JP2001297506A - サーボ・コードに基づくテープ張力測定の方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁器記録テープの張力測定の向上を目的とす
る。 【解決手段】 磁気記録テープ（２２）に加わる張力の
量を決定するシステムを含み、ここで、前記磁気記録テ
ープ（２２）には第１および第２のサーボ・バンド（４
１Ａ、４１Ｂ）があり、前記テープ上の前記第１および
第２のサーボ・バンドを読取るよう構成されたサーボ要
素と、前記第１および第２のサーボ・バンド（４１Ａ、
４１Ｂ）の間の距離の変化を決定し、決定した前記第１
および第２のサーボ・バンド（４１Ａ、４１Ｂ）の間の
距離の変化に基づき、前記テープの長さ方向の張力の量
の変化を検出するサーボ・プロセッサ（６８）とを含
む、磁気記録テープ（２２）とともに使用するテープド
ライブを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録テープに
対してデータを記録し、読取ることに関する。さらに詳
細に記せば、本発明は、テープ・サーボ・システム、磁
気記録テープ上のサーボ・トラックおよびデータ・トラ
ックの配置、および磁気記録テープの張力を検知する方
法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】オープン・リール・テープ・トランスポ
ート（reel-to-reel tape transport)でテープを移動さ
せる間の正確な張力制御は、テープと読み書きヘッドと
の間の正しい接触、テープの低いよろめき（wander)、
および巻取りリールへの一様なテープ巻き付けを維持す
るのに必要である。

【０００３】従来技術の通常の張力センサは、テープ経
路内に突出しているある種の強制レバーアーム（forced
lever arm)により実施されている。たとえば、Yokoyam
a等に与えられている米国特許第5,395,066号（引用する
ことで本発明の一部をなすものとする）は、可動ピンを
使用するテープ張力センサ、およびテープ張力センサに
応答してテープ張力を調節するテープ張力制御システム
を開示している。強制レバーアームを使用する従来技術
の張力センサでは、レバーアームの撓みがテープ張力お
よび張力変動を示している。テープ経路内に突出する要
素（protruding element)の力をテープ張力により発生
する法線力により釣り合わせる。テープ張力が変化する
につれて、力が不平衡になる。そして、生ずる力が、新
しい平衡が確定するまで、要素によって、テープ経路内
に突出する量を変化させる。

【０００４】突出要素（protruding element)の撓み
を、キャパシタンス検出、レーザ・インターフェロメト
リ、および圧電感知方法のような、多様な位置測定方法
で測定することができる。

【０００５】この従来技術の方法に伴う困難は、テープ
張力の変化により生じた不平衡力に応答して突出要素の
質量を移動させねばならないことである。この質量の移
動のため、張力を突出力で急速に打ち消す仕方が制限さ
れる。その結果、張力変動が一定の周波数を超えると、
センサが正しい張力変動を指示できないという帯域幅の
限界が生ずる。

【０００６】張力により釣り合わせられる突出力を作る
にはある種のばねが必要なので、ばね−質量系が作られ
る。このようなばね−質量系は、役立つ帯域幅を共振周
波数のある小部分に制限する可能性のある共振特性を有
することになる。

【０００７】突出要素の位置の検知も困難を示す可能性
がある。この検知は通常アナログ的性格のものであり、
雑音、非線形性、環境ドリフト、および較正誤差を有す
る。

【０００８】様々な発行済米国特許に注意を向ける。ネ
ルソン等にあたえられた米国特許第5,392,076号（引用
することで本発明の一部をなすものとする）は、加圧流
体を使用して、とりわけ、テープ幅に基づきテープ張力
を検知するテープ重複システムを開示している。

【０００９】Ｋnowles等に与えられた米国特許第5,982,
711号（引用することで本発明の一部をなすものとす
る）は、本発明の譲受人に譲渡されているが、二つのサ
ーボ・バンドからのサーボ信号を比較することによりテ
ープの横膨張を計算することを開示している。

【００１０】Iwamatsu等に与えられた米国特許第5,262,
908号（引用することで本発明の一部をなすものとす
る）は、二つのサーボ・トラックからトラッキングする
ためのサーボ信号を再生する少なくとも二つのサーボ信
号再生ヘッドを備えたトラッキング制御装置に関係して
いる。Iwamatsu等の特許は、張力検知には関係していな
い。

【００１１】Ｃomeaux等に与えられた米国特許第5,432,
652号（引用することで本発明の一部をなすものとす
る）は、磁気記録テープ上の多数のサーボ・トラックの
使用を開示している。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
磁器記録テープの張力検出の問題を回避することを目的
とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、従来技術の張
力検出の問題を回避するのに読取りヘッドから読取られ
たサーボ信号を使用する張力センサを提供する。

【００１４】本発明は他の側面として、テープの横幅の
変化を検知し、検知した横幅の変化に応答してテープの
張力の変化を決定することから成るテープ張力の決定方
法を提供している。

【００１５】本発明は他の側面として、磁気記録テープ
とともに使用するテープドライブを提供しており、この
テープドライブは、磁気記録テープに加わる張力の量を
決定するシステムを含んでおり、磁気記録テープはテー
プ走行の方向に長さと、長さに垂直な方向に幅とを有
し、該テープはその上に、テープの長さを横断する方向
に間を隔てて設けられた第１および第２のサーボ・バン
ドを有し、前記テープドライブは、テープ上の第１およ
び第２のサーボ・バンドを読取るように構成されたサー
ボ要素と、および第１のサーボ・バンドおよび第２のサ
ーボ・バンドの間の距離の変化を決定し、第１および第
２のサーボ・バンドの間の決定された変化に基づきテー
プの長さ方向の張力の量の変化を検出するよう構成され
たサーボ・プロセッサを含む。

【００１６】本発明は他の側面として、テープ走行の方
向に長さと、長さに垂直な方向に幅とを有し、かつその
上に第１および第２のサーボ・バンドを有している磁気
記録テープに加わる張力を決定する方法を提供してお
り、この方法は、テープ上の第１および第２のサーボ・
バンドを読取ること、第１のサーボ・バンドおよび第２
のサーボ・バンドの間の距離を決定すること、および第
１および第２のサーボ・バンドの間の決定された距離に
応答してテープの長さ方向の張力の量を決定することか
ら構成されている。

【００１７】本発明の他の特徴および長所は、当業者に
は、以下の詳細な説明、特許請求の範囲、および図面を
検討することにより明らかになるであろう。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明を具体化するデー
タ記憶装置またはシステム12を含み、一つ以上のコンピ
ュータ14を含むコンピュータ・ネットワーク10を示す。
データ記憶装置12は、データを磁気記録媒体に対して読
取りおよび書込を行なう。一具体例では、データ記憶装
置12は、孤立したテープドライブである。他の具体例で
は、データ記憶装置12は、ネットワーク10の一部を形成
するコンピュータ14のハウジングの内側のベイに支持さ
れている。例示した具体例では、データ記憶装置12は、
線形記録テープ装置である。

【００１９】テープドライブ12は、本発明の一具体例で
は、テープ・カートリッジ16とともに使用されている。
本発明の代わりの具体例では、テープドライブ12は、カ
ートリッジに入っていないリールを支持する形式のオー
プン・リール・テープドライブである。例示した具体例
では、テープ・カートリッジ16は単一リール形式のテー
プ・カートリッジであり、リール20、およびリール20に
巻かれたテープ22を含む。第２のリール18はテープドラ
イブ12に入っていてテープ22と係合している。代わりの
具体例では、テープ・カートリッジ16は二つのリールを
含む。他の幅を利用できるが、例示した具体例では、テ
ープ22の幅Ｗは1/2インチである。テープ22にはテープ
の幅Ｗに垂直な方向の長さがある。複数の平行トラック
24Ａ、24Ｂ、24Ｃ、24Ｄ、24Ｅ、24Ｆ、24Ｇ、24Ｈ、24
Ｉ、24Ｊ、24Ｋ、24Ｌ、24Ｍ、24Ｎ、24Ｏ、および24Ｐ
（24Ａ〜Ｐ）がテープ22の幅を横断して形成されてい
る。トラック24Ａ〜Ｐはテープ22の長さの方向に延長し
ている。

【００２０】テープドライブ12は、データをテープのト
ラック24に対して読取りまたは書込を行なうための複数
の読取り/書込要素(read/write element)30、32、34、
および36、およびテープの、データ・トラック24とは別
の平行バンド41Ａ、41Ｂ、41Ｃ、41Ｄ、および41Ｅから
サーボ・コードを読取るための複数のサーボ要素38およ
び40を含む。例示した具体例では、サーボ・コードはテ
ープドライブ12に入っているかまたは入っていないこと
がある別のサーボ書込器により平行バンド41Ａ、41Ｂ、
41Ｃ、41Ｄ、および41Ｅに予め書込まれている。他の具
体例では、サーボ要素(servo element)38および40はサ
ーボ・コードを平行バンドに書込むために使用されてい
る。

【００２１】図２に、４組の平行データ・トラックを示
してある。しかし、様々な組数のデータ・トラックを使
用できる。たとえば、一具体例では、13組のデータ・ト
ラック、および適切な数のサーボ・バンド（たとえば、
13組のデータ・トラックの各々が二つのサーボ・バンド
の間に設けられている）がある。他の組数も採用でき
る。

【００２２】例示した具体例では、第１のバンプ(bump)
28に四つの読取り/書込要素および二つのサーボ要素が
あるが、代わりの具体例では、違った数の読取り/書込
要素、または追加のサーボ要素を利用できる。例示した
具体例では、「バンプ」は、一列の（読取り/書込およ
び/またはサーボ）要素を有する、ヘッド上の区域であ
る。通常ヘッドの残りの部分に対して突出しているので
「バンプ（突出）」と言っている。しかし、以下の開示
および「特許請求の範囲」では、用語「バンプ」をヘッ
ドの残りの部分に対して突出することを必ず必要とする
ようには解釈しないものとする。

【００２３】図２で、読取り/書込要素およびサーボ要
素は、四つの読取り/書込要素30、32、34、および36が
二つのサーボ要素38と40との間にあるように配置されて
いる。例示した具体例では、サーボ要素38および40は、
それぞれ読取り/書込要素30、32、34、および36の機械
的構成と同一の機械的構成のものである。

【００２４】テープ・ヘッドはさらに、テープの平行ト
ラック24に対して読取りまたは書込を行なうための複数
の読取り/書込要素44、46、48、および50、およびサー
ボ・コードをテープの平行バンドから読取るための二つ
のサーボ要素52および54を含んだ第２のバンプ42を含
む。例示した具体例では、サーボ・コードは、テープド
ライブ12に入っているかまたは入っていないことがある
別のサーボ書込器により平行バンド41Ａ、41Ｂ、41Ｃ、
41Ｄ、および41Ｅに予め書込まれている。他の具体例で
は、サーボ要素52および54はサーボ・コードを平行バン
ドに書込むために使用されている。

【００２５】例示した具体例では、第２のバンプ42には
四つの読取り/書込要素および二つのサーボ要素がある
が、例示した具体例では、違う数の読取り/書込要素、
または追加サーボ要素を採用できる。

【００２６】第２のバンプ42の読取り/書込要素44、4
6、48、および50、およびサーボ要素52および54は、第
２のバンプ42の四つの読取り/書込要素44、46、48、お
よび50が第２のバンプ42の二つのサーボ要素52および54
の間にある状態で配置されている。第２のバンプのサー
ボ要素52および54はそれぞれ、読取り/書込要素44、4
6、48、および50の一つの機械的構成と同一の機械的構
成のものである。

【００２７】テープドライブ12は、矢印56で示したよう
に、ヘッド26に対して第１または第２の方向のいずれに
もテープ22の長さを駆動するよう構成されている。さら
に詳細に述べれば、テープドライブ12は、テープ22をヘ
ッド26に対して移動させる少なくとも一つのモータ58を
含む。たとえば、例示した具体例では、一つのモータ58
がリール18または20の一方を駆動し、他のモータ59がリ
ール18または20の他方を駆動している。代わりの具体例
では、テープを駆動するのにキャプスタンを使用してい
る。テープドライブ12はテープ案内(tape guide)60のよ
うな通常の構成要素を含むことができる。

【００２８】第２のバンプ42のサーボおよび読取り/書
込要素はそれぞれ、図２に示したように、第１のバンプ
28のサーボおよび読取り/書込要素に平行である。一具
体例では、テープが第１の方向に（たとえば、図２の右
に）走行してテープに書込みたいとき、第２のバンプ42
のサーボ要素52がテープのサーボ・バンド41Ｂからサー
ボ・コードを読取ってサーボ信号を発生し、第１のバン
プ28の読取り/書込要素30がデータをトラック24Ｅに書
込み、第２のバンプ42の読取り/書込要素44がデータを
トラック24Ｅから読取り、第１のバンプ28の読取り/書
込要素32がデータをトラック24Ｆに書込み、第２のバン
プ42の読取り/書込要素46がデータをトラック24Ｆから
読取り、第１のバンプ28の読取り/書込要素34がデータ
をトラック24Ｇに書込み、第２のバンプ42の読取り/書
込要素48がデータをトラック24Ｇから読取り、第１のバ
ンプ28の読取り/書込要素36がデータをトラック24Ｈに
書込み、第２のバンプ42の読取り/書込要素50がデータ
をトラック24Ｈから読取り、第２のバンプ42のサーボ要
素54がサーボ・コードをサーボ・バンド41Ｃから読取
り、サーボ信号を発生する。

【００２９】テープが第２の方向に（たとえば、図２の
左に）走行してテープに書込みたいとき、第１のバンプ
28のサーボ要素38がサーボ・コードをテープのサーボ・
バンド41Ｂから読取ってサーボ信号を発生し、第１のバ
ンプ28の読取り/書込要素30がデータをトラック24Ｅか
ら読取り、第２のバンプ42の読取り/書込要素44がデー
タをトラック24Ｅに書込み、第１のバンプ28の読取り/
書込要素32がデータをトラック24Ｆから読取り、第２の
バンプ42の読取り/書込要素46がデータをトラック24Ｆ
に書込み、第１のバンプ28の読取り/書込要素34がデー
タをトラック24Ｇから読取り、第２のバンプ42の読取り
/書込要素48がデータをトラック24Ｇに書込み、第１の
バンプ28の読取り/書込要素36がデータをトラック24Ｈ
から読取り、第２のバンプ42の読取り/書込要素50がデ
ータをトラック24Ｈに書込み、第１のバンプ28のサーボ
要素40がサーボ・コードをサーボ・バンド41Ｃから読取
ってサーボ信号を発生する。

【００３０】図３は、本発明の代わりの具体例によるヘ
ッド226を示すが、これでは、二つのバンプ228および24
2が８個の読取り/書込要素および２個のサーボ要素を含
む。さらに詳細に述べれば、ヘッド226の第１のバンプ2
28は、サーボ要素238および240、およびサーボ要素238
と240との間に読取り/書込要素230、231、232、233、23
4、235、236、および237を含み、ヘッド226の第２のバ
ンプ242は、サーボ要素252および254、およびサーボ要
素252と254との間に読取り/書込要素244、245、246、24
7、248、249、250、および251を含む。ヘッド226は、も
ちろん、サーボ・バンドの各対の間に８個のデータ・ト
ラツクを有するテープで動作する。

【００３１】二つのサーボ・バンドから読取るための二
つのサーボ要素を採用することにより、テープの欠陥を
許容することができる。サーボ要素が読取り/書込要素
を考慮外に置くので、最大幅のテープ欠陥を許容でき
る。一つのサーボ・バンドが不良になれば、別のサーボ
・バンドが使用される。

【００３２】図４は、本発明の一具体例でサーボ・バン
ド41Ａ、41Ｂ、41Ｃ、または41Ｄに使用できるサーボ・
バンド構成を示す。このサーボ・バンド構成は、テープ
走行方向の位置（および速度）の指示、およびサーボ・
バンドを読取るサーボ要素に対するテープの横方向の位
置、の双方を与えるサーボ・バンド構成である。テープ
ドライブ12は、テープにあるサーボ情報を検知するため
のタイミング基準復調機構(timing based demodulation
scheme)を含む。テープ幅に対するヘッド26の位置は、
方位角方向の傾斜遷移(azimuthally sloped transitio
n) 260および262の相対的タイミングから得られる。サ
ーボ・コードはしたがって二つの要素、すなわち、前向
き傾斜または正の方位角で書込まれる260、および後向
き傾斜または負の方位角で書込まれ、遷移260に対して
対称でありまたは対称でないことがある遷移262、を含
む。サーボ要素を使用して発生される読み戻しパルスの
間の時間差は、サーボ・バンド内のサーボ要素の位置を
示すのに使用される。高分解能タイミング測定を行なう
ことにより、高分解能位置測定が達成される。テープド
ライブ12に採用できるサーボ・システムに関する詳細情
報についてはヨーロッパ特許出願ＥＰ0690442Ａ2を参照
のこと。したがって、パターンはバンドの一方の側に一
つの周波数で書かれ、バンドの他方の側に別の周波数で
書かれる。

【００３３】テープドライブ12はさらに、ヘッドに機械
的に結合しさせて、ヘッドを種々の位置の間を移動させ
て色々なトラックに対する読取りまたは書込を行なうた
めに、ヘッドをヘッドの幅の方向に位置決めまたは移動
させるポジショナ62を含む。たとえば、第１の位置で
は、サーボ要素38がサーボ・バンド41Ａに関して動作す
るよう位置決めされ、サーボ要素40がサーボ・バンド41
Ｂに関して動作するよう位置決めされ、第２の位置で
は、サーボ要素38がサーボ・バンド41Ｂに関して動作す
るよう位置決めされ、サーボ要素40がサーボ・バンド41
Ｃに関して動作するよう位置決めされ、第３の位置で
は、サーボ要素38がサーボ・バンド41Ｃに関して動作す
るよう位置決めされ、サーボ要素40がサーボ・バンド41
Ｄに関して動作するよう位置決めされる。これは本発明
の、一つの長所以外の議論を導く。ヘッドのサーボ要素
およびデータ要素の例示した構成は、サーボ・バンド用
にテープ上で利用できる空間を効率良く活用している。
サーボ・バンドは、ヘッドのサーボ要素の間の距離に合
うようにテープ上に間を隔てて設けられている。したが
って一つのデータ・トラックの集まりと隣のデータ・ト
ラックの集まりとの間のバンドを共有することが可能で
ある。このテープ構成のサーボの諸経費が多くないの
は、テープの縁の一つにある一つの余分なサーボ・バン
ドの他は、バンプあたり一つのサーボ要素だけを使用し
たシステムと同様である。

【００３４】ポジショナ62はまた、ヘッドをテープの幅
の方向に移動させて、読取り/書込要素が読取りまたは
書込の動作中に所要トラック上方に確実に正確に位置決
めされるよう微小補正を行なう。例示した具体例では、
ポジショナ62はボイスコイル・モータを含むが、当技術
で既知の他のどんなヘッド・ポジショナをも採用でき
る。

【００３５】図５〜図６に示したように、テープドライ
ブ12は、それぞれサーボ要素38、40、52、および54に結
合し、サーボ・コードを読取っているサーボ要素により
読取られたサーボ信号を増幅する前置増幅器64を含む。
これは、上に説明したように、テープ走行の方向により
決まるが、要素38および40、または要素52および54であ
る。さらに詳細に記せば、テープドライブ12は、前置増
幅器64に結合され、サーボ・コードを読取っているサー
ボ要素に関連する前置増幅器を使用可能にするか使用す
る選択回路または切り替え回路を含む。

【００３６】テープドライブ12はさらに、選択制御信号
を回路66に送ってテープ走行方向により決まる適切な前
置増幅器の組合せを選択するサーボ・プロセッサ68を含
む。

【００３７】テープドライブ12はさらに、それぞれサー
ボ・コードを読取っているサーボ要素に関連する前置増
幅器に結合している自動ゲイン制御回路70および72を含
む。テープドライブ12はまた、それぞれ自動ゲイン制御
回路70および72に結合して自動ゲイン制御回路により発
生された信号を濾過するフィルタ74および76を含む。例
示した具体例では、フィルタ74および76は帯域パスフィ
ルタであり、雑音を除去するのに使用されている。テー
プドライブ12はさらに、それぞれフィルタ74および76に
結合された第１および第２のパルス検出器78および80を
含む。パルス検出器は、サーボ信号「サーボ信号１」お
よび「サーボ信号２」を発生する。パルス検出器はま
た、サーボ・バンドのいずれかが不良になっているか決
定する。そのようになっていれば、不良のサーボ・バン
ドを読取っているサーボ要素に関連するパルス検出器
が、信号の損失が存在することを示す信号ＬＯＳ１およ
びＬＯＳ２を発生する。この信号の損失の情報はサーボ
・プロセッサに伝えられるので、一つのサーボ要素また
は他のサーボ要素により発生された信号のいずれを使用
するかを決定することができる。位置具体例では、いず
れのサーボ・バンドも不良になっていなければ、サーボ
・コードを読取っている両方のサーボ要素からの情報を
使用し、数学的に組み合わせている（たとえば、一具体
例では平均している）。

【００３８】テープドライブ12はさらに、パルス検出器
により発生されたタイミング信号「サーボ信号１」およ
び「サーボ信号２」を受けるタイミング復調器82および
84を含む。タイミング復調器82および84は、サーボ・プ
ロセッサ68に伝えられるそれぞれの位置誤差信号ＰＥＳ
１およびＰＥＳ２を発生する。テープドライブ12はさら
に、タイミング復調器82および84に結合された相対タイ
ミング測定回路86を含んでおり、この回路は、タイミン
グ復調器82および84により発生されたタイミング誤差信
号の差を決定する。このデルタ時間信号もサーボ・プロ
セッサ68に伝えられる。サーボ・プロセッサ68は、タイ
ミング復調器82、タイミング復調器84、および相対時間
測定回路86からの信号を使用してヘッド26を、それに対
して読取り/書込要素が読取りまたは書込を行なうトラ
ックの上方に正確に位置決めする。さらに詳細に記せ
ば、テープドライブ12は、サーボ・プロセッサに結合さ
れてアナログ信号を与えるディジタル・アナログ変換器
88を含む。テープドライブ12はさらに、ディジタル・ア
ナログ変換器88に結合され、ディジタル・アナログ変換
器の出力をポジショナ62を駆動するのに十分な値まで増
幅する電力増幅器90を含む。さらに詳細に記せば、例示
した具体例では、電力増幅器90はボイスコイル・モータ
に結合されている。一具体例では、テープドライブはＰ
ＥＳ１およびＰＥＳ２の平均に基づきヘッドの位置を調
節している。

【００３９】テープドライブ12はさらに、サーボ・プロ
セッサ68により制御される選択回路または切り替え回路
92を含む。回路92はパルス検出器78および80に結合して
おり、サーボ・プロセッサは、ＬＯＳ１およびＬＯＳ２
信号を監視することにより適切なパルス検出器の出力を
選択し、どのサーボ信号が失われているか決定する。位
相ロック・ループがデータをテープに書込むのにクロッ
クとして使用されるテープ速度クロックを与える。テー
プ速度クロックもテープ走行の速度を維持する際に使用
することができ、または読取り基準クロックとして使用
できる。

【００４０】本発明の一つの態様は、テープ・ヘッド26
のような読取りヘッドからの信号を使用して従来技術の
張力センサの問題を回避する張力センサを与える。さら
に詳細に記せば、例示した具体例では、サーボ信号を使
用してテープ張力を決定している。上に開示した形式の
テープドライブでは、テープの幅の方向（幅をテープ走
行の方向に垂直な方向であると規定している）に離間し
て設けられた少なくとも二つのサーボ要素（たとえば、
38および40、または52および54）が存在する。サーボ要
素は、テープ上の平行な、離間設置されたサーボ・トラ
ックからの情報を読取る。正常動作中、横位置誤差信号
ＰＥＳ１およびＰＥＳ２がその時刻にサーボ・コードを
読取っている両サーボ要素（たとえば、38および40、ま
たは52および54）から発生される。

【００４１】張力信号を得るには、テープの横幅が長手
方向の張力変化に応答して（図７を参照）変化するとい
う事実をサーボ・プロセッサ68が使用する。一定の張力
変化が生ずる幅変化の量を決定する、テープ材料の固有
の性質が存在する。下の等式はテープの性質を張力に対
する幅感度に関係づけている。 幅変化/張力＝Ｍｕ/テープ厚さ/Ｅ（μｍ/Ｎ） ここで、 Ｍｕ＝ポアソン比＝0.3（一具体例において） テープ厚さ＝９μｍ（一具体例において） Ｅ＝ヤング率 7×10−３ Ｎ/μｍ２（一具体例におい
て） この値で12650μｍのテープ幅（1/2インチ）全体にわた
り4.76μｍ/Ｎの幅変化を生ずる。Ｍｕ、テープ厚さ、
およびヤング率に対するこれらの図は、業界でＰＥＮ材
料と言われている一つの材料のテープに対する公刊され
ている図であり、例示の目的だけで示してある。色々な
形式のテープ材料に対して他の図が適用可能であり、製
造業者から、刊行物から入手でき、または実験により決
定できる。ヤング率は、加えられる力の単位あたりテー
プがどれだけ伸張するかの指示を与え、たとえば、材料
の形式および厚さによって変わる。ポアソン比は、長さ
方向の単位変位あたりどれだけ横方向の変位を生ずるか
の指示を与える。4.76μｍ/Ｎの幅変化に対して、張力
対幅の関係を以下のように確定することができる。 4.76μｍ/Ｎ÷12650μｍ×100％＝0.0376％/Ｎ

【００４２】この張力対幅の関係を確定して、採用され
るテープ幅変化を測定する方法は第１および第２の位置
誤差信号の差を取ることである。 張力＝ＰＥＳ１−ＰＥＳ２

【００４３】本発明の一つの態様では、テープドライブ
12は、ＬＴＯフォーマットのテープに使用するために設
計されている。ＬＴＯ、または線形テープ・オープン
は、とりわけ、サーボ・バンドの数、サーボ・バンド間
の間隔、およびサーボ・コード・パターンを規定するフ
ォーマットである。ＬＴＯについてのさらに多くの事項
は、本発明の譲受人から得ることができ、またはインタ
ーネットでＬＴＯを探索することにより、または、たと
えば、http://www.lto-technology.com/.で見付けるこ
とができる。ＬＴＯテープに対するサーボ・コード・パ
ターンを図８に示してあるが、このパターンは隣接する
多数の前向きおよび後向きの傾斜遷移を含む。

【００４４】テープドライブ12をＬＴＯテープとともに
使用すれば、第１および第２のサーボ読取り要素（たと
えば、38および40、または52および54）の間の間隔は28
59μｍであり、したがって0.1Ｎの張力変化は、この間
隔上方のサーボ・バンドの位置で0.00376％＝0.108μｍ
の変化を生ずる。多量のテープよろめき誘導位置雑音が
位置信号の差を計算することにより削除されるので、張
力信号に存在する雑音は位置信号自身のいずれよりもは
るかに少ない。

【００４５】張力変化に応答してテープの幅だけが変わ
るので、応答を非常に急速にすることができる。高い割
合の位置信号情報が必要であり、ヘッド位置制御に利用
可能であり、したがってこの同じ割合の情報も張力信号
について利用可能である。たとえば、ＬＴＯフォーマッ
トのテープでは、張力の読みはテープの長さ方向に100
μｍおきに得られる。

【００４６】図７に示すＬＴＯフォーマットのテープ11
0には図２に示したテープにあるように、テープの幅を
横断して四つのサーボ・バンド対がある。簡単にするた
め図７には対41Ｂ、41Ｃだけを示してある。図７は、テ
ープに加わる張力が所要正常量から増大すれば、テープ
の幅が減少し（110Ｂを参照）、サーボ・バンド41Ｂお
よび41Ｃの遷移がともにもっと近くなる。同様に、テー
プに加わる張力が所要正常量から下に減少すれば、テー
プの幅が増大し（110Ｃを参照）、サーボ・バンド41Ｂ
および41Ｃの遷移がもっと離れる。この距離は、サーボ
・パターンのために、サーボ要素38および40により検知
される周波数に基づき決定できる。張力の変化は、上に
記した関係を使用して、幅の変化に基づき計算される。

【００４７】張力信号をＬＴＯフォーマットのテープの
幅を横断して四つのバンド対の各々について発生するこ
とができるので、必要なら、テープを横断する張力の勾
配も測定できる。

【００４８】張力に対する幅の感度はテープ構成物の関
数であるから、この張力信号の較正が必要である。これ
は、各テープ構成物について通常の張力センサの出力を
このサーボ・コード・センサのものと比較することによ
り行なわれる。さらに詳細に記せば、一具体例では、Ｄ
Ｃ張力の階段状変化を起こさせ、張力センサのＤＣシフ
トを記録し、生じた張力の階段状変化の大きさと比較し
ている。ＤＣ張力を巻いたテープの直径とリール・モー
タ58および59のトルク定数とを知って制御する。巻いた
テープの直径を、巻き数を数え、テープの厚さを知るこ
とにより決定できる。

【００４９】張力に対する幅感度を様々なテープ構成物
について決定してから、生産テープドライブ12のサーボ
・プロセッサを、そのテープドライブとともに使用する
テープ構成物（一つまたは複数）に関する適切な幅：張
力の関係を用いてプログラムする。テープドライブが多
数の異なるテープ構成物を受け入れることができれば、
幅：張力の関係を、ユーザ入力選択またはテープ構成物
の識別に基づき、またはテープドライブ自身による構成
物の決定（たとえば、センサを使用して）に基づき、多
数のプログラム選択肢から選択することができる。

【００５０】テープまたはヘッドの傾きは張力測定に有
意の影響を与えない。 20分の傾き限界について： 2859μｍ＊（１−COS(20/60度)）＝0.048μｍ 0.048μｍ /0.8μｍ/Ｎ＝0.06Ｎ誤差

【００５１】この誤差は通常、テープ方向が反転するに
つれて生ずるＤＣシフトである。

【００５２】テープ張力を測定するために移動させる必
要のある突出要素は存在しないから、本発明は、通常の
張力センサの帯域幅および間隙の問題を克服している。
位置信号がヘッド位置決めに必要であるということか
ら、この張力センサを追加するための追加費用は非常に
低くなる。

【００５３】張力を検出してから、これを調節できる。
一具体例では、テープドライブはさらに、検出した張力
に応答して張力を、たとえば、所定の値または範囲に調
節する。たとえば、Yokoyama、他に与えられた米国特許
第5,395,066号（引用することで本発明の一部をなすも
のとする）に開示されているもののような張力調節機構
を、一具体例では使用している。

【００５４】図８は、テープの幅の変化に基づきテープ
の長さ方向の張力を計算する方法を示すフローチャート
である。サーボ・バンドの構成（図４およびそれに関連
する説明を参照のこと）のため、およびサーボ・コード
を同時に読取るのに二つのサーボ要素を採用しているた
め、テープの幅の変化をプロセッサにより計算できる。
さらに詳細に説明すれば、テープの幅の変化を、サーボ
・コードを読取っている二つのサーボ要素により発生さ
れた位置信号の差を取ることにより計算する。これらサ
ーボ要素はテープの幅の方向に間を隔てて設置されてい
る。

【００５５】図８の具体例では、ステップ100で、張力
を幅の変化で除したものがテープの厚さにヤング率を乗
じ、Ｍｕで除したものに等しいという関係に基づき、幅
変化に対する張力の比を表す定数（図８ではＫ張力とし
て示してあり、ミクロンあたりのニュートンの単位を有
している）を（特定のテープドライブで使用する特定の
テープ構成物について）設定する。ステップ100を行な
ってから、プロセッサはステップ102に進む。

【００５６】ステップ102で、サーボ・コードを読取っ
ているサーボ要素により発生された第１および第２のサ
ーボ信号を比較する。ステップ102を行なってから、プ
ロセッサはステップ104に進む。

【００５７】ステップ104で、テープの幅の変化を、た
とえば、ＰＥＳ１からＰＥＳ２を減ずることにより計算
する。ステップ104を行なってから、プロセッサはステ
ップ106に進む。

【００５８】ステップ106で、プロセッサは、ステップ1
04で決定された幅の変化にステップ100で設定した定数
を乗じ、張力を決定する。ステップ106を行なってか
ら、プロセッサはステップ108に進む。

【００５９】ステップ108で、テープに加わる張力を調
節する。一つの代わりの具体例では、ステップ108を行
なってから、プロセッサがステップ102に進む前に遅れ
を賦課している。

【００６０】様々な代案が可能であり、ステップの順序
を変えることができる。たとえば、一具体例では、定数
を初期設定する代わりに、変数としてテープ厚さ、Ｅ、
およびＭｕを使用する計算をステップ106で行なうこと
ができる。一具体例では、ユーザが異なるテープ構成物
をテープドライブで使用していることを入力すれば、ま
たはテープドライブがテープ構成物の変化を検知すれ
ば、変数を変えることができ、または定数を変えること
ができる。たとえば、テープ・カートリッジが特定のテ
ープ構成物を表すのに所定の位置に穴または窪みのよう
な物理的性質を含むことができ、テープドライブがその
所定の位置に穴の有無を物理的に検知してテープ構成物
を決定することができる。

【００６１】したがって、別にテープ磨耗または損傷を
生ぜず、多量の空間を必要としない低価格のセンサが開
示されている。正確な張力制御を達成するために、本発
明の広い帯域幅、高い分解能、低雑音の張力センサが提
供されている。

【００６２】このようなセンサを、テープ制御ループに
積極的に使用して張力変化を極小にすることができ、お
よび/または張力制御の精度、変動、および雑音を特性
付けるのに使用することができる。

【００６３】要求される保護は、開示された具体例に限
定されるべきではなく、開示された具体例は例を示すた
めだけに与えられたものであり、付記した「特許請求の
範囲」の範囲によってのみ限定されるものとする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化する、磁気テープドライブを含
む、コンピュータ・ネットワークの斜視図であり。

【図２】サーボ要素およびテープドライブのヘッドにあ
る読取り/書込要素の配置を示し、かつそれに関してヘ
ッドが動作するデータ・トラックおよびサーボ・バンド
の配置を示す斜視図である。

【図３】本発明の代わりの具体例による、ヘッド上のサ
ーボ要素および読取り/書込要素の配置を示す斜視図で
ある。

【図４】図２に示した磁気記録媒体に含むことができる
一つの可能なサーボ・バンド構成を示す平面図である。

【図５】磁気記録媒体の所要トラックおよびバンドに対
するヘッドの位置を維持するための、およびヘッドに対
する磁気記録媒体の走行の速さを維持するための、図２
のサーボ要素を備えたサーボ・システムを示すブロック
図である。

【図６】磁気記録媒体の所要トラックおよびバンドに対
するヘッドの位置を維持するための、およびヘッドに対
する磁気記録媒体の走行の速さを維持するための、図２
のサーボ要素を備えたサーボ・システムを示すブロック
図である。

【図７】図２に示した磁気記録媒体に含むことができる
代わりの構成のサーボ・バンドを示す平面図であり、サ
ーボ・バンドに及ぼす張力の変化の影響を示し、また本
発明の一態様で、幅の変化を決定することにより張力を
決定する仕方を示している。

【図８】読取り/書込要素およびサーボ要素の配置を使
用してテープ走行に垂直の方向のテープの幅の変化を決
定し、テープに加わる張力を幅の変化に基づき決定する
仕方を示すフローチャートである。

【符号の説明】

12 テープドライブ 18、20 リール 22 磁気記録テープ 24 トラック 26 テープ・ヘッド 30、32、34、36 読取り/書込要素 38、40 サーボ要素 41 サーボ・バンド 58、59 モータ 110 ＬＴＯフォーマット・テープ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気記録テープとともに使用するテープ
   ドライブであって、 前記磁気記録テープに加わる張力の量を決定するシステ
   ムを含み、ここで、前記磁気記録テープにはテープ走行
   方向の長さ、および前記長さに垂直な方向の幅があり、
   前記磁気記録テープ上にはテープの長さを横断する方向
   に間を隔てて設けられた第１および第２のサーボ・バン
   ドがあり、 前記テープ上の前記第１および第２のサーボ・バンドを
   読取るように構成されたサーボ要素と、 前記第１および第２のサーボ・バンドの間の距離の変化
   を決定し、決定した前記第１および第２のサーボ・バン
   ドの間の距離の変化に基づき、前記テープの長さ方向の
   張力の量の変化を検出するサーボ・プロセッサとを含む
   テープドライブ。
2. 【請求項２】 前記サーボ・プロセッサが、前記テープ
   の長さ方向の張力の量の変化を、前記テープの幅の変化
   を前記テープに加わる張力で除したものが、ポアソン比
   をテープの厚さで除しかつヤング率で除したものに等し
   いという関係を利用して決定する請求項１に記載のテー
   プドライブ。
3. 【請求項３】 前記サーボ要素を含むテープ・ヘッドを
   さらに含み、前記テープ・ヘッドは複数の読取り/書込
   要素をさらに含み、前記サーボ要素は前記第１および第
   ２双方のサーボ・バンドを読取ることができ、一方前記
   読取り/書込要素は前記テープから読取り、前記テープ
   に書込む請求項１に記載のテープドライブ。
4. 【請求項４】 前記サーボ要素および読取り/書込要素
   が前記テープ・ヘッド上に列を成して設置され、各列で
   は、列のすべての読取り/書込要素が二つのサーボ要素
   の中間に設置されている請求項３に記載のテープドライ
   ブ。
5. 【請求項５】 前記ヘッドに機械的に結合され、前記ヘ
   ッドを前記テープの走行の方向を横断する方向に位置決
   めするよう構成されているヘッド・ポジショナをさらに
   含み、一方前記装置は、前記第１および第２のサーボ・
   バンドを読取る前記サーボ要素に応答して、前記テープ
   から読み取りまたは前記テープに書き込みを行なう請求
   項３に記載のテープドライブ。
6. 【請求項６】 前記テープの長さの方向の張力の変化を
   決定する前記サーボ・プロセッサに応答する前記テープ
   の張力を調節するために前記テープに関して動作するよ
   うに構成されている機構をさらに含む請求項３に記載の
   テープドライブ。
7. 【請求項７】 前記テープの巻物を受けるように構成さ
   れたそれぞれのリールを駆動するよう構成されている第
   １および第２のモータをさらに含み、前記第１および第
   ２のモータが前記テープ・ヘッドに対して前記巻物の中
   間でテープを駆動し、また前記第１および第２のモータ
   が前記テープの長さの方向の張力の変化を決定する前記
   サーボ・プロセッサに応答して前記テープに加わる張力
   を調節する請求項３に記載のテープドライブ。
8. 【請求項８】 前記サーボ要素および読取り/書込要素
   が、前記サーボ要素および読取り/書込要素が各列にあ
   る状態で、前記テープ・ヘッド上に第１および第２の列
   を成して設置されており、前記第２の列の前記サーボ要
   素が前記第１の列の前記サーボ要素と同じ前記サーボ・
   バンドに関して動作するように構成されており、前記第
   １の列の前記読取り/書込要素がトラックに書込むと
   き、前記第２の列の前記サーボ要素が前記サーボ・バン
   ドから読取る請求項３に記載のテープドライブ。
9. 【請求項９】 ＬＴＯフォーマットのテープ上で動作す
   るよう構成されている請求項８に記載のテープドライ
   ブ。
10. 【請求項１０】 磁気記録テープの走行の方向に長さ
    と、長さに垂直な方向に幅とを有し、前記テープの上に
    第１および第２のサーボ・バンドを有する磁気記録テー
    プに加わる張力を決定する方法であって、 前記テープ上の前記第１および第２のサーボ・バンドを
    読取るステップと、 前記第１および第２のサーボ・バンドの間の距離を決定
    するステップと、 前記第１および第２のサーボ・バンドの間の決定された
    距離に応答して、前記テープの長さ方向の張力の量を決
    定するステップとを含む方法。