JP2005032385A

JP2005032385A - 位置ずれ補正方法、及びこれを応用した磁気テープ式システム

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Publication number: JP2005032385A
Application number: JP2003272997A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Ono; 洋明小野
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-07-10
Filing date: 2003-07-10
Publication date: 2005-02-03

Abstract

【課題】複数のヘッド素子をデータトラックに確実にトラッキングする。
【解決手段】圧電素子２７_１〜２７_９によって、複数のヘッド２４_１〜２４_８素子を磁気テープ２０の幅方向に沿って移動させ、これらヘッド素子２４_１〜２４_８をデータトラック２３_１〜２３_８にオントラックさせる。磁気テープ２０の幅方向に沿ったヘッド素子２４_１〜２４_８とデータトラック２３_１〜２３_８の位置ずれを補正するように各ヘッド素子２４_１〜２４_８を個別に移動させることにより、従来磁気ヘッド２１全体を移動させるだけでは補正することができなかった位置ずれを補正することが可能となり、確実にヘッド素子２４_１〜２４_８をデータトラックにオントラックさせた状態でデータの記録や再生を行うことができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ヘッド装置に複数配設されるヘッド素子の位置とデータトラックの位置とを精度良く一致させることができる位置ずれ補正方法、及び、これを応用した磁気テープ式システムに関する。更に詳しくは、上述した位置ずれ補正方法を応用することにより記録密度が高められた磁気テープを確実にトラッキングすることができる磁気テープ式システムに関する。

近年、磁気記録の分野においては、高音質の音声データや高画質の映像データの如きデータを大量に記録する必要性が高まっており、記録或いは再生するデータ量が飛躍的に増大している。また、記録或いは再生するデータ量の飛躍的な増大とともに、データを短時間で記録或いは再生する高転送レート化が望まれている。このような実情の下、いわゆる線形記録方式によってデータの記録や再生を行う磁気テープ式ストレージシステムにおいては、記録密度を向上させるために一つのデータトラック当りの線記録密度を向上させることに加え、磁気テープのトラック密度を高めるための技術開発が進められている。

また、線形記録方式の磁気テープ式ストレージシステムにおいて記録密度の向上と転送レートの向上とを両立させるためには、記録や再生を行うヘッド素子をヘッドに複数配設してチャネル数を増やすことで転送レートの向上を図っている。通常、このような線形記録方式の磁気テープ式ストレージシステムにおいては、データの記録や再生を行う際にサーボヘッドによってサーボバンドのサーボ信号を読み取ることで磁気ヘッドの位置決めを行う。このような磁気テープ式ストレージシステムとしては、ＬＴＯＵｌｔｒｉｕｍ（登録商標）テープドライブが知られている。ＬＴＯＵｌｔｒｉｕｍは、Ｈｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄ社、ＩＢＭ社、Ｓｅａｇａｔｅ社の３社が共同開発したＬＴＯ（ＬｉｎｅａｒＴａｐｅ―Ｏｐｅｎ）テクノロジーに基づいて策定された大容量高速テープ規格である。このような規格に基づく磁気テープ式ストレージシステムにおいては、磁気ヘッド装置に設けられた複数のヘッド素子により、複数のデータトラックに対して同時にデータの記録や再生が行われ、データの転送レートが高められている。

図９は、上述した磁気テープ式ストレージシステムでヘッド素子とデータトラックとのミストラックが生じた際の位置ずれ補正方法を示す図である。図９(ａ)は、磁気テープ１００が図中矢印Ａ方向に磁気テープ１００全体が振れることにより、磁気ヘッド１０１に配設されたヘッド素子１０４_１〜１０４_８とデータトラック１０３_１〜１０３_８とに位置ずれが生じた状態を示す図である。磁気テープ１００は、磁気テープ１００の長手方向Ｌ_０、すなわち磁気テープ１００の走行方向に沿って走行される。磁気テープ１００は、長手方向Ｌに沿って延在するように形成された複数のデータトラック１０３_１〜１０３_８からなるデータ領域と、このデータ領域の両側にそれぞれ形成されたサーボバンド１０５_１，１０５_２を備える。磁気テープ１００が幅方向Ｗ_０に沿って矢印Ａ_０で示す方向に振れた際には、データトラック１０３_１〜１０３_８とヘッド素子１０４_１〜１０４_８とに位置ずれｄが生じ、ヘッド素子１０４_１〜１０４_８によるデータの記録や再生に不都合が生じる。図９(ｂ)は、この位置ずれｄを補正して全てのヘッド素子１０４_１〜１０４_８の位置をデータトラック１０３_１〜１０３_８の位置に一致させた状態を示す。位置ずれｄ_０を補正するためには、サーボヘッド１０６_１，１０６_２がサーボバンド１０５_１，１０５_２から検出するサーボ信号に基づいて、矢印Ｂ_０で示す方向に位置ずれｄ_０に相当する距離だけ磁気ヘッド装置１０１を移動させることにより、全てのヘッド素子１０４_１〜１０４_８をデータトラック１０３_１〜１０３_８に追従させて位置合わせを行う。

また、上述した磁気ヘッド装置１０１とデータトラック１０３_１〜１０３_８との位置ずれを補正する方法だけでなく、磁気テープが収縮した場合にヘッド素子とデータトラックとのミストラックを低減する技術も検討されており、例えば、磁気ヘッドに複数配設されたトランスデューサの方位角度を変更することにより、磁気テープが収縮した際にこれらトランスデューサをデータトラックに正しく位置合わせする技術も開示されている（例えば、特許文献１。）。

特開平１１−３５３６３０号公報

ところで、今後、磁気テープの記録密度及び磁気テープを用いた場合の転送レートを高めていくうえで、磁気ヘッド装置と磁気テープの熱膨張係数の違い、或いは湿度膨張係数の違いによる影響が顕在化してくることが予想される。例えば、高精度でヘッド素子をデータトラックに位置決めすることができるサーボ方式を確立し、これを用いてヘッド素子の位置決めを極めて正確に行ったとしても、磁気ヘッド装置と磁気テープの熱膨張係数が異なる場合には、ヘッド素子とデータトラックとの間に位置ずれが生じることになる。例えば、記録時の温度と再生時の温度とが異なる場合、磁気テープが幅方向に沿って膨張或いは収縮した結果生じる寸法変化と、磁気ヘッド装置が幅方向に沿って膨張或いは収縮した結果生じる寸法変化とが異なるため、磁気ヘッド装置全体を移動させてさせるだけでは磁気ヘッド装置に複数設けられているヘッド素子を各データトラックにそれぞれ精度良く位置決めすることが困難となる。特に、磁気テープの外側に形成されたデータトラックほどヘッド素子との位置ずれは大きくなる。

また、上述した磁気ヘッド装置と磁気テープの膨張、又は収縮による寸法変化の差に起因するミストラックは、磁気テープの収縮或いは膨張の前後においてデータトラックのトラック幅によらず少なくともデータトラックの間隔の１／２以上のズレが起きると確実に発生すると考えられる。すなわち、式（１）で示す関係式が成立する場合にミストラックが生じる。ここで、αｈは磁気ヘッド装置の熱膨張係数、αｍは磁気テープの熱膨張係数、ΔＴは環境温度差、Ｌは磁気テープの幅方向の寸法、Ｔｐはデータトラックのピッチを示す。

したがって、正確にサーボを行って複数のヘッド素子をデータトラックに位置合わせしても、磁気テープの膨張或いは収縮の前後におけるデータトラックの幅方向への移動量が各データトラックで異なるため、従来のヘッド全体を移動させる方法では全てのヘッド素子によって正確にデータトラックをトラッキングすることは困難となる。

また、特許文献１によって開示された技術は、磁気ヘッド装置に複数配設されたトランスデューサの方位角度を変更することによりトランスデューサとデータトラックとの位置合わせを行うことから、磁気テープの収縮及び膨張によって生じるヘッド素子とデータトラックとの位置ずれを自在に補正することは困難となる。

さらに、ヘッド素子とデータトラックとの位置ずれは、温度や湿度の如き使用環境による磁気テープの膨張或いは収縮に起因するものに限定されない。例えば、磁気テープ毎のデータトラックのピッチのばらつきによってもヘッド素子とデータトラックとの位置ずれは生じ、磁気テープ式ストレージシステムで用いる磁気テープを交換する毎にデータトラックのピッチに合わせて個別にヘッド素子を位置合わせすることも必要となる。

このような実情の下、今後、データトラックの幅寸法の狭め、且つデータトラックのピッチを狭めることで磁気テープの記録密度を高めていくうえで、複数のヘッド素子とデータトラックとを精度良く位置合わせし、確実にトラッキングする技術は益々重要になると考えられる。

よって、本発明は、記録密度、及びデータの転送レートを向上させた場合でも、精度良くトラッキングを行うことができる位置ずれ補正方法、及びこれを応用した磁気テープ式システムを提供することを目的とする。

本発明にかかる位置ずれ補正方法は、線形記録方式によってデータが記録されるテープに複数形成されるデータトラックと、前記データを記録するヘッド装置に複数配設されるヘッド素子との位置ずれを補正する位置ずれ補正方法であって、前記ヘッド素子の位置と前記データトラックの位置とが略一致するように、前記テープの幅方向に沿って前記位置ずれを個別に補正することを特徴とする。本発明にかかる位置ずれ補正方法によれば、データトラックの位置とヘッド素子の位置とのテープの幅方向に沿った位置ずれを個別の位置ずれに応じて自在に補正することができ、複数のヘッド素子をデータトラックにそれぞれ正確に位置合わせすることができる。よって、データトラックのトラック幅及びピッチを狭めて記録密度を高めた場合でも、複数のヘッド素子の全てによって正確にデータトラックをトラッキングすることが可能となり、複数のヘッド素子を用いることによって高められたデータの転送レートを維持したまま、テープの記録密度を高めることができる。

また、本発明にかかる位置ずれ補正方法においては、前記ヘッド素子は前記幅方向に沿って配設され、前記ヘッド素子を前記幅方向に沿って移動させることができる。これにより、テープの幅方向に沿って生じたヘッド素子とデータトラックとの位置ずれを個別に補正することができる。

さらにこのような位置ずれ補正方法においては、前記ヘッド素子の間に配設される位置ずれ補正手段を前記位置ずれに応じて伸縮させても良い。ヘッド素子とデータトラックとの位置ずれに応じて位置ずれ補正手段を伸縮させることにより、複数のヘッド素子を個別に位置合わせすることが可能となる。このような位置ずれ補正手段としては、例えば、圧電素子が好適であり、ヘッド素子とデータトラックとの位置ずれに応じた電圧を各圧電素子に印加することにより圧電素子の伸縮を個別に調整することができ、ヘッド素子とデータトラックとの個別の位置ずれに応じて自在にヘッド素子を移動させることで位置ずれを補正することが可能となる。

また、本発明にかかる位置ずれ補正方法においては、前記テープの長手方向に沿って加えられる引っ張り力を調整することにより、前記テープを前記幅方向に沿って伸縮させることもできる。テープの長手方向に加える引っ張り力を調整することにより、テープは長手方向だけでなく幅方向にも伸縮する。テープが幅方向に伸縮することにより、データトラックの位置を調整することができる。これにより、ヘッド素子とデータトラックとの位置ずれを補正して複数のヘッド素子によってデータトラックを確実にトラッキングすることが可能となる。また、本発明にかかる位置ずれ補正方法は、前記位置ずれが前記テープの使用環境によって前記テープの寸法が変化することで生じる場合にヘッド素子とデータトラックとを位置合わせする際に好適であり、さらにまた、前記位置ずれが、前記データトラックの位置のばらつきによって生じる場合にも適用可能である。

本発明にかかる磁気テープ式システムは、線形記録方式によって磁気テープにデータを記録する磁気テープ式システムにおいて、前記磁気テープに複数形成されるデータトラックの位置と、前記データトラックに前記データを記録するヘッド装置に複数配設されるヘッド素子の位置との位置ずれを検出する位置ずれ検出手段と、前記位置ずれを前記磁気テープの幅方向に沿って個別に補正して、前記データトラックの位置と前記ヘッド素子の位置とを略一致させる位置ずれ補正手段とを備えることを特徴とする。本発明にかかる磁気テープ式システムによれば、ヘッド素子とデータトラックとの位置ずれを検出し、この位置ずれを磁気テープの幅方向に沿って個別に補正することにより、磁気ヘッドに複数配設されたヘッド素子の全てとデータトラックとを略一致させることが可能となる。これにより、複数のヘッド素子によって同時にデータトラックへのデータの記録や再生を行うことができ、データの転送レートを高めるとともに確実にトラッキングすることができる。さらに、ヘッド素子とデータトラックとを正確に位置合わせすることができることにより、磁気テープ上にデータトラックを密に形成して記録密度をより高めることも可能となる。

このような磁気テープ式システムにおいては、前記ヘッド素子は前記幅方向に沿って配設され、前記位置ずれ補正手段は前記ヘッド素子の間に配設されて前記ヘッド素子を前記幅方向に沿って移動させても良い。これにより、ヘッド素子とデータトラックと位置ずれに応じてヘッド素子を自在に移動させ、ヘッド素子の位置とデータトラックの位置とを略一致させて確実にデータの記録や再生を行うことができる。このような位置ずれ補正手段としては、例えば圧電素子を用いることができ、印加される電圧によって圧電素子の伸縮を正確に調整してヘッド素子の移動量を調整することができる。

本発明にかかる磁気テープ式システムにおいては、前記位置ずれ補正手段は、前記磁気テープの長手方向に沿って加えられる引っ張り力を調整することにより前記磁気テープを前記幅方向に伸縮させても良い。磁気テープを幅方向に沿って伸縮させることにより当該磁気テープに形成されたデータトラックの位置を補正することが可能であることから、データトラックとヘッド素子との位置ずれを補正し、確実にデータの記録や再生を行うことができる。また、前記位置ずれ検出手段を前記磁気テープに形成されたサーボトラックからサーボ信号を検出するサーボヘッドとしても良い。

以上、説明したように本発明にかかる位置ずれ補正方法によれば、テープの幅方向に沿って生じたデータトラックとヘッド素子との位置ずれを補正することができる。これにより、複数のヘッド素子によりトラックを正確にトラッキングすることができ、データの転送レートを維持したまま確実なトラッキングを行うことができる。さらに、テープの記録密度を高めるためにデータトラックの幅寸法を狭めて細線化した場合でも、各データトラックとこれらデータトラックにデータの記録、又は再生を行うヘッド素子との位置ずれを個別に補正することができる。これにより、テープの幅方向に沿った位置ずれをそれぞれ個別に補正することができ、複数のヘッド素子により確実にデータトラックをトラッキングすることができる。したがって、データの転送レート及びテープに記録されるデータの記録密度を高めることが可能となる。

また、温度や湿度の変化によるテープの幅寸法変化によるデータトラックとヘッド素子との位置ずれに限定されず、テープ毎のばらつきに起因するミストラックも低減することができる。磁気テープ式システムで交換される磁気テープごとにデータトラックとヘッド素子との位置ずれを検出し、この位置ずれ量に応じて磁気テープの引っ張り力を調整し、ヘッド素子のピッチをデータトラックのピッチに合わせて調整することにより、確実にトラッキングを行うことができる。すなわち、従来磁気テープとヘッド全体との相対的な位置ずれを調整するだけで行われていたトラッキングだけでなく、磁気テープの幅方向に沿ってデータトラックとヘッド素子との位置ずれを個別に補正することができることにより、複数のヘッド素子全てによって確実にトラキングすることができる。

さらに本発明にかかる位置ずれ補正方法により応用してデータの記録・再生を行うことができる磁気テープ式システムによれば、線形記録方式によってデータの記録や再生が行われる磁気テープの転送レートを高めることができるとともに、記録密度を高めることも可能となる。

以下、本発明にかかる位置ずれ補正方法、及びこれを応用した磁気テープ式システムについて図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明にかかる位置ずれ補正方法、及びこれを応用した磁気テープ式システムは本実施形態のものに限定されず、ヘッド素子とデータトラックとの位置ずれを補正することができるものであれば、本発明の範囲内で適宜変更可能であることは勿論である。
［第１の実施の形態］

本実施形態にかかる位置ずれ補正方法は、線形記録方式によってデータが記録される磁気テープに複数形成されるデータトラックと、データを記録する磁気ヘッド装置に複数配設されるヘッド素子との位置ずれを補正する位置ずれ補正方法であって、ヘッド素子の位置とデータトラックの位置とが略一致するように、磁気テープの幅方向に沿って位置ずれを個別に補正することを特徴とする。本実施形態にかかる位置ずれ補正方法は、例えば、磁気テープを記録媒体とする磁気テープ式システムに好適とされる。

図１は、本実施形態にかかる磁気テープ式システムで用いられる磁気テープの構成を示す図であり、図１(ａ)は、磁気テープカートリッジ１から磁気テープ１０が引き出された状態を示す図である。磁気テープ１０は、磁気テープカートリッジ１に巻回された状態で磁気テープ式システムに取り付けられて使用されて、データの記憶や再生が行われる。なお、磁気テープ１０は線形記録方式で記録可能な磁気テープであれば如何なるものでも良く、データ領域数やデータトラック数も磁気テープ１０のものに限定されない。
図１(ｂ)は磁気テープ１０の一部を拡大して示した図である。図１(ｂ)に示すように、磁気テープ１０は、例えばデータを記録するためのデータ領域１２が磁気テープ１０の幅方向に沿って４つ形成されており、各データ領域１２の両側にサーボバンド１１が形成されている。サーボバンド１１は、磁気テープ１０の長手方向、すなわち磁気テープ１０の走行方向に沿って延在するように形成されており、データ領域１２に記録されたデータの位置情報が記録されている。

図１(ｃ)は、図１(ｂ)において点線で示した領域の拡大図である。データ領域１２は、８つのデータトラック１５を備えている。データトラック１５は、磁気テープ１０の長手方向に沿って延在するように形成されている。また、データトラック１５は、磁気テープ１０の幅方向に沿って略等しいピッチで形成されている。磁気テープカートリッジ１が取り付けられる磁気テープ式システムは、磁気テープ１０にデータを記録及び再生の少なくとも一方を行う磁気ヘッド装置を備える。この磁気ヘッド装置は、データ領域１２へのデータの記録が完了した後、磁気テープ１０の幅方向に沿って移動し、他のデータ領域１２でデータの記録や再生を行う。

この磁気ヘッド装置がデータ領域１２にデータを記録する際には、磁気ヘッド装置に複数設けられたヘッド素子でそれぞれのデータトラック１５をトラッキングしながらデータを記録する。これら複数のヘッド素子は、それぞれ所定のデータトラック１５にオントラックされ、磁気テープ１０がその長手方向に沿って往復するように走行されることで、データトラック１５にデータを記録する。すなわち、この磁気ヘッド装置は、複数のデータトラック１５に同時にデータを記録するいわゆるマルチトラックヘッドとされ、データの転送レートが単一のヘッド素子でデータを記録する場合に比べて格段に高められている。また、磁気テープ１０に記録されたデータの再生もデータを記録する場合と略同様の手順で行われる。なお、データ領域１２に形成されるデータトラック１５の数は８トラックに限定されず、所要のトラック数が形成されていれば良いことはいうまでもなく、データトラック数に応じたヘッド素子が磁気ヘッド装置に設けられていれば良い。

続いて、図２を参照しながら本実施形態にかかる位置ずれ補正方法について詳細に説明する。図２(ａ)は、図１で説明した磁気テープ１０と同様の構成とされる磁気テープ２０のデータ領域２２に磁気ヘッド装置２１をトラッキングした状態を示す図である。磁気ヘッド装置２１は、磁気テープ２０の幅方向Ｗ_１を長手方向とし、略矩形状とされる。さらに、磁気ヘッド装置２１は、サーボヘッド２６_１，２６_２、ヘッド素子２４_１〜２４_８、及び圧電素子２７_１〜２７_８が配設されている。なお、磁気ヘッド装置２１は、磁力によってデータの記録や再生を行うヘッド装置であるが、本発明にかかる位置ずれ補正方法は磁力によってデータの記録や再生を行う場合に限定されるものではない。

サーボヘッド２６_１，２６_２は磁気ヘッド２１の両端にそれぞれ配設されている。サーボヘッド２６_１，２６_２はサーボバンド２５_１，２５_２に記録されたサーボ信号を読み取り、磁気ヘッド装置２１がデータ領域２２からずれている場合の位置ずれを検出する位置ずれ検出手段とされる。磁気ヘッド装置２１はこのサーボ信号に基づいてトラッキングが調整されるとともに、サーボヘッド２６_１，２６_２は磁気ヘッド２１に配設された各ヘッド素子２４_１〜２４_８のデータトラック２３_１〜２３_８からの位置ずれを検出する。なお、サーボバンド２５_１，２５_２は複数のサーボトラックから構成されており、磁気ヘッド２１がデータ領域２２でデータの記録を行うために幅方向Ｗ_１に逐次移動する際に、これらサーボトラックに記録された信号をサーボヘッド２６_１，２６_２がその都度読み取ることでデータ領域２２内での磁気ヘッド装置２１の移動量が制御される。

ヘッド素子２４_１〜２４_８はデータ領域２２を構成するデータトラック２３_１〜２３_８にデータを記録する素子であり、データを記録する記録部と、記録したデータがデータトラックに記録されたことを確認するための再生部とを備える。ヘッド素子２４_１〜２４_８は、磁気ヘッド装置２１の長手方向、すなわち磁気テープ２０の幅方向Ｗ_１に沿って８素子配設されており、磁気ヘッド装置２１は複数のヘッド素子２４_１〜２４_８を備えるマルチトラックヘッドとされる。さらに、各ヘッド素子２４_１〜２４_８のピッチはデータトラック２３_１〜２３_８のピッチに合わせて略等しい値とされ、各ヘッド素子２４_１〜２４_８の位置はそれぞれデータトラック２３_１〜２３_８の位置と略一致している。

圧電素子２７_１〜２７_９は、ヘッド素子２４_１〜１４_８の間、及びサーボヘッド２６_１，２６_２とヘッド素子２４_１，２４_８との間に、それぞれ一素子ずつ配設され、合わせて９素子配設されている。圧電素子２７_１〜１７_９は、ヘッド素子２４_１〜２４_８とデータトラック２３_１〜２３_８との位置ずれを補正する位置ずれ補正手段とされる。圧電素子２７_１〜１７_９は、ヘッド素子２４_１〜２４_８とデータトラック１３_１〜１３_８とが位置ずれしている際に、ヘッド素子２４_１〜２４_８を幅方向Ｗ_１に沿ってそれぞれ所要量だけ移動させることにより、各ヘッド素子２４_１〜２４_８の位置をそれぞれデータトラック２３_１〜２３_８の位置に略一致させる。圧電素子２７_１〜２７_８は、例えば圧電性を有するセラミックスで形成され、印加される電圧に応じて幅方向Ｗ_１に沿って伸縮することで幅方向Ｗ_１に沿った寸法が可変とされる。

図２(ｂ)は、磁気テープ２０が膨張することによりデータトラック２３_１〜２３_８とヘッド素子２４_１〜２４_８とに位置ずれが生じた状態を示す図である。このような位置ずれは温度変化や湿度変化の如き環境変化によって生じる。通常、磁気ヘッド２１の熱膨張率より磁気テープ２０の熱膨張率が大きいことから、図中上側、すなわち磁気テープ２０の外側に近い領域に形成されたデータトラックほどヘッド素子との位置ずれが大きくなる。例えば、データ領域２２の磁気テープの外側に最も近い領域に形成されているデータトラック２３_１とヘッド素子２４_１との位置ずれの大きさｄ_１１は、データ領域２２の磁気テープの内側に最も近い領域に形成されているデータトラック２３_８とヘッド素子２４_８との位置ずれの大きさｄ_１８に比べて比較的大きくなる傾向にある。

また、磁気テープ２０の外側に近い領域に形成されているサーボバンド２５_１とサーボヘッド２６_１との位置ずれは、磁気テープ２０の内側に近い領域に形成されるサーボバンド２５_２とサーボヘッド２６_２との位置ずれに比べて大きくなる。したがって、サーボバンド２５_１，２５_２とサーボヘッド２６_１，２６_２で検出されるサーボ信号の違いにより、ヘッド素子２４_１〜２４_８とデータトラック２３_１〜２３_８の位置ずれ量を検出することができる。例えば、サーボバンド２５_１，２５_２に記録されたサーボ信号が幅方向Ｗ_１に沿って傾斜した信号強度を有し、このサーボ信号をサーボヘッド２６_１，２６_２が検出することによりヘッド素子２４_１〜２４_８の位置の調整方向及びヘッド素子２４_１〜２４_８の移動量を決めることができる。各圧電素子２７_１〜２７_９の伸び幅は圧電素子２７_１〜２７_９に印加される電圧によって調整することができ、この電圧はサーボヘッド２６_１，２６_２で検出されたサーボ信号に基づいて調整される。さらに精度良く圧電素子２７_１〜２７_９の伸び幅を調整する場合には、各データトラック２３_１〜２３_８毎にサーボバンドを形成しておいても良い。

図２(ｃ)は、圧電素子２７_１〜２７_９が伸びることによりヘッド素子２４_１〜２４_８が幅方向Ｗ_１に沿って移動し、ヘッド素子２４_１〜２４_８の位置とデータトラック２３_１〜２３_８の位置とが略一致している状態を示す。ヘッド素子２４_１〜２４_８の幅方向Ｗ_１に沿った各移動量は、磁気テープ２０の外側に近い領域ほど大きくなるため、圧電素子２７_１〜２７_９の伸び幅を調整してヘッド素子２４_１〜２４_８の移動量が個別に調整される。このように、所定のデータトラックからのヘッド素子の位置ずれに応じて各ヘッド素子２４_１〜２４_８の幅方向Ｗ_１に沿った移動量を個別に調整することにより、複数のヘッド素子２４_１〜２４_８の位置をそれぞれ所定のデータトラック２３_１〜２３_８の位置に略一致させることができ、磁気ヘッド装置２１に設けられた全てのヘッド素子２４_１〜２４_８をデータトラック２３_１〜２３_８に位置合わせして、データの記録や再生を行うことが可能となる。

本実施形態では磁気テープ２０が熱膨張した場合について説明したが、本実施形態にかかる位置ずれ補正方法は、磁気テープの収縮によってヘッド素子とデータトラックとの間に位置ずれが生じた場合にも適用することができる。磁気テープが収縮した場合には、圧電素子の寸法を磁気テープの幅方向に沿って縮めることにより、全てのヘッド素子をデータトラックにトラッキングすることができる。すなわち、圧電素子の如き位置ずれ補正手段を用いることにより、磁気テープが膨張或いは収縮した場合でも全てのヘッド素子の位置を自在に調整することができ、これにより全てのヘッド素子をデータトラックにトラッキングすることができる。なお、本実施形態では、磁気ヘッドの寸法を一定に維持しながら当該磁気ヘッドに配設されたヘッド素子を磁気ヘッド内で移動させているが、圧電素子によって各ヘッド素子間の間隔が補正されることにより、磁気ヘッドの長手方向に沿った寸法が可変とされても良い。また、本実施形態にかかる位置ずれ補正方法によれば、磁気テープ２０の一部が膨張又は収縮することによって生じたヘッド素子とデータトラックの位置ずれも容易に補正することができる。

図１及び図２を参照しながら説明したように、本実施形態にかかる位置ずれ補正方法によれば、磁気ヘッドに対する磁気テープの相対的な位置ずれを補正する従来の位置ずれ補正方法に比べて、複数のヘッド素子を複数のデータトラックに精度良く位置合わせすることができる。特にマルチトラックヘッドの如きヘッド装置においては、好適な位置ずれ補正方法とされる。また、上述した位置ずれ補正手段は、圧電素子の如き伸縮自在の素子に限定されず、ヘッド素子のシフト量を個別に調整することができるものであれば、如何なる手段でも良いことはいうまでもない。さらに、データトラックとヘッド素子との位置ずれが磁気テープの膨張或いは収縮によって生じるものに限定されず、磁気テープの寸法ばらつきや磁気テープに形成されるデータトラックのピッチばらつきによる位置ずれでも良く、このような位置ずれを補正する際にも本実施形態にかかる位置ずれ補正方法は好適である。さらに、磁気テープの幅方向に沿ってデータトラックのピッチに粗密が生じた場合でもヘッド素子の位置を自在に調整してヘッド素子をデータトラックにトラッキングさせることができる。

また、本実施形態にかかる位置ずれ補正方法を応用した磁気テープ式システムによれば、線形記録方式によりデータの記録や再生を行う場合に精度良くトラッキングすることができ、磁気テープに記録されたデータの転送レート及び記録密度を高めることができる。
［第２の実施の形態］

本実施形態にかかる位置ずれ補正方法は、線形記録方式によってデータが記録される磁気テープに複数形成されるデータトラックと、磁気データを記録する磁気ヘッド装置に複数配設されるヘッド素子との位置ずれを補正する位置ずれ補正方法であって、ヘッド素子の位置とデータトラックの位置とが略一致するように、磁気テープの幅方向に沿って位置ずれを個別に補正するものであり、磁気テープの長手方向に沿って加えられる引っ張り力を調整することにより、磁気テープを幅方向に沿って伸縮させることを特徴とする。

図３及び図４は、本実施形態にかかる位置ずれ補正方法の基本的な概念を説明する図である。なお、磁気テープは、第１の実施形態で説明した磁気テープと略同様に構成とされることから詳細な説明は省略する。

図３は、磁気テープ３０が磁気テープ３０の幅方向に伸びた場合に磁気テープ３０の幅方向に沿った伸びを補正する手順を示す図である。図３(ａ)に示すように、磁気テープ３０は所定の引っ張り力Ｆ_１で引っ張られた状態で幅寸法がＷ_２とされ、磁気テープ式システムに走行される。磁気テープ３０に形成されたデータトラックと、これらデータトラックにデータを記録する磁気ヘッド装置に形成された複数のヘッド素子のピッチは略一致しており、磁気テープ３０は、ヘッド素子がデータトラックに位置合わせされた状態でデータが記録、又は再生される。

図３(ｂ)に示すように、磁気テープ３０が幅方向に沿って伸びた場合に磁気テープ３０に加える引っ張り力を増大させることにより磁気テープ３０の幅方向の伸びを補正する。図中点線で示した磁気テープは、磁気テープ３０が膨張することにより幅寸法Ｗ_２が幅寸法Ｗ'_２に増大した磁気テープ３０ａを示す。磁気テープ３０から磁気テープ３０ａへの幅寸法の増大は、使用環境の変化、例えば湿度や温度の変化により生じる。幅寸法が幅寸法Ｗ_２から幅寸法Ｗ'_２に伸びた磁気テープ３０ａにおいては、磁気テープ３０ａに形成されているデータトラックの位置が磁気テープ３０の本来のデータトラックの位置からずれており、磁気ヘッド装置に配設された複数のヘッド素子の位置と磁気テープ３０ａのデータトラックの位置とに位置ずれが生じている。このとき、磁気テープ３０ａの長手方向に沿って加える引っ張り力Ｆ_１を引っ張り力Ｆ_２に強めることにより磁気テープ３０ａの幅寸法が幅寸法Ｗ'_２から幅寸法Ｗ_２に縮まり、データトラックの位置をヘッド素子の位置に略一致させることができる。このように磁気テープ３０の長手方向に沿って加える引っ張り力を調整することにより、複数のヘッド素子の全てをデータトラックにトラッキングさせることができる。

図４は、磁気テープ４０が幅方向に沿って収縮した磁気テープ４０ａの縮みを補正する手順を示す図である。図４(ａ)に示すように、磁気テープ４０が所定の引っ張り力Ｆ_３で引っ張られた状態で磁気テープ式システムに走行される際には、磁気テープ４０の幅寸法はＷ_３とされる。磁気テープ４０に形成されたデータトラックと、これらデータトラックにデータを記録する磁気ヘッド装置に配設された複数のヘッド素子のピッチは略一致しており、磁気テープ４０はヘッド素子がデータトラックにトラッキングされた状態でデータが記録される。

図４(ｂ)に示すように、磁気テープ４０が幅方向に沿って収縮した磁気テープ４０ａに加える引っ張り力を引っ張り力Ｆ_３から引っ張り力Ｆ_４に弱めることにより磁気テープ４０の幅方向の縮みを補正する。図中点線で示した磁気テープは、磁気テープ４０が収縮することにより幅寸法Ｗ_３が幅寸法Ｗ'_３に減少した磁気テープ４０ａを示す。磁気テープ４０から磁気テープ４０ａへの幅寸法の減少は、使用環境の変化、例えば湿度や温度の変化により生じる。幅寸法が幅寸法Ｗ_３から幅寸法Ｗ'_３に縮んだ磁気テープ４０ａにおいては、磁気テープ４０ａに形成されているデータトラックの位置が磁気テープ４０のデータトラックの位置からずれており、磁気ヘッドに配設された複数のヘッド素子の位置と磁気テープ４０ａのデータトラックの位置とに位置ずれが生じている。このとき、磁気テープ４０ａの長手方向に沿って加える引っ張り力Ｆ_３を引っ張り力Ｆ_４に減少することにより磁気テープ４０ａが幅方向に沿って伸び、幅寸法Ｗ'_３を幅寸法Ｗ_３に増大させることができる。この幅寸法の補正によって各データトラックが元の位置に位置合わせされてデータトラックの位置をヘッド素子の位置に略一致させることができる。

続いて、図３及び図４を参照しながら説明した本実施形態にかかる位置ずれ補正方法を更に詳細に説明する。図５は、図３に示した磁気テープ３０の一部を拡大した図である。図５(ａ)は、図３(ｂ)に示した磁気テープ３０ａの一部を拡大した図であり、磁気ヘッド装置３１に複数配設されたヘッド素子３４_１〜３４_８とサーボヘッド３６_１，３６_２とが磁気テープ３０ａの幅方向に沿って位置ずれを生じている。図５(ａ)に示すように、ヘッド素子３４_１〜３４_８とデータトラック３３_１〜３３_８との位置ずれは、磁気テープ３０ａの外側に近い領域に形成されたデータトラックほど大きく、例えば、ヘッド素子３４_８とデータトラック３３_８の位置ずれｄ_３８に比べて、磁気テープ３０ａの外側に配設されるヘッド素子３４_１とデータトラック３３_１との位置ずれｄ_３１は比較的大きい。そこで、図５(ｂ)に示すように、磁気テープ３０ａに加えられる引っ張り力Ｆ_１を引っ張り力Ｆ_２に強めることにより、磁気テープ３０ａの幅方向への伸びを補正して本来の幅寸法に補正して、データトラック３３_１〜３３_８をそれぞれヘッド素子３４_１〜３４_８に位置合わせする。磁気テープ３０及び幅方向へ伸びが生じた磁気テープ３０ａに加える引っ張り力を制御するためのテンション制御機構は、磁気テープ３０自身の幅方向に沿った寸法を調整することによりデータトラック３３_１〜３３_８とヘッド素子３４_１〜３４_８の位置ずれを補正する位置ずれ補正手段であり、これについては後述する。

図６は、磁気テープ４０ａの幅方向寸法が補正される状態を示す図である。図６(ａ)は、図４(ｂ)に示した磁気テープ４０ａの一部を拡大した図であり、磁気ヘッド４１に複数配設されたヘッド素子４４_１〜４４_８とサーボヘッド４６_１，４６_２とがそれぞれデータトラック４３_１〜４３_８とサーボバンド４５_１，４５_２から幅方向に沿って位置ずれを生じている。図６(ａ)に示すように、データトラック４３_１〜４３_８とヘッド素子４４_１〜４４_８との位置ずれは、磁気テープ３０ａの外側に近い領域に形成されたデータトラックほど大きくなる傾向にあり、例えば、ヘッド素子３４_８とデータトラック３３_８の位置ずれｄ_４８に比べて、最も外側に配設されるヘッド素子３４_１とデータトラック３３_１との位置ずれｄ_４１は大きくなる。そこで、図６(ａ)及び(ｂ)に示すように、磁気テープ４０ａに加えられる引っ張り力Ｆ_３を引っ張り力Ｆ_４に弱めることにより、磁気テープ４０の幅方向への収縮を補正して、データトラック４３_１〜４３_８をそれぞれ本来の位置に移動させ、ヘッド素子４４_１〜４４_８に位置合わせする。磁気テープ４０及び幅方向へ縮んだ磁気テープ４０ａに加える引っ張り力を制御するためのテンション制御機構は、データトラック４３_１〜４３_８とヘッド素子４４_１〜４４_８の位置ずれを補正する位置ずれ補正手段であり、磁気テープ自身の幅方向に沿った寸法を調整する。なお、テンション制御機構については後述する。

上述したように、磁気テープの幅方向に沿ったデータトラックとヘッド素子との位置ずれに応じて当該磁気テープを走行させる際の引っ張り力を調整することにより、複数のヘッド素子をデータトラックに位置合わせすることができ、データトラックの位置とヘッド素子の位置との位置ずれを補正しながらデータの記録、又は再生を行うことが可能となる。これにより、記録密度を高めるためにデータトラックのトラック幅やピッチを狭めた場合でも、正確に複数のヘッド素子によってデータトラックをトラッキングすることができる。

このように、磁気テープに形成されたデータトラックの位置と、これらデータトラックにデータを記録、再生するヘッド素子の位置との位置ずれを個別に補正することにより、ヘッド素子が配設される磁気ヘッド全体と磁気テープとの相対的な位置ずれを補正する場合に比べて、高精度にオントラック状態を確保することができる。すなわち、磁気ヘッドに固定された状態で配設される複数のヘッド素子に対しては、磁気テープを幅方向に伸縮させることでデータトラックの位置ずれが個別に補正され、ヘッド素子の位置とデータトラックの位置とを略一致させてオントラック状態を確保することができる。また、磁気テープは、使用環境だけに止まらず、磁気テープ毎の寸法ばらつき、或いは磁気テープに形成されるデータトラックやサーボバンド自体の幅寸法やこれらデータトラックの位置のばらつきによってもヘッド素子の位置に対して位置ずれを生じる。このような位置ずれについても、本実施形態にかかる位置ずれ補正方法を行うことにより位置ずれを個別に補正して、確実にトラッキングすることができる。さらに、磁気テープの幅方向に沿ってデータトラックのピッチに粗密が生じた場合でも自在にデータトラックとヘッド素子を位置合わせすることができる。

さらに、本実施形態にかかる位置ずれ補正方法を応用した磁気テープ式システムよれば、複数のヘッド素子によりデータの記録、又は再生を行うことができることから、データの転送レートを高めるとともに磁気テープの記録密度を高めることもできる。磁気テープは使用環境によっては、１％〜２％程度の寸法変化を伴う場合があり、例えば、磁気テープの幅寸法が約１２．７ｍｍ（１／２インチ）の場合においては、磁気テープの幅方向の寸法変化は約１００〜約３００μｍ程度伸縮する。磁気テープに形成されるデータトラックの幅寸法が約５μｍの場合、データトラックにおいて実際にデータの記録、再生を行うための領域はヘッド素子との位置ずれによるマージンを考慮して約１〜約２μｍ幅とされ、磁気テープの変形に起因するデータトラックとヘッド素子との位置ずれは甚大なものとなる。このような位置ずれを補正するためには、磁気テープと磁気ヘッド装置全体との相対的な位置を調整するだけでは不十分である。したがって、本実施形態の如き位置ずれ補正方法によってデータトラックとヘッド素子との位置ずれを位置ずれした寸法だけそれぞれ補正することにより、確実にトラッキングを行うことができる。これにより、データトラックのトラック幅とピッチを狭めることが可能となり、磁気テープの記録密度高めることができる。さらに、複数のヘッド素子によるデータの記録、再生を行うことによるデータの転送レートを高めることも可能となる。

次に、磁気テープを走行させる際に加える引っ張り力を制御するテンション制御機構について説明する。図７及び図８は、テンション制御機構の構成を示す図であり、図７は平面図、図８はテンション制御機構の要部の構成を示す斜視図である。

図７及び図８に示すように、テンション制御機構７０は、一方の端をベルト固定部７１に固定され他方の端をテンションレギュレータ７３に固定された状態でブレーキドラム７７に巻回されるスチールベルト７２と、支持体７４と支持体７４に設けられたガイド７６からなるテンションレギュレータ７３、ガイド７６によって案内される磁気テープ７９のテンションを調整する引っ張りバネ８０、及び引っ張りバネ８０の引っ張り力を調整するアクチュエータ８１から構成される。なお、図９では、テープ供給リール７８を図示していない。テンションレギュレータ７３は支持体７４の回転軸７５を中心として回転自在とされており、アクチュエータ８１が図中方向Ａ又は方向Ｂに可動自在とされることにより、引っ張りバネ８０の引っ張り力を調整することができる。これにより、テープ供給リール７８から供給される磁気テープ７９にガイド７６を押し付ける押付力を調整し、磁気テープ７９のテンションを調整することができる。このようなテンション制御機構７０によれば、磁気テープ７９の長手方向、すなわち走行方向に沿って加えられる引っ張り力をアクチュエータ８１によって自在に調整することができる。なお、アクチュエータ８１は、磁気テープ７９が走行する際に摺接される磁気ヘッドと磁気テープ７９との位置ずれを検出するサーボヘッドから送られるサーボ信号に基づいて制御される。
実施例

次に、本実施形態にかかる位置ずれ補正方法について、本願発明者が行った実験について説明する。本実験では、テープに加えられるテンションと、当該テープの幅方向寸法の補正量との関係を調べた。実験に用いたテープの幅寸法は１２．７ｍｍ（１／２インチ）、厚さが６μｍであった。また、実験に用いたテープのポアソン比σは約０．３であり、ヤング率Ｅは約４５００ＭＰａであった。本実験に用いたテープはベースフィルムとしてＰＥＴを用いた。また、温度が０℃から４５℃に変化した際のテープの幅方向寸法の変化の割合を調べたところ、テープの幅方向に伸びを示す幅方向寸法の変化の割合は、約０．２％であった。この０．２％の幅寸法を補正するために、以下に示す式（２）乃至式（５）、及び上述したポアソン比σ、ヤング率Ｅを参照してテープに加えられるテンションを算出する。

式（２）は、ポアソン比σを示す式であり、テープ幅方向の縮み（ΔＷ／Ｗ）、及びテープの長手方向の伸び（ΔＬ／Ｌ）を用いて表される。

また、式（３）は、テープのヤング率Ｅを示す式であり、テープの長手方向の伸び（ΔＬ／Ｌ）、テープの断面積Ｓ、及びテープの長手方向に沿って加えられるテープテンションＦを用いて表される。

したがって、式（２）及び式（３）から式（４）の如き関係式が成り立ち、テープテンションＦは式（５）で表されることになる。

式（５）にそれぞれ求めた値を代入すると、上述した温度変化によるテープの幅方向への伸びを補正するためには、式（６）で示すように、テープテンションＦとして約２．３（Ｎ）を加えれば良いことが分かった。

なお、本実施例においては、テープベースとしてＰＥＴを用いた場合の例であり、テープの幅寸法を補正するために加える引っ張り力の調整範囲は、テープのテープベース及び使用環境に応じて所要の引っ張り力をテープに加えれば良く、上述した引っ張り力の値に限定されることはない。例えば、ＰＥＮやアラミドなどの他の種類のベースフィルムを用いた場合や、テープベースに磁性層、バック層などを形成した際には、テープの幅方向寸法を補正するために加えられる引っ張り力はそれぞれのテープの物性に応じて調整すれば良い。よって、それらいずれのテープベースを用い場合においても、本実施形態にかかる位置ずれ補正方法が好適であることは言うまでもない。

第１の実施の形態で用いられる磁気テープの構成を示す図である。第１の実施の形態にかかる位置ずれ補正方法の手順を説明する図である。第２の実施の形態にかかる位置ずれ補正方法の基本的な手順を説明する図である。第２の実施の形態にかかる位置ずれ補正方法の別の手順を説明する図である。第２の実施の形態にかかる位置ずれ補正方法の手順を詳細に説明するための図である。第２の実施の形態にかかる位置ずれ補正方法の別の手順を詳細に説明するための図である。第２の実施の形態にかかる磁気テープ式システムに好適なテンション制御機構の構成図である。第２の実施の形態にかかる磁気テープ式システムに好適なテンション制御機構の構成を示す斜視図である。従来の位置ずれ補正方法の手順を説明する図である。

符号の説明

１磁気テープカートリッジ、１０，２０，３０，４０，３０ａ，４０ａ磁気テープ、１１サーボバンド、１５データトラック、２１，３１，４１磁気ヘッド、７０テンション制御機構、７１ベルト固定部、７２スチールベルト、７３テンションレギュレータ、７４支持体、７５回転軸、７６ガイド、７７ブレーキドラム、７８テープ供給リール、７９磁気テープ、８０バネ、８１アクチュエータ

Claims

線形記録方式によってデータが記録されるテープに複数形成されるデータトラックと、前記データを記録するヘッド装置に複数配設されるヘッド素子との位置ずれを補正する位置ずれ補正方法であって、
前記ヘッド素子の位置と前記データトラックの位置とが略一致するように、前記テープの幅方向に沿って前記位置ずれを個別に補正すること
を特徴とする位置ずれ補正方法。
前記ヘッド素子は前記幅方向に沿って配設され、
前記ヘッド素子を前記幅方向に沿って移動させること
を特徴とする請求項１記載の位置ずれ補正方法。
前記ヘッド素子の間に配設される位置ずれ補正手段を前記位置ずれに応じて伸縮させること
を特徴とする請求項２記載の位置ずれ補正方法。
前記位置ずれ補正手段は、圧電素子であること
を特徴とする請求項３記載の位置ずれ補正方法。
前記テープの長手方向に沿って加えられる引っ張り力を調整することにより前記テープを前記幅方向に沿って伸縮させること
を特徴とする請求項１記載の位置ずれ補正方法。
前記位置ずれは、前記テープの使用環境によって前記テープの寸法が変化することで生じること
を特徴とする請求項１記載の位置ずれ補正方法。
前記位置ずれは、前記データトラックの位置のばらつきによって生じること
を特徴とする請求項１記載の位置ずれ補正方法。
線形記録方式によって磁気テープにデータを記録する磁気テープ式システムにおいて、
前記磁気テープに複数形成されるデータトラックの位置と、前記データトラックに前記データを記録するヘッド装置に複数配設されるヘッド素子の位置との位置ずれを検出する位置ずれ検出手段と、
前記位置ずれを前記磁気テープの幅方向に沿って個別に補正して、前記データトラックの位置と前記ヘッド素子の位置とを略一致させる位置ずれ補正手段とを備えること
を特徴とする磁気テープ式システム。
前記ヘッド素子は前記幅方向に沿って配設され、
前記位置ずれ補正手段は前記ヘッド素子の間に配設されて前記ヘッド素子を前記幅方向に沿って移動させること
を特徴とする請求項８記載の磁気テープ式システム。
前記位置ずれ補正手段は、圧電素子であること
を特徴とする請求項９記載の磁気テープ式システム。
前記位置ずれ補正手段は、前記磁気テープの長手方向に沿って加えられる引っ張り力を調整することにより前記磁気テープを前記幅方向に伸縮させること
を特徴とする請求項８記載の磁気テープ式システム。
前記位置ずれ検出手段は、前記磁気テープに形成されたサーボトラックからサーボ信号を検出するサーボヘッドであること
を特徴とする請求項８記載の磁気テープ式システム。