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技術 テープサーボトラックシークアルゴリズムの正確さを改善するための方法と装置

出願人 タントバークデータエーエスエー
発明者 ペルオラフパール
出願日 1994年3月22日 (26年10ヶ月経過) 出願番号 1994-050484
公開日 1995年1月10日 (26年1ヶ月経過) 公開番号 1995-006338
状態 拒絶査定
技術分野 建築構造の接合一般 磁気ヘッドの位置調整,追随
主要キーワード 回転路 補助穴 内部摩擦力 平均ドリフト 論理ハードウェア テープ形式 機械的アクチュエーター ベルトローラー
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1995年1月10日)のものです。
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図面 (8)

目的

磁気テープ用のライトリードヘッド位置決めの正確さを増加させる。

構成

駆動ユニット内を走行しているテープ横断方向移動は、そのテープに関する横断方向移動の特性である、前に説明された波形、を得るためにモニターされ、そしてその波形は蓄積される。テープ上のサーボトラックに対するサーボヘッドの位置決めは、どのような公知のトラックシークアルゴリズムによってでも発生される制御信号を用いて制御される。蓄積されていた波形はリコールされ、そして制御信号上に重ね合わせられ、これによってサーボヘッドの位置決めの正確さが著しく増加され、他方、このことはライト/リードヘッドの位置決めの正確さを増加させることになる。

概要

背景

キャプスタンホイールおよびモーターローターのような、テープカートリッジ回転路内の不完全さは、テープ横断方向の移動において観察される特性周波数を生じさせるということはよく知られている。所定のテープ速度およびカートリッジハブ上に巻かれた所定のテープの長さにおいて、各回転路はそれ自身の特性周波数を持っている。このことはテープの長さ方向および横断方向の両方における振動を生じさせる。従来、それらダイナミックテープ移動は、スペクトルアナライザの助けを必要とする、またはディジタルストレージオシロスコープ上に捕捉されるタイムドメイン波形ファーストフーリエ変換を行うことによって得られる、周波数ドメインにおいて特徴付けられていた。テープガイド内でのテープ位置の、ある程度の突然の横断方向における変移が起こりうることもまた、知られていた。この後者のテープ変移の型は、回転路の特性周波数によって直接的に生じるのではなく、またこれと直接的な関係もない。このことは本発明を理解する上での重要な点である。しかし、カートリッジ振動または外力(例えば、重いテープハブ上にかかる重力、または外部の機械的ノイズ)が、そのような突然の変移をトリガーするということを知っておくことは無駄ではない。突然の変化は、単にそれらが発生するための機会がありさえすれば、起こりうるのである。テープガイドおよびテープ幅機械的な許容差によって、テープがテープガイドの一方の側に関して絶対的な位置に保たれるということはありえない。今日使用されている4分の1インチカートリッジに関する、最悪の場合の、もっとも広いガイドともっとも狭いテープとの間の「ギャップ」は46μmである。突然の変化がランダムに起きたとすれば、テープには、回転路に逆らう、正確に同じ振動がもたらされる。

その上に高密度フォーマットによるデータとサーボトラックとを持つテープに関して、ライトリードヘッドを、選択されたトラックに対して正確に位置ぎめできるようにすることは限界的である。このことは、多くの技術者が知っているサーボヘッドおよびトラックシークアルゴリズムを利用して達成される。そのようなアルゴリズムのすべては、置かれているテープ自体の、そして残りは、テープ走行方向に垂直な(横断する)方向における「期待される」位置における、正確さに依存している。こうして通常はサーボトラックシークの間にはサーボロックされていないために、前に説明した横断方向のテープ移動は公知のトラックシークアルゴリズムの正確さを低下または制限させる。

概要

磁気テープ用のライト/リードヘッドの位置決めの正確さを増加させる。

駆動ユニット内を走行しているテープの横断方向移動は、そのテープに関する横断方向移動の特性である、前に説明された波形、を得るためにモニターされ、そしてその波形は蓄積される。テープ上のサーボトラックに対するサーボヘッドの位置決めは、どのような公知のトラックシークアルゴリズムによってでも発生される制御信号を用いて制御される。蓄積されていた波形はリコールされ、そして制御信号上に重ね合わせられ、これによってサーボヘッドの位置決めの正確さが著しく増加され、他方、このことはライト/リードヘッドの位置決めの正確さを増加させることになる。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
5件

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請求項1

磁気サーボヘッドを、走行している磁気テープ上のサーボトラックに対して位置決めするための方法において、当該の横断方向移動に特徴的であって前記テープと長さ方向的相関している波形を得るために駆動ユニット内を走行しているテープの横断方向移動をモニターする段階と、前記波形を蓄積する段階と、制御信号を用いて前記テープ上のサーボトラックに対するサーボヘッドの位置ぎめを制御する段階と、そして前記サーボヘッドを位置決めするために、蓄積されていた波形をリコールし、そして前記波形を前記制御信号上に重ね合わせる段階と、を有することを特徴とする方法。

請求項2

駆動ユニット内において走行するの横断方向移動をモニターする段階はさらに、前記テープの一方の側に向けて光をあてる段階と、前記テープの前記横断方向移動によって生じる前記テープで阻止される前記光の量の変化を前記テープの反対の側でモニターする段階と、前記変化に相当する電気信号を発生する段階と、によつて規定されるような、特許請求の範囲第1項記載の方法。

請求項3

上記の変化をモニターする段階はさらに、前記テープのエッジによって阻止された前記光の量の変化をモニターすることによって規定されるような、特許請求の範囲第2項記載の方法。

請求項4

前記テープの横断方向移動をモニターする段階は、前記テープによって阻止される前記光の量における特色のある変化を発生するよう前記テープ上にマークを設ける段階と、前記テープの前記横断方向移動のモニターを開始するための基準点として前記特色のある変化を用いる段階と、前記変化に相当する複数の前記電気的信号を得るために、前記特色のある変化に続く同等なテープ距離にわたって、複数回数だけ前記テープの横断方向移動をモニターする段階と、そして前記波形を得るために前記変化を平均化する段階と、の付加的な段階を含むような、特許請求の範囲第2項記載の方法。

請求項5

駆動ユニット内を走行しているテープの横断方向移動をモニターする段階がさらに、前記横断方向移動の特性である波形を得るための、駆動ユニット内を走行しているテープの横断方向テープ移動の光学的モニターによって規定されるような、特許請求の範囲第1項記載の方法。

請求項6

テープ内の穴パターンを検出するためのテープ穴検出器を有する装置内を走行している磁気テープ上のサーボトラックに対して、磁気サーボヘッドを位置決めするための方法において、駆動ユニット内の前記走行しているテープにおける穴パターンの前記テープ穴検出器による同一認定によって、前記テープ穴検出器から同期化信号を得る段階と、前記横断方向移動の特性である波形を得るために、前記同期化信号に続く選択された時間だけ、前記駆動ユニット内を走行しているテープの横断方向移動をモニターする段階と、前記波形を蓄積する段階と、制御信号を用いて、前記テープ上のサーボトラックに対するサーボヘッドの位置決めを制御する段階と、そして前記サーボヘッドの位置決めのために、蓄積されている波形をリコールし、そして前記波形を前記制御信号上に重ね合わせる段階と、を含むことを特徴とする方法。

請求項7

ライトおよび、少なくとも1つのリードヘッドを持つ装置内を走行している磁気テープ上のサーボトラックに対して磁気サーボヘッドを位置決めするための方法において、前記テープの第1パスにおいて前記テープのエッジにおける空き領域を利用して、前記走行しているテープ上に信号、前記走行しているテープは横断方向移動を示すために前記信号は横断方向移動で変調されたものとなる、を書き込む段階と、横断方向移動で変調された読みとり信号を得るため、前記走行しているテープの引き続くパスにおいて前記リードヘッドを用いて前記横断方向移動で変調された信号を読み出す段階と、前記横断方向移動の特性である波形を得るために前記横断方向移動で変調された読みとり信号を復調する段階と、前記波形を蓄積する段階と、制御信号を用いて、前記テープ上のサーボトラックに対するサーボヘッドの位置決めを制御する段階と、そして前記サーボヘッドを位置決めするために、蓄積されていた波形をリコールし、そして前記波形を前記制御信号上に重ね合わせる段階と、を含むことを特徴とする方法。

請求項8

前記横断方向移動で変調された読みとり信号を復調する段階がさらに、ピーク検出による、前記横断方向移動で変調された読みとり信号の復調によって規定されるような、特許請求の範囲第7項記載の方法。

請求項9

走行している磁気テープ上のサーボトラックに対して磁気サーボヘッドを位置決めするための装置において前記横断方向移動に特徴的であって、前記テープと長さ方向的に相関している波形を得るために、駆動ユニット内を走行しているテープの横断方向移動をモニターするための装置と、前記波形を蓄積するための装置と、制御信号を発生することによって、前記テープ上のサーボトラックに対するサーボヘッドの位置決めを制御するための装置と、そして前記サーボヘッドを位置決めするために、前記蓄積されていた波形をリコールするための、そして前記波形を前記制御信号上に重ね合わせるための装置と、を含むことを特徴とする装置。

請求項10

駆動ユニット内を走行しているテープの横断方向移動をモニターするための前記装置が、前記横断方向移動の特性である波形を得るために、駆動ユニット内を走行しているテープの横断方向移動を光学的にモニターするための装置であるような、特許請求の範囲第項記載の装置。

技術分野

0001

本発明は、ライトリードヘッドを、その上にデータおよびサーボトラックが高密度フォーマットで存在する、磁気テープに対して位置決めするのに用いられる一般的な型式テープサーボトラックシークアルゴリズムの正確さを改善するための方法と装置に関する。

背景技術

0002

キャプスタンホイールおよびモーターローターのような、テープカートリッジ回転路内の不完全さは、テープ横断方向の移動において観察される特性周波数を生じさせるということはよく知られている。所定のテープ速度およびカートリッジハブ上に巻かれた所定のテープの長さにおいて、各回転路はそれ自身の特性周波数を持っている。このことはテープの長さ方向および横断方向の両方における振動を生じさせる。従来、それらダイナミックテープ移動は、スペクトルアナライザの助けを必要とする、またはディジタルストレージオシロスコープ上に捕捉されるタイムドメイン波形ファーストフーリエ変換を行うことによって得られる、周波数ドメインにおいて特徴付けられていた。テープガイド内でのテープ位置の、ある程度の突然の横断方向における変移が起こりうることもまた、知られていた。この後者のテープ変移の型は、回転路の特性周波数によって直接的に生じるのではなく、またこれと直接的な関係もない。このことは本発明を理解する上での重要な点である。しかし、カートリッジ振動または外力(例えば、重いテープハブ上にかかる重力、または外部の機械的ノイズ)が、そのような突然の変移をトリガーするということを知っておくことは無駄ではない。突然の変化は、単にそれらが発生するための機会がありさえすれば、起こりうるのである。テープガイドおよびテープ幅機械的な許容差によって、テープがテープガイドの一方の側に関して絶対的な位置に保たれるということはありえない。今日使用されている4分の1インチカートリッジに関する、最悪の場合の、もっとも広いガイドともっとも狭いテープとの間の「ギャップ」は46μmである。突然の変化がランダムに起きたとすれば、テープには、回転路に逆らう、正確に同じ振動がもたらされる。

0003

その上に高密度フォーマットによるデータとサーボトラックとを持つテープに関して、ライト/リードヘッドを、選択されたトラックに対して正確に位置ぎめできるようにすることは限界的である。このことは、多くの技術者が知っているサーボヘッドおよびトラックシークアルゴリズムを利用して達成される。そのようなアルゴリズムのすべては、置かれているテープ自体の、そして残りは、テープ走行方向に垂直な(横断する)方向における「期待される」位置における、正確さに依存している。こうして通常はサーボトラックシークの間にはサーボロックされていないために、前に説明した横断方向のテープ移動は公知のトラックシークアルゴリズムの正確さを低下または制限させる。

0004

磁気テープ用のライト/リードヘッドを磁気テープに対して位置決めするのに用いられる一般的な型式のテープサーボトラックシークアルゴリズムの正確さを改善する。

0005

ここで本発明は、発明者によって開始された実験から導き出される物理的な観察を基にして開示される。スターティングポイントは、従来技術においても一般にされているように、タイムドメインにおいて、そして周波数ドメインにおいてではなく、振動を観察することである。誰でも以下の実験をすることは可能である。テープの横断方向の移動は、例えば横断方向のテープ移動が検出器上に達する光の量を変調するような、その結果、検出器上に達する光に比例するアナログ出力信号を提供するような、光学テープエッジ検出器を使用して、固定位置(すなわち、磁気記録ヘッド)から観察される。しかも、テープのエッジには小さなカットまたは穴(マーク)が設けられていて、このマークが検出器の前に来たときにマーカーアナログ信号を発生させるようになっている。さらにディジタルストレージオシロスコープは、このマーカーが生じたその時にオシロスコープの記録を開始させるような、所定の大きさのトリガースレッショールドにセットされている。テープはこのマークよりも前の位置からスタートされて、マークが現れる前にその固定された、サーボ制御された速度に達するようにされる。マーカーがオシロスコープをトリガーさせた時、横断方向テープ移動または振動に比例した信号が、テープの一定の速度によって互いに関係付けられる、テープのある長さおよび時間にわたって、メモリー内に蓄積される。次にこのテープはストップし、そしてそのスタート位置まで巻き戻され、さらにオシロスコープをトリガーすることによって、前と全く同じ長さのテープ位置において同じ手順が繰り返され、そして前と全く同じ時間とテープ位置において記録がストップされる。この手順は何度でも繰り返すことができ、そして蓄積されているタイムドメイン波形は互いに比較されることが、すなわち各波形間の補正を実行することが、可能となっている。

0006

図1は、5 1/4インチフォームファクターテープストリーマーに関する、テープが120ipsで走行している時の、1/4インチテープカートリッジで得られた、そのような実験の結果を示している。上方のグラフは実験の最初に記録された波形であり、そして下方のグラフは1000波形の平均を表している。時間スケールは10ms/div.であり、そして垂直スケールは8マイクロメーター/div.である。図1のグラフは人為的に垂直に移動させたものではない。これらの波形から、2つの極めて重要な結論を得ることが可能である。第1は、複数の信号間に極めて強力な相関関係が見られることを、明白に、そして何の代数的な処理を施すことなく知ることができるということである。個々のグラフ間において相関がゼロであれば、検出器に対するテープ位置の平均ドリフトによって、下方のグラフは第1のグラフの上あるいは下のどちらかに位置する直線形に平均化されるであろう。第2の重要な結論は、テープが垂直方向に変移するという事実にも係わらず、ダイナミックな横断方向テープ移動は基本的には乱されていないということである。このことは、図1における2つの波形の間に見られる強い相関関係から明らかである。このことは後に説明される本発明の重要な点、すなわちダイナミックな横断方向テープ振動を引き起こすカートリッジおよびモーターの回転路に由来する特性波形物理的メカニズムは、そのガイド内においてテープのスライドを引き起こす物理的なメカニズムとは直接的には結び付いていないという事実、を提供するものである。このことを表現する別の方法は、それらメカニズムは直交している、ということである。このため、それらは2つの異なるアルゴリズム、それぞれは相関する振動、およびランダムな突然の、またはゆっくりしたテープドリフト、の両方に対する補償のために磁気記録用ヘッドの移動を制御する、で処理されることが可能である。

0007

50ms/div.のタイムスケールで、しかし同じテープ速度で描かれている図2は、記録された最初の、そして1000回目の波形の単独のショットを示している。相関関係は驚くほど強い。

0008

図3は、図2と同様の実験から得られる図である。上方のグラフは最初の波形であり、そして下方のグラフは平均波形である。最初の波形からの小さな詳細部分さえ、平均振動を表す波形内に見ることができる。

0009

この観察の物理的なキーは、今や明らかに見えている。1/4インチカートリッジベルトは直接的にテープ、テープハブ、ベルトローラードライブホイール、カートリッジキャプスタンモーターシャフトおよび他へのモーターのローターに結合している。これはカートリッジキャプスタンがドライブホイール上で滑らない限り、そしてベルトがハブ上にロードされたテープに対して滑らない限り、あるいはローラー上で、またはカートリッジキャプスタン上で滑らない限り、安定的に、そして強力に結合された精密装置である。1/4インチテープストリーマーにおいては、キャプスタンモーターサーボは、テープ速度を直線的な勾配に沿って注意深く勾配上昇させるので、この結合は維持される。テープが停止した時には、この結合はまた、カートリッジ内の内部摩擦力を用いることによって、またはモーターの勾配降下サーボ制御されたブレーキ動作によって、保護される。カートリッジがキャプスタンホイールから外れない限り、この結合は維持される。よく設計されたテープ駆動装置においては、横断方向テープ移動を支配するコンポーネントは、カートリッジ自体の回転路から離されている。本発明人の測定はこの現象を確認したのである。

0010

このため、図に示されているように、テープの支配的なダイナミックな横断方向振動は、1つの単独の、カートリッジ/ドライブ独特スペースドメイン波形、これはテープ速度と共に2つのドメイン間でスケールされた、1つの相応するタイムドメイン波形に変換される、として考察することが可能である。このカートリッジはテープ駆動装置から取り外すことが可能であるが、さらにこのカートリッジがこの駆動装置再挿入され、そして再び駆動されるならば、同じ特性波形が測定されるであろう。

0011

前に説明したように、本発明人は近年、カートリッジが所定の場所にロックされて、そしてカートリッジキャプスタンがドライブホイールに係合している時には、さらにカートリッジがその駆動装置から取り除かれた時にも、ダイナミックな横断方向テープ移動(TTM)は走行しているテープの長さ方向位置に関してランダムではないということを発見した。この観察は、カートリッジそれ自身が横断方向テープ移動に関するそれ自身の特性「シグニチュア」を持っているという結論によって要約される。このシグニチュアはサンプルされたテープ位置に相当するメモリー位置に蓄積される。サーボトラックはカートリッジの外側に記録されているため、サーボトラックもまたテープがそうであるように、ヘッドに対して移動する。

0012

公知のテープシークアルゴリズムの正確さを改善するための、上の観察に基づいた、そしてサーボフォーマットを有するテープ用として意図された、方法においては、カートリッジがテープ駆動装置内に挿入されたときに、TTMのわずかな部分が、テープの開始(BOT)およびテープの終了(EOT)において初期的に記録され、そして分離された動作としてメモリー内にロードされる。蓄積された情報の量は、サーボがロックされることのできる前に使用されるべき評価される最大テープ長に対応している。トラックシークおよびトラックカウントアルゴリズムの間は、このサーボ装置はロックされない。動作の間には、TTM情報は磁気記録ヘッドへの(このアルゴリズムを利用して得られる)位置コマンド上に重畳される。このことは、書き込み動作の間のデータのファイルプロテクトに関して致命的となりうるトラックのミスカウントの危険を減少させるものである。

0013

この方法と、それに対応する装置とは、磁気ヘッドリニアアクチュエーターによって、またはステッパーモーターによって移動させられる、例えば専用化、内蔵型、両方のサーボフォーマット用の、および他の型のサーボフォーマット(例えばテープエッジセンシング装置)用の、高トラック密度テープフォーマットに関するサーボトラックシークアルゴリズムの信頼性を改善するのに用いられる。ステッパーモーターおよびリニアアクチュエーター(またはこれがサーボ帯の全範囲(10Gバイト型駆動装置に関して約0.5mmのリニアアクチュエーター範囲)にわたって動作可能ならリニアアクチュエーターだけ)が、もしそれらがテープのそのような速いダイナミックな移動に追従可能であれば、線形勾配とメモリーリコールされるTTMを重ね合わせする機能を実行することができる。このことは、機械的な設計が、かなり高い周波数においてもオープンループモードで動作することが可能であるようにされなくてはならないことを意味している。このため、この機械的な装置は、TTMの周波数範囲内に位置する自己共振周波数からは自由にされなくてはならない。適切な機械的アクチュエーターは、本代理人のコペンディング出願となっており、後に示される。もしリニアアクチュエターだけが用いられるのであれば、位置コマンドはリニアな、アナログ勾配電流からなり、それにリコールされるTTM位置が加えられる。この付加は、ディジタルーアナログ変換の前に、または後で、のいずれでも実行することができる。

0014

本方法によれば、テープがBOTから、またはEOTからスタートする都度、テープ長さ方向位置マーカー信号が、テープの横断方向移動(TTM)のアナログ−ディジタルサンプリングをトリガーし、そして信号プロセッサーはそのサンプルをメモリー内に蓄積する。この手順は正確さを改善するために、パスからパスへと測定ベクトルを平均化することによって繰り返すことが可能である。例えば、それらの位置におけるTTMの極めて良好な評価を得るためにBOT位置において、およびEOT位置において、両方とも3ショットのパスを行うことができる。それらの測定動作の間のトラックサーボ装置は、テープのダイナミックな移動を測定するために使用できるサーボパターンダイナミックレンジおよび使用されるリードギャップの幅によって、非ロック状態、またはロック状態、のいずれにあってもよい。後者の場合には、サーボエラー信号およびオープンループサーボゲインの知識が、実際の偏りを計算するために使用されるべきであり、最初の場合には、その偏りは直接的に使用できる。

0015

メモリー内に蓄積された情報は、BOTまたはEOTから巻き取りまたは巻き戻し動作が開始される都度に、すなわちサーボがロックされておらず、トラックがディジタルサーボプロセッサーによってカウントされている時のサーボトラックシーキング周期の間、次々に使用される。トラックシークおよびトラックカウント動作の間にサーボトラックに垂直にサーボヘッドを移動させるのに使用される公知のアルゴリズムの一部としてサーボが部分的にロックされているとしても、リニアな勾配とリコールされるTTMの重ね合わせは、サーボ位置コマンドのための基礎として使用される。ここで開示される方法は、こうしてベルト駆動されるカートリッジ、すなわち1/4インチデータカートリッジ、におけるサーボトラックをカウントするために使用されるすべてのアルゴリズムの型式において、改善を提供することができる。

0016

上記の方法によって動作する例としての装置が、図4に示されており、その機能は以下の通りである。複合ヘッド2は、その上に複数のデータトラック(そのうちの2つはDTb およびDTc として概略的に示されている)および複数のサーボトラック(そのうちの1つはSTとして概略的に示されている)を持つテープ1上に位置ぎめされている。複合ヘッド2はヘッドキャリア3上に取り付けられており、そしてテープ走行の方向(図4の実施例におけるテープ走行はテープ1上の矢印によって示されているように左から右である)に垂直な方向に移動可能である。

0017

複合ヘッド2はデータトラックに対してライト/リードヘッドを位置ぎめするのを助けるように使用される。図4の例に示されるように、1つまたはそれ以上のライト/リードヘッドが、複合ヘッド2内のサーボヘッドに含まれることがあり、ここでは複合ヘッド2は、ライト/リードヘッド2Bおよび2CをそれぞれテータトラックDTbDTcに対して位置ぎめするのに使用されるサーボトラックSTを追従する1つのサーボリードヘッド2Aを含んでいる。テープ走行方向に垂直なライト/リードヘッド2の位置ぎめ調節は、微位置ぎめ器4と粗位置ぎめ器5によって行われる。例えば粗位置ぎめ器5は、複合ヘッド2を望ましいトラックに対して全体的に位置ぎめするためにヘッドキャリア3全体を移動させることが可能であり、そして次に微位置ぎめ器4はキャリア3上の複合ヘッド2の位置を望ましいトラックに対して精密に調節する。複合ヘッド2の、そのような粗/微調節を実行するための構造は、例えば、その両方とも本発明の代理人であるタンドバーグ データA/S社に委託されテープ走行方向に垂直なライト/リードヘッド2の位置ぎめ調節は、微細位置ぎめ器4と粗位置ぎめ器5によって行われる。た、1991年12月31日に出願された「テープ駆動ユニット用の磁気ヘッドステッピングサーボ装置」と題する、コペンディテング出願第07/815,167号の中で説明されているような、あるいは1992年2月19日に出願された「磁気ヘッドを位置ぎめするための方法と装置」と題する、コペンディング出願第07/836,955号の中で説明されているようなものであってよい。

0018

知られているように、テープ1が移動している時には、サーボヘッドは複合ヘッド2とテープ1との間に関して既知の位置を維持する上での基準としてトラックSTのようなサーボトラックからの信号を得ることができ、それによって、その上に情報を書き込むか、またはそこから情報を読み出すかのいずれかのためにライト/リードヘッドが1つのデータトラックから他へと移動を要求された時に、ライト/リードヘッドはトラックDTのような、望ましいデータトラックに対して正確に位置ぎめされることが可能である。前に指摘したように、このことは多くの公知のトラックカウンティング/トラック位置ぎめアルゴリズムの1つによって実行される。この目的のために、サーボトラックST内に含まれる情報を読み取ることによって、複合ヘッド2によって発生されたアナログの電気信号が、増幅器6に供給され、アナログ−ディジタルコンバーター7内でディジタル形式に変換され、そして公知の方法で動作するサーボ復調器8に供給される。サーボ復調器8の出力は、以下に説明するように使用されるために、ディジタル信号プロセッサー10内に含まれるマイクロプロセッサー9に供給される。こうしてサーボ復調器8からマイクロプロセッサー9に供給される信号は、その環境の下で最も適切であると判断される公知のトラックシークアルゴリズムを用いて一般的な方法で得られる。

0019

この装置はまた、その上にテープ1の反対側に設けられた(示されていない)光源からの光が投射する光学センサー11をも含んでいる。この光学センサー11はリードヘッド2A,2Bおよび2Cを通る直線に可能に限り近く設けられることが必要であり、このようにすれば光学センサー11とそれらのリードヘッドの位置が、同じであると見なすことができる。こうして、図4に示されたそれらコンポーネントの相対位置は、実際位置を示すことを意図してはいない。本発明によれば、テープ1には、信号内のマーカーとして使用されるために光学センサー11の出力に比較的大きな信号スパイクを与えるように、テープエッジ近くのノッチ12またはパンチされた小さな補助穴のような何らかの型の変形が設けられる。図4の実施例では、ノッチ12はBOTにおいて示されているが、しかし同様なノッチがEOTにも設けられることが可能であることは理解される。光学センサー11のアナログ出力はアナログ−ディジタルコンバーター14の中でディジタル形式に変換され、そして図1図2および図3に示される型の波形、複合のカートリッジ/駆動装置用のTTMの特性は、ディジタル信号プロセッサー10に含まれるメモリー15内に蓄積される。(コンバーター14からの信号は、実際にはマイクロプロセッサー9に供給されるのであり、そしてこのことはディジタル信号プロセッサー10が信号をメモリー15に向かわせる内部データバスを含んでいると理解するべきである。)微位置決め器4および粗位置決め器5のための制御信号が発生されたときに、マイクロプロセッサー9はメモリー15からリコールした蓄積されていたTTM信号を、メモリー15内のテーブルからリコールしたリニア勾配信号と、重ね合わせる。ディジタル形式でマイクロプロセッサー9により発生されるこれらの制御信号は、それぞれのディジタル−アナログコンバーター16および17においてアナログ信号に変換される。

0020

本発明の望ましい実施例が図6および図7に示されており、そしてここでは光学センサー11の代わりにテープ穴検出器が使用されており、特定の位置に配置された前もってフォーマット形成された穴を持つテープが使用され、そしてその例としてQIC標準第139号による10Gバイト用の穴フォーマットが図5に示されている。図6および図7に示されているそれぞれの実施例の部分は、単に図4に示された全体装置からの発展部分を構成するコンポーネントのみを表しているのであって、そのため図4の残りのコンポーネントは他の実施例においても存在しているものと理解されるべきである。

0021

図6および図7の実施例は、前進および後退読みとりのためにリードヘッドの組21Aおよび22A,21Bおよび22B,21Cおよび22C,ならびに21Dおよび22Dを持つ10Gバイトサーボフォーマットを示している。ギャップライン23の反対側の前進および後退リード位置においては、TTMは等しいと仮定する。

0022

図6に示されている、望ましい実施例の1つにおいては、(駆動装置内に既に存在している)光学テープ穴検出器18が、TTMをテープの長さ方向位置に相関させる信号を提供するために使用される。(光学センサー11とは異なって、検出器18は可能な限りリードヘッドに接近して位置取られる必要はなく、そのため検出器18の位置は、データカートリッジにおいて標準的である(示されていない)ミラーの位置によって決められる。)テープ穴デコーダー19はテープ上の穴パターンのフォーマット内に存在するカートリッジIDに従って、マイクロプロセッサー9から(公知の通り)プログラムされている。カートリッジが駆動装置内に挿入された時、テープ穴検出器はカートリッジIDを検出し、これはマイクロプロセッサー9に供給され、次にマイクロプロセッサーはデコーダー19を、今や駆動装置内では知られているカートリッジの型式に結びついているEOTおよびBOTパターンを「探し出す」ようにプログラムする。

0023

同期信号はテープ穴デコーダー19から、線20、これはまた、蓄積されていたデータが、いつメモリー15からリコールされるべきかを示す信号をも提供する、を通してマイクロプロセッサー9に提供される。同期信号は、カウントすることにより、あるいはまたBOT範囲内に含まれるテープ識別穴デコードすることにより、または単純にBOTまたはEOT穴のトラックを保持することにより、得ることができる。データ捕捉スタート信号は、最後のBOTまたは(反対のテープ端で)最後のEOTが生じたときに発生される。同期信号およびテープ穴に関する実際のサーボトラックシーク動作遅延させることもまた可能である。テープ穴検出器は(カートリッジミラーが設けられているところでは)テープカートリッジの、複合ヘッド2から下流の他端に設けられているので、固有の遅延はBOTにおいて発生する。テープが別の方向に移動するならば、最後のEOT穴の対がテープ穴検出器18を通過した後に、その穴が複合ヘッド2に達するには、ある程度の時間が必要とされる。いくつかのテープフォーマットにおいては、テープ穴はサーボトラックを突き抜けており、このためディジタルプロセッサーは、データ捕捉のスタートの前の最後のEOT穴の後に遅延を導入することが望ましい。しかし本発明の目的に関しては、どこでサーボデータの捕捉がスタートしたか、あるいはそれがどれだけ続いたか、ということは重要ではない。必要とされるのは、単に捕捉が都度同じテープ位置においてスタートすることであり、そして最悪条件のサーボトラックシーク動作に関して必要な継続時間だけは持続することである。サーボトラックシークは普通、ロードポイントLPまたは早期警戒EW(図5参照)に達する前に終了する。

0024

別の望ましい実施例が図7に示されており、ここではリードヘッドおよび補助トラックが、最初のパスにおいてテープエッジの「空きの」領域にライトヘッド23Dによって書き込まれる。次のパスにおいては、リードヘッド21Dおよび22Dは普通にテープエッジ上に位置取られ、そしてライトヘッド23Dによって書かれた信号を読みとり、これはTTMによって復調される。テープが後退移動するのはこの「次のパス」であり、TTM波形は時間が逆転したような形でリコールされる。リードヘッド21Dおよび22Dは逆方向コンパチブルチャンネルの一部であり、これは普通の駆動装置には存在するものである。21Dおよび22Dによって読み出されたTTM変調された信号は、増幅器6を通って、そしてリードチャンネルバンドパスフィルター24を通過するが、ここではアナログTTM信号(波形)を得るために一般的なピーク検出によって復調が実行される。このピーク検出された信号は、アナログ−ディジタルコンバーター7に、そしてその後、データをメモリーに移送するマイクロプロセッサー9に供給される。

0025

光学センサー11、テープ穴検出器19、マイクロプロセッサー9および複合ヘッド2は、普通の駆動装置の、一般的な動作において別の目的のために使用されるものであること、そしてデータ処理のために必要な接続のような、本発明の主体とは無関係の、これら機能のために必要な接続は、理解の明瞭さのために除かれているということは理解されるであろう。しかも、単に信号線だけが図に示されており、そしていくつかのコンポーネントへの電源供給のための線は存在するのであるが、これも理解の明瞭さのために除かれているということは理解されるであろう。

0026

例として、図4の実施例を用いる装置の標準的な動作サイクルは次の通りである。テープ速度が勾配上昇する前にテープ1がBOTおよびEOT(図4の例ではBOT)によって位置決めされたときには、図4に(誇張して)示されているように、複合ヘッド2はまさにサーボトラックSTの真下に位置決めされ、そのため何のサーボ信号も得ることができない。テープ1は通常速度にまで上昇し、そしてノッチ12から得られる同期信号が光学センサー11によって発生されて、アナログ−ディジタルコンバーター14からマイクロプロセッサー9に供給される。次にメモリー15はマイクロプロセッサー9からの信号によって、図1図2および図3に示されるような波形に相当するアナログ−ディジタルコンバーター14からの信号を受け取ることに関してイネーブルとされ、このときにはマイクロプロセッサー9はアナログ−ディジタルコンバーター14の出力を受け取ることに関してはディスイネーブルとなっている。勾配動作が終了した時、マイクロプロセッサー9は、TTM波形に関する十分な長さの前もって決められた時間の後に、TTMデータをメモリー15に入力することを停止する状態に達する。もしTTMデータの別のサンプルをメモリー15内に発生させるために新しいパスが実施されるべきであれば、マイクロプロセッサー9は再び、コンバーター14からの出力を受け取ることが可能となる。2つまたはそれ以上のTTMサンプルがメモリー15内にロードされていれば、ディジタル信号プロセッサー10はTTMデータ上に平均化動作を実施することができる。さらに、TTM波形の静的平均値(1つの数値)は、平均TTM波形のすべてのコンポーネントから差し引かれなくてはならない。この平均の結果は最終TTMであり、これがメモリー15内に蓄積され、サーボトラックカウントおよびシーク手順の間に用いられる。次に「生の」TTMサンプル波形をメモリー15から削除することができる。

0027

マイクロプロセッサー9が勾配トリガー(スタート)信号を受け取ると、これは粗位置決め器5へのコマンドによって横断方向勾配を始める。同時に(または、マイクロ秒以下の時間スケールでは時間多重されて)別のコマンド信号が、蓄積されているTTM信号(テープ1のこの部分に関する特性)を考慮しながらメモリー15から、そしてディジタル−アナログコンバーター16においてその信号がアナログ形式に変換されて、微位置決め器4に供給される。こうして複合ヘッド2によって実行されるトータル移動は、勾配信号とTTM信号との重ね合わせ(和)となる。このシーク手順の間の実際のTTMはリコールされたTTMに極めて強く相関しているので、複合ヘッド2によって見いだされる、1つの、または複数のサーボトラックはリニアな勾配で走査される。このことは、このサーボ装置がこのシーク手順の間には通常のロックインとはならないため、著しい改善といえる。シーク動作の間に複合ヘッド2によって見いだされるTTMの大部分を除くことによって、結果として、引き続いて使用されるトラックシークアルゴリズムの正確さおよび信頼性における著しい改善が得られる。今やサーボトラックの位置は増し加えられた正確さをもって決められるので、公知のトラックシークおよびカウントアルゴリズムは、一般的な方法で、しかし増し加えられた正確さ、速度および信頼性をもって実行される。

0028

加えて、前に説明したTTMに関する観察は、粗位置決め器5の動作を停止させることのないままでさえ起こりうる、突然のテープ置換によっても、特性TTM波形は乱されないことを示している。実際のところ、リコールされたTTM波形の使用は、そのような突然の変化の明らかな影響を大きく減少させるのであり、その結果、サーボカウント手順の信頼性は改善される。

0029

こうして、利用されるトラックシークアルゴリズムおよびトラックカウント方法の型式に関わりなく、リコールされるTTM波形は、複合ヘッド2を移動させるのに用いられる1つまたはそれ以上のアクチュエーター上に重ね合わせられる。もし単に1つのアクチュエーターが使用されているのであれば、リコールされたTTM波形は、このアクチュエーターの移動を「揺り動かす」ために用いられ、結果として複合ヘッド2は、リコールされたTTMと相関している実際のTTMの大部分を「見る」ことはない。

0030

この明細書で開示された方法と装置によって改善されることが可能な装置の例は、図6および図7に示されている、専用化されたサーボを持つQICの10Gバイト型テープ形式である。このサーボ装置において、超信頼度サーボトラックカウントアルゴリズムを実行することは、ダイナミックなテープ移動によってさらに難しい。各トラックシーク動作においてトラックカウントを間違える、ある程度の、しかし極めて小さなリスクが存在している。しかし、多くのオペレーターが実行するときには、多くのテープ駆動装置の場合と同様に、累積された失敗の可能性は増加する。

0031

この公知のサーボフォーマットに関して、サーボの通常のローノイズ動作範囲は、リードギャップの動作範囲の約70%である。リードギャップ動作範囲は約±19μmであり、そしてこのためローノイズ動作範囲は、約±13.3μmである。もしノイズをキャンセルするために平均化が用いられるならば、ローノイズ動作範囲は、リードギャップの動作範囲の約90%、または±17.1μmである。しかし、最も多い場合には、±17.1μmは10Gバイトフォーマットには十分である。もし、サーボヘッドが中央にないことをファームウェアが検出したならば、次のパスにはヘッドをわずかに移すことができる。移されたヘッド位置での、いくつかのパスからの平均データからでさえ、良好な結果を得ることができるが、しかし線形範囲の外側のデータは廃棄されるべきであり、そして次に正しい方向に移されたヘッドによって余分なパスが実行されるべきである。

0032

この方法はまた、通常は図6および図7に示される型の複合ヘッドにおいて利用される「逆方向コンパチブルチャンネル」と呼ばれるものにも使用できる。例えば、QICの10Gバイトテープ駆動装置は、サーボトラックのないテープフォーマットに逆方向コンパチブルでなくてはならない。図6および図7に示される複合ヘッド2は、幅で約178μmのライトギャップを持つ、ギャップライン23上に示されるフル逆方向コンパチブルライトチャンネルを含んでいる。このリードギャップは76μmである。この逆方向チャンネルのライトギャップは、トラックが最初に低い周波数の波形によってテープのエッジに書き込まれるように、位置決めされる。これは普通には「禁じられた」低張力テープ領域であるが、しかしこの領域をテープエッジシーク目的で使用することは公知である。10Gバイトテープフォーマットでは、エッジ書き込みに使用できる領域の幅は、約250μmであり、そのうち最大150μmは書き込みに使用できる。正確な計算が行われ、その結果TTM記録手順に先だってテープ上にあるデータの書き込みには何のリスクもないと仮定する。ヘッドは普通、最悪時のTTMが、ライトギャップエッジがテープエッジの内側にさせないように、すなわちライトギャップの外側エッジが書き込みの間中常に、テープ領域をカバーするように、位置決めされている。このことはライトギャップ幅の80%を平均テープエッジ位置の内側にあるようにすることで実行される。ライトギャップ位置決めは同期信号の発生の前に短く行われ、そして書き込み動作はテープの必要な長さだけ継続される。TTMは、サーボトラックアルゴリズムがスタートすべきテープ位置において見いだされる。

0033

特性TTMを測定するために、2つのより低い10Gバイトリードギャップ、またはできるなら逆方向コンパチブルチャンネル用の2つのリードギャップが、同期化ポイントに遭遇する前にテープエッジ上のそれらの中心線に位置決めされる。このことは、本出願の代理人によって製造されている駆動装置内に用いられている型の、一般的なトラックシークアルゴリズムで実行することができる。しかし、そのようなアルゴリズムは同期化用信号直前に、リードギャップを正確にテープエッジ上の50%位置に置くことは不可能であるが、TTMによってギャップ幅の20%から70%以内に置くことは可能である。図1に示すように、もし平均化が同じ長さ方向位置でスタートするなら、この理想的な50%位置からのいかなるオフセット平均化処理を乱すことはなく、すなわちこの文脈におけるTTMは、平均化動作の結果の算術的平均を除外することによって規定される。そのようにするための物理的な原因は、リードギャップは初期的にはサーボ装置がないため精密に正確には位置決めされないために、そしてパス毎の遅いテープドリフトのために、平均値には何の制御も存在しないことである。TTMの平均化動作および計算は標準的には少なくとも3回のパスによって実行される。もし急に、突然の変化がTTMに生じたならば、またはもし外部的なノイズが存在するならば、これは結果のTTMから付加的にピーク変移を計算することによって容易に検出可能である。この場合には、TTM評価を改善するために3回よりも多くのパスが実施されることができる。

0034

本発明を実施するためのハードウェアコストは極めて低額である。同期化信号のためのコストは、例えばテープ穴検出器信号からディジタル論理ハードウェア処理で得るとしても、これは現存するテープ穴検出器に簡単に集約可能であるために、極めて安くあがるものである。TTMを蓄積するために、そしてTTM信号を蓄積しリコールする手順を保持するために必要となるメモリーにおけるいくらか余分の増加を除けば、他のすべてのコンポーネントはサーボ装置において既に現存している。

0035

当業技術者にとっては変形や変更が予期できるとしても、当業技術への本発明人の寄与の範囲内にあると合理的にまた適正に判断できるすべての変更と変形を、本明細書内で保証されている特許請求範囲に従って実施することが、本発明人の意志である。

発明の効果

0036

磁気テープ用のライト/リードヘッドを磁気テープに対して位置決めするのに用いられる一般的な型式のテープサーボトラックシークアルゴリズムの正確さを改善できる。

図面の簡単な説明

0037

図1与えられた駆動装置のコンポーネントに結合している与えられたテープに関するテープの横断方向移動は特性波形を示すという観察を確証する実験結果を示している図。
図2与えられた駆動装置のコンポーネントに結合している与えられたテープに関するテープの横断方向移動は特性波形を示すという観察を確証する実験結果を示している図。
図3与えられた駆動装置のコンポーネントに結合している与えられたテープに関するテープの横断方向移動は特性波形を示すという観察を確証する実験結果を示している図。
図4本発明の原理によって構成され、そしてここで開示された方法によって動作する、トラックシークアルゴリズムの正確さを改善するための装置の回路プロック図。
図5本発明の別の実施例で用いられる型のテープにおける穴配置の概略図。
図6本発明の原理によって構成され、そしてここで開示された方法によって動作する装置の実施例の1部分の回路ブロック図。
図7本発明の原理によって構成され、そしてここで開示された方法によって動作する装置の別の実施例の1部分の回路ブロック図。

--

0038

1テープ
2複合ヘッド
3ヘッドキャリア
4 微位置決め器
5粗位置決め器
7アナログ−ディジタルコンバーター
8サーボ復調器
9マイクロプロセッサー
10ディジタル信号プロセッサー
11光学センサー
12ノッチ
14コンバーター
15メモリー
16,17ディジタル−アナログコンバーター
18光学テープ穴検出器
19 テープ穴デコーダー
20 線
23 ギャップライン

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