気があります。今日、フロッピーディスクは、パーソナルコンピュータやワードプロセッサを使用する人々にとって不可欠なツールになっています。

磁気記録の原理はかなり単純です。磁気記録（書き込み）と再生（読み取り）は、コンピュータのディスクドライブによって実行されます。その機能は、オーディオレコードプレーヤーの機能に広く対応しています。コンピュータからフロッピーディスクに転送されたデータは、バイナリコードの形式で中継され、磁気パルスの形式で受信されます。一方、ディスクは、コンピュータがバイナリコードとして受信する磁気パターンを伝達します。このコードは、lと0のみを使用します。これらは、ディスクがそれぞれ単一の磁気パルスとパルスの不在として表します。バイナリコードは、電気と磁気の自然な2つの状態の特性を最も効果的に利用するために使用されます。

ディスクに情報を記録するために、磁気ヘッドがディスクの記録面に接触し、データをディスクに磁気的にインプリントして、コンピューターのバイナリコードをディスクの磁気パルスに変換します。多くのパルスと不在からなる磁気パターンが記録されると、ディスクは永久磁石のようにエンコードされた情報を保持します。ディスクから情報を取得するには、逆のプロセスが必要です。磁気ヘッドは、ディスクの記録された表面の磁気パターンを感知し、それを電子バイナリコードに変換し直します。次に、コンピューターはこの情報を「読み取り」、計算を実行したり、モニターに表示するために文字や数字に変換したりします。

フロッピーディスクは現在、8インチ（20.32センチメートル）バージョン、5 1/4インチ（3.34センチメートル）バージョン、および3の3つのサイズで提供されています。 3 1/2インチフロッピーディスクには、2つの硬質プラスチックケースの間に挟まれたライナーと記録メディアの複数の層が含まれています。ハブは、ディスクをドライブシャフトの中心に正確に配置するステンレス鋼片です。同じくステンレス鋼のシャッターは、記録媒体を保護します。 1/2インチ（8.89センチメートル）のマイクロバージョン。 8インチディスクのストレージ容量は250キロバイト（約250,000文字）から1.6メガバイト（約160万文字）、51/4インチディスクのストレージ容量は250キロバイトから1.6メガバイト、そして3 1 / 500キロバイトから2メガバイトまでの2インチディスク。

各タイプのフロッピーディスクは、その記録密度に従ってさらに識別されます。 片面ディスク 両面ディスクであるのに対し、片面のみにデータを保存できます 両側にデータを保存できます。 倍密度ディスク 単一密度ディスクおよび高密度ディスクの2倍のデータを保存できます さらに多くのデータを保存できるようにする特別なコーティングが施されています。

原材料

すべての8インチおよび51/4インチのディスクには、ジャケットという3つの主要なコンポーネントがあります。 ライナー、 および記録メディア。 ジャケットはビニルポリマーであるポリ塩化ビニル（PVC）でできており、取り扱いや保管によって生じる可能性のある物理的な損傷からメディアを保護します。ジャケットの内側のライナーは、製造時にPVCにラミネートされた特殊用途の不織布の帯電防止生地で構成されています。ライナーは、メディアの表面から破片を取り除くことにより、ディスクを継続的にクリーニングします。記録媒体は、デュポン社の商標であるマイラーの柔軟な層であり、厚さはわずか0.003インチ（0.007センチメートル）です。

3 1/2インチフロッピーディスクには、さまざまなコンポーネントがあります。物理的な損傷から保護する硬質プラスチックカートリッジに封入されています。ライナーは、8インチおよび5 1/4インチのディスクに使用されるものと同様の専用ファブリックで構成されており、記録メディアも同様に0.003インチの厚さのマイラーベースです。 ハブ、 ディスクをドライブシャフトの中心に正確に配置するステンレス鋼 粘着リングでメディアに取り付けます。メディアが内部を自由に移動できるようにシェルの両側を分離するボタンは、高密度プラスチックで作られています。 書き込み保護タブ データが誤って記録または消去されるのを防ぐプラスチック製です。 ワイパータブ また、プラスチック製で、ライナーに圧力をかけ、均一で継続的なクリーニングを可能にします。 バネ式シャッター メディアを保護するステンレス鋼製です。

製造
プロセス

フロッピーディスクの製造は3段階で行われます。最初にディスク自体が作成され、次にケースが作成され、最後に2つが組み立てられます。 8および51/4インチディスクの手順は、31/2インチモデルの手順とは少し異なります。

ディスクの製造

• 1最初に、ストックロールの形の記録媒体（マイラー）は、酸化鉄の非常に細かい層でコーティングされています。この層の厚さは、ディスクのサイズと密度の種類によって異なります。たとえば、層の厚さは、8インチの高密度ディスケットの場合は110マイクロインチ、31/2インチの高密度ディスケットの場合は35マイクロインチです。標準密度ディスケットのコーティングは、高密度ディスケットのコーティングよりも厚く、強制力が低い。 磁力が少ないという意味です。
• 2次に、コーティングされたフィルムをスリットし、クッキーカッターと同様の自動装置で適切なサイズのディスクを打ち抜きます。 8インチおよび51/4インチディスケットの構成がいくつかあります。どちらにも、記録メディア、不織布製の保護ライナー、および軟質プラスチック（PVC）ジャケットが含まれています。記録媒体は、酸化鉄のコーティング層を備えたマイラープラスチックで構成されています。次に、各ディスクは、必要な仕様と標準に従って研磨または研磨されます。これで、8インチおよび51/4インチのディスクをジャケットに挿入する準備が整いました。 3 1/2インチのディスクの場合、ステンレス鋼のハブが接着リングでメディアに取り付けられます。これで、31/2インチディスクをプラスチックケースに挿入する準備が整いました。

ジャケットとケースの製造

• 38インチおよび51/4インチのディスクのジャケットは、ポリ塩化ビニル（PVC）のストックから適切なサイズに切り出され、ファブリックライナーがラミネートされています。次に、各ジャケットは適切な穴とノッチの構成に打ち抜かれます。 ドライブスピンドル穴 中央にあるのは、ディスクをディスクドライブの中央に配置するのに役立ちます。 インデックスホール メディアに開けられたインデックスホールと位置合わせすると、ドライブはデータの各セグメントの先頭を見つけることができます。長くて細い楕円形の穴。ヘッドアクセスホールとも呼ばれます。 メディアと直接接触するために磁気ヘッドによって使用されます。書き込み保護ノッチは、データが誤って記録または消去されるのを防ぎます。 レリーフノッチ ヘッドアクセスホールの下端が曲がらないようにしてください。開口部を開けた後、ジャケットは3方向に折りたたまれ、上部のフラップだけが開いたままになります。これで、ジャケットを組み立てる準備が整いました。
• 4 3 1/2インチのディスクのケースまたはシェルは、硬質プラスチックで成形されています。長方形のヘッドアクセススロットがあります。ケースの下部シェルは、ボタン、ワイパータブ、書き込み保護タブ、およびファブリックライナーで組み立てられています。アッパーシェルにはアッパーファブリックライナーが付いています。これで、バネ仕掛けのシャッターアセンブリが取り付けられ、2つのシェルが上部の2つのコーナーで接続されます。これで、ケースを組み立てる準備が整いました。

ディスクとケースの組み立て

• 58および51/4インチのディスクの場合、メディアはジャケットの上部から挿入されます。その後、各ディスクは包括的に処理されます この図は、3つのサイズすべてで完全に組み立てられたRoppyディスクを示しています。 8インチおよび51/4インチディスクのレリーフノッチは、ヘッドアクセスホールが曲がらないようにします。コンピュータのディスクドライブはヘッドアクセスホールを使用して記録メディアと直接接触するため、これは重要です。インデックスホールにより、ディスクドライブはデータの各セグメントの先頭を見つけることができ、ドライブスピンドルホールはディスクドライブが記録メディアを中央に配置するために使用されます。電気的および機械的試験および認証。開いたままのジャケットの上部を折りたたむと、ディスクの組み立てが完了します。次に、各ディスクは、ラベルが貼られて出荷用にパッケージ化される前に、最終的な目視検査を受けます。
• 6 31/2インチディスクの組み立ては非常に似ています。まず、準備したメディアをシェルに挿入し、次にディスクをテストして認定します。これで、2つのシェルが下部の2つのコーナーで溶接され、組み立てが完了しました。各ディスクは最終的な目視検査を受け、ラベルが付けられて出荷用にパッケージ化されます。

品質管理

フロッピーディスクは、記録媒体に保存されている情報を忠実かつ正確に記録および再生する必要があるデリケートなデバイスです。ディスク表面のほこりや引っかき傷は、製造プロセス中に慎重に回避する必要があります。わずかな欠陥でも、書き込みおよび読み取りエラーが発生する可能性があるためです。製造作業は、クリーンな環境で実行する必要があります。ディスクとの人的接触を最小限に抑えるために、可能な限り多くのプロセスが自動的に実行されます。

品質管理ポイントは、主要な各操作の後にプロセスフローに組み込まれます。最初に、コーティング混合物が適切な粘度と分散についてチェックされます。コーティングが施されると、厚さ、表面張力、耐久性、保磁力がチェックされます。打ち抜かれたディスクは、適切な寸法と穴の構成についてチェックされます。 3 1/2インチディスクの半組み立てケースは、適切な寸法、部品の配置、シャッターアセンブリの機能、および外観についてチェックされます。 8インチおよび51/4インチディスク用の半組み立てジャケットは、適切な寸法、穴とノッチの構成、ラミネートボンド、および外観についてチェックされます。

メディアがケースに挿入された後、各ディスクは厳密にテストされ、認証プロセスが実行されます。電気テストでは、記録された信号の変動、記録された周波数、フォーマットの検証など、さまざまな電気的パラメータをチェックします。機械的試験では、溶接強度、ジャケットの耐久性、メディアの耐久性、寸法などのさまざまな機械的パラメータをチェックします。認証プロセスは、ディスク上に不良トラックがないことを保証します（トラックは、磁気ヘッドがデータの書き込みと読み取りを行う際にたどる線です。まとめると、トラックは同心円を形成します）。 100％認定されたディスクは、すべてのトラックですべてのテストに合格しています。ほとんどのメーカーは、すべてのディスクのすべてのトラックをチェックし、各ディスクにエラーがないことを保証しています。

未来

近年、光電子メモリと記憶装置がオーディオとビデオの記録で人気を博しており、同じ技術が現在コンピュータメモリに適用されています。光ディスクは、記憶媒体が厚いことを除いて、従来のディスクと同様です。この違いにより、ディスク上の1箇所に複数の画像を記録することができます。

最大20メガバイトのデータを保存できる光ディスクがすでに利用可能であり、より大容量のディスク技術の研究が進行中です。 2 1/2インチ（6.35センチメートル）のディスクを使用した最近の実験では、ディスク上の1つの場所に1000フレームものフレームを重ねることができることが示されました。したがって、ディスクのストレージ容量は約10ピクセルに近づきます。これは、通常のビデオの約10時間に相当します。

このような大きなストレージ密度は、高いデータ転送速度と高速ランダムアクセスと組み合わされて、光メモリを画像処理やデータベース管理などの幅広いアプリケーションの潜在的な候補にします。フロッピーディスクの未来は明らかに光メモリにあります。兆候は、実用的なアプリケーションが今後3〜5年で利用可能になる可能性があることです。