JP2005285268A - リニアテープドライブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、リニアテープにおけるテープ幅の変動によるミストラック、ないしは記録トラックと磁気ヘッドギャップのトラック幅方向に関する相互の中心位置のずれによる再生出力の低下、読み出し不能等の課題を解決する。
【解決手段】磁気テープ５１のテープテンション制御機構８０を有し、磁気テープ５１は、上記記録トラックが形成されるデータバンドと、データバンドを挟んでその両側に形成されたサーボバンドに予め記録されたサーボ信号から、テープ幅を検出し、このテープ幅検出信号から、テープテンション制御信号を得て、テープテンション制御機構によってテープテンションを制御することによってテープテンションを大きくするとき、いわばテープを引き伸ばしてテープ幅を縮小し、これとは逆にテープテンションを緩めることによってテープ幅を広げてテープ幅の補正を行う。このようにして、良好に磁気ヘッド素子の作動磁気ギャップが、対応する磁気トラック正対させ両者の位置ずれ、ミストラックの問題の解決を図るものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、リニアテープドライブ装置に関する。

近年、例えばコンピュータシステムで、取り扱うデータ量の増大化によって、そのバックアップ装置として磁気テープを用いたデータストレージシステムの需要が高まっている。
このデータストレージシステムとして、リニア型磁気テープシステムドライブ方式によるストレージシステムがある。

このリニア型磁気テープシステムにおいては、磁気テープの長手方向の走行方向に沿って直線的にデータの記録再生が行われる。図３は、このリニア磁気テープの一例のフォーマットの模式図で、それぞれサーボ信号が記録されたサーボバンドＳＢが磁気テープ５１の長手方向に沿って形成され、これらサーボバンドＳＢ間に、データバンドＤＢが配置された構成を有する。
データバンドＤＢには、多数本のデータトラック、すなわち記録トラック（図示せず）が磁気テープ５１の長手方向に沿って、幅方向に多数本並置形成され、大容量化が図られている。

この磁気テープ５１に対する記録・再生は、複数の磁気ヘッド素子が配列されたマルチチャンネルによる磁気ヘッド部１０が用いられる。
そして、この磁気ヘッド部１０に対して磁気テープ５１を往復移行し、磁気ヘッド部１０を、磁気テープ５１の幅方向に、所定量移行することで、それぞれの往復移行において、それぞれ複数の選択されたトラックに対して、複数の磁気ヘッド素子によって同時に記録もしくは再生を行うことでデータの大容量化、記録再生の高速化を図っている。
この磁気ヘッド部１０は、例えば図４にその一部の正面図を示すように、それぞれ磁気ヘッド素子が配列された第１および第２の磁気ヘッドスタック部１１および１２が並置されて成る。

各磁気ヘッドスタック部１１および１２においては、同一トラック（トラックのセンターをＣＴ１，ＣＴ２，ＣＴ３・・・で示す）上に、それぞれ記録磁気ヘッド素子１Ｗと再生磁気ヘッド素子１Ｐとが、並置形成される。各スタック部１１および１２において、各記録磁気ヘッド素子１Ｗおよび再生磁気ヘッド素子１Ｐは、その作動磁気ギャップが、所定の間隔を保持してそれぞれ直線的に配列される。

この構成において、例えば磁気テープ走行の往路において、第１のスタック部１１における各記録磁気ヘッド素子１Ｗによって、データ信号記録がなされ、この記録を、各磁気ヘッド素子１Ｗと並置された他方の第２のスタック部１２における再生磁気ヘッド素子１Ｐによって再生し、例えば記録状態のモニター等がなされる。
また、例えば磁気テープ走行の復路において、第２のスタック部１２における各記録磁気ヘッド素子１Ｗによって、データ信号記録がなされ、この記録を、第１のスタック部１１における再生磁気ヘッド素子１Ｐによって再生される。

これら記録・再生における磁気ヘッド素子のデータトラックに対するトラッキングは、対象とするデータバンドＤＢを挟んでその両側に配置されたサーボバンドに記録されたヘッド位置制御用サーボデータ信号の読み出しによってなされる。

しかしながら、磁気テープは、温度、湿度、テープテンション、更にクリープ（Creep：このクリープとは、磁気テープベースの例えばポリエステルベースが弾性限界以上のテンションを与えての強度を増すようになされていることにより、経時と共に応力緩和によって縮みが生じる現象）等によって、テープ幅が、最大０．１％程度にも変化すると見積もられている。

また、データ記録の高密度化のためには、トラック幅の狭小化、記録波長の狭小化と共にチャンネル数、すなわち記録・再生磁気ヘッド素子数を増してデータ転送速度の向上も図る必要がある。
このため、磁気ヘッドスタックに多くの磁気ヘッド素子を形成することが必要になるが、記録磁気ヘッド素子に関しては、電磁誘導型の薄膜磁気ヘッドによって構成することが望ましく、この場合所要巻数の薄膜コイルが配置されることから、隣接磁気ヘッド素子間の間隔の縮小化に限界があり、磁気ヘッドスタック部の両端のチャンネル間距離はトラック幅に比較して大きくならざるを得ない。

磁気ヘッドスタックの両端のチャンネル間距離は、チャンネル数を増大することにより、トラック幅を狭くしたフォーマットとした場合においても、あまり変わらない。このことは磁気テープの幅方向の物理寸法の変化が、データトラック幅の減少に伴ってその割合が増大することを意味している。

例えば記録トラックピッチ５ミクロン、再生トラック幅２ミクロン、ヘッドスタックのチャンネル数３２、磁気ヘッドスタックの隣接するチャンネル間距離１００ミクロン、磁気テープの幅方向の経年変化０．０５％のリニアドライブフォーマットを考える。この場合、両端のチャンネル間距離は、１００ミクロン×３２＝３２００ミクロンとなる。この場合の、寸法の経年変化は３２００ミクロン×０．０５％＝１．６ミクロンに達し、再生磁気ヘッド素子のトラック幅2ミクロンを考慮すると、両端のチャンネルでオフトラック量を振り分けても１．６／２＝０．８ミクロンになり、隣接トラックまでの片側裕度は、(５−２)／/２＝１．５ミクロンのうちほぼ半分に相当する。
再生トラック幅を、２ミクロン以下にすることは、再生出力低下、Ｓ／Ｎを十分に確保できなくなるなどの問題が生じる。

一方、磁気テープ幅方向の変化は経年変化だけではなく、上述したように、温度、湿度等の環境変化の影響度は同程度である。温度変化に対しては、磁気ヘッドスタックと磁気テープとの線膨張率を合わせることにより、影響を少なくすることは可能であると考えられる。
しかしながら、湿度変化に対しては湿度センサーを内蔵しても、それを磁気テープに反映する手段が無い。
また、加湿、除湿については相当の時間を要し、現実的ではない。

また、磁気テープは、その巻回リールハブに巻込まれるが、この場合、テープテンションが印加されたままで保存される。そして、この場合、リールの内側では外側に比較して磁気テープに加わる圧縮応力は高くなる。
この差は保存による経年変化の差を生むことになり、テープ幅の変化がリールの内側と外側で異なってくる。

因みに、或る磁気テープの幅方向の変化をリールの外側と内側とでそれぞれ測定したところ、１２．６５ｍｍの磁気テープの幅寸法変化で３ミクロンの差があった。これを比率で表すと０．０２４％に相当する。つまり先に述べたある例での経時変化は０．０５％で一定ではなく一本のリールの中で幅方向の経時変化は、０．０２６％〜０．０５％の間に分布している。

上述したように、リニアテープドライブシステムにおいて、その磁気テープの環境および経時変化による記録トラックピッチの変位は、記録密度が高くなるにつれて無視できなり、場合によっては正常なデータの読み出しができなくなる。
このようなテープ形状変動によるトラッキングエラーを補正する方法については、磁気テープ形状の変動に応じて、磁気ヘッドを傾斜させ、その傾斜角すなわちアジマス角を変更することによって、テープ幅方向に関する磁気ヘッド素子の実質的な間隔を制御して磁気ヘッド素子が所定のトラックに対峙することができるようにした構成の提案がなされている（例えば特許文献１参照）。
特開２００２−９２８０９号公報

また、磁気ヘッド素子が配列された磁気ヘッドスタックを有する構成において、その傾斜角を制御する方法が、本出願人による出願に係る特願２００２−１９３２２５号で提案されている。

しかしながら、磁気ヘッドのアジマス調整によってミストラックを補正する方法によることは、機械的構造が複雑となる。
本発明は、上述したように、リニアテープドライブ装置において、高密度記録を実現する上で、磁気テープの幅方向の変化が重要な課題であることに対処して、リニアテープドライブ装置において、複雑化、大型化等を来たすことなく、テープ幅方向の補正を行って、ミストラックを回避することができるリニアテープドライブ装置を提供する。

本発明は、磁気テープの長手方向に沿って記録トラックが形成されるリニアテープドライブ装置であって、磁気ヘッド部と、磁気テープ走行手段と、上記磁気テープに対する記録時または／および再生時に、上記磁気テープのテープテンションを制御するテープテンション制御機構とを有し、上記磁気テープに記録されたサーボ信号の記録トラックから、記録時または／および再生時における上記磁気テープのテープ幅情報を得、該情報によって上記テープテンション制御機構を制御して上記磁気テープのテープテンションを制御して上記磁気テープのテープ幅調整を行うことを特徴とする。

また、本発明は、上述の本発明装置において、上記磁気テープは、上記記録トラックが形成されるデータバンドと、該データバンドを挟んでその両側にそれぞれ上記サーボ信号が記録され上記磁気テープの長手方向に沿って形成されたサーボバンドとを有し、上記磁気ヘッド部のサーボ信号再生磁気ヘッド素子によって上記サーボ信号を再生し、該再生信号から上記テープ幅情報を得ることを特徴とする。
また、上述の本発明装置において、上記サーボ信号がトラッキングサーボ信号であることを特徴とする。

本発明装置において、上記磁気テープに対するデータ記録または／および再生に先立って、上記磁気テープを走行し、上記磁気ヘッド部により、上記両サーボバンドの上記サーボ信号を参照し、上記磁気ヘッド部を、上記磁気テープの幅方向に変位させ、上記両サーボバンドからの再生出力変化が同出力で変化しないときには、上記テープテンション制御機構により上記テープテンションを調整して上記再生出力が同出力で変化するようにテープ幅調整を行い、該テープテンションに固定して、上記データ記録または／および再生を開始することを特徴とする。

本発明装置において、上記磁気テープに対するデータ記録または／および再生時に、上記磁気ヘッド部により、上記両サーボバンドの上記サーボ信号を参照し、上記磁気ヘッド部を、上記磁気テープの幅方向に変位させ、上記両サーボバンドからの再生出力変化が同出力で変化するように、上記テープテンション制御機構により上記テープテンションを調整して上記データ記録または／および再生を行うことを特徴とする。

本発明において、上記磁気テープに対するデータ記録または／および再生時に、上記磁気ヘッドにより、上記両サーボバンドの上記サーボ信号を参照し、上記磁気ヘッド部を、上記磁気テープの幅方向に変位させ、上記ように、上記テンション制御機構によってテープテンションの調整がなされるようにし、該調整によって上記再生出力変化が同出力で変化しない状態においては、テープテンションを所定の上限値あるいは下限値に固定して上記記録または／再生を行うことを特徴とする。

上述したように、本発明においては、磁気テープの幅の変動の補正を行うことによってミストラックや、磁気ヘッド素子のトラック幅方向の中心がトラック位置の中心からずれることによる、再生特性の劣化、すなわち再生出力の低下、Ｓ／Ｎの低下を回避することができる。
この補正は、磁気テープ自体に記録されたサーボ信号、すなわちサーボバンドのサーボトラックに記録されたトラッキングサーボ信号から得る情報によって補正することにより、特段に磁気テープ幅の情報を得るための構成を必要としないものである。

テープ幅の制御は、テープテンションの制御によるものであり、具体的にはテープテンションを高めることによりテープが引き伸ばされることから或る範囲内では、テープ幅を狭め、これとは逆にテープテンションを緩めることによってテープ幅を広げることによってテープ幅の制御を行う。

このように、テープテンションによってテープ幅の制御を行う方法によるが、通常のテープドライブ装置においては、テープに、所要のテープテンションを付与するなんらかの方法が採られていることから、本発明方法において、テープテンションを制御することは、特段の工夫を必要とするものではなく、既存の方法で、容易にテンション制御を行うことができる。

また、本発明においては、磁気テープに書き込まれたサーボ信号によってテープ幅の情報を得る構成とし、テープテンションを付与する通常具備する手段を用いてテープ幅制御を行う構成とすることができるので、テープ幅制御を行うことができるようにした本発明構成において、特段の煩雑さや、大型化を来たすことなく、テープ幅の制御を行うことができるものである。

このように、本発明においては、テープ幅の補正を行って、常時磁気ヘッドギャップが、所定位置で記録トラックを形成し、かつ再生時に記録トラックに再生磁気ギャップを、各トラック幅方向の中心をほぼ一致させることができ、これらが齟齬することによる再生出力低下、Ｓ／Ｎの低下、さらには、再生不能を回避できるものである。
したがって、トラックピッチ、トラック幅の縮小が図られ、線密度を高めることができ
記録大容量化を図ることができる。

また、本発明によれば、トラッキング信号を検出しながらテープテンションを変えることにより、磁気テープの往復走行のトラックの、すべてに関してトラック幅が徐々に変化するような場合にも対応ができ、本来の適切な記録・再生を行うことができ、トラッキングエラーを最小にすることができる。

また、本発明において、テープテンションを所定の上限値あるいは下限値に固定して記録または／および再生を行うことにより、テープエッジや磁性面の損傷を防ぐと同時に、適切な記録または／および再生を行うことができるものである。

そして、上述したように、本発明方法および装置において、テープテンションの制御を、データバンドの両側、すなわち１対のサーボバンドのサーボ信号からの再生出力変化が同出力変化となるようにテープテンション制御を行う方法によるときは、データバンドのトラック幅方向の両側縁に関して、トラッキングを一様に、すなわち、データバンド中心に対して対称的にトラッキングのずれが生じるようにすることができ、データバンドの、一側縁に偏ってミストラッキングが発生することが回避できる。
したがって、サーボバンド内において、再生特性の均一化を図ることができる。

本発明によるリニアテープドライブ装置の実施の形態を説明するが、本発明はこの形態例に限定されるものではない。
本発明によるリニアテープドライブ装置の一実施形態例を、図１の概略構成図を参照して説明する。
本発明によるリニアテープドライブ装置は、磁気ヘッド部１０を有する磁気ヘッド装置６０と、磁気ヘッド部１０の磁気テープ走行面に対して往復移行するように走行させる走行駆動部７０と、磁気テープ５１のテープテンション制御機構８０、トラッキングおよびテープテンション制御系９０とを有して成る。

走行駆動部７０は、磁気テープ５１が、巻回される第１の巻回部５２を有するテープカセット５３のテープカセット装着部５４と、テープカセット５３から引き出された磁気テープ５１を磁気ヘッド装置６０に案内する複数のガイドローラ、ガイドピン等の案内体を有する案内手段５５と、例えばカセット５３外に配置された磁気テープ５１の第２の巻回部５６と、第１および第２の巻回部５２との間に磁気テープ５１をその長手方向に往復走行させる各巻回部５２および５６の回転駆動部（図示せず）等を有して成る。

磁気ヘッド装置６０は、図２に示すように磁気ヘッド部１０を支持する磁気ヘッド構体６１を有する。
磁気ヘッド構体６１は、この磁気ヘッド構体６１を磁気テープの幅方向に移動させる粗動追従機構６２を具備する。
また、磁気ヘッド部１０は、磁気ヘッド構体６１に、磁気ヘッド部１０を磁気テープの幅方向に微小移動させる微動追従機構６３を介して取着される。

粗動追従機構６２は、例えばステップモータ等によって、磁気ヘッド６１を、磁気テープ５１の幅方向に移動するようになされ、微動追従機構６３は、例えば１対の圧電バイモルフ６３ａおよび６３ｂより成り、これらバイモルフ６３ａおよび６３ｂの各固定部を、磁気ヘッド構体６１に固定し、駆動部すなわち変位部を磁気ヘッド部１０の両端に結合する。

磁気テープ５１は、図３で説明したと同様に、それぞれサーボ信号が記録されたサーボバンドＳＢが磁気テープ５１の長手方向に沿って形成され、これらサーボバンドＳＢ間に、データバンドＤＢが配置された構成を有する。
データバンドＤＢには、多数本のデータトラック、すなわち記録トラック（図示せず）が磁気テープ５１の長手方向に沿って、幅方向に多数本並置形成される。

磁気ヘッド部１０は、図４で説明したように、それぞれ磁気ヘッド素子が配列された第１および第２の磁気ヘッドスタック部１１および１２を有する。
この磁気ヘッド部１０の、第１および第２の磁気ヘッドスタック部１１および１２は、磁気テープの同一データトラックに対応する記録磁気ヘッド素子１Ｗと再生磁気ヘッド素子１Ｐとが、それぞれ並置形成される。
各スタック部１１および１２において、各記録磁気ヘッド素子１Ｗおよび再生磁気ヘッド素子１Ｐは、その磁気ギャップが、所定の間隔を保持してそれぞれトラック幅方向に直線的に配列される。
更に、第１および第２の磁気ヘッドスタック部１１および１２の、これら記録磁気ヘッド素子１Ｗおよび再生磁気ヘッド素子１Ｐの配列部の両端に、サーボ信号再生磁気ヘッド素子１Ｓが配置される。

これら第１および第２の磁気ヘッドスタック部１１および１２は、それぞれ例えばアルチック等の基板に例えば電磁誘導型の薄膜磁気ヘッドより成る記録磁気ヘッド素子１Ｗと、例えば磁気抵抗素子（ＭＲ素子）による再生磁気ヘッド素子１Ｐおよびサーボ信号再生磁気ヘッド素子１Ｓが積層されて成る構成とすることができる。

また、磁気ヘッド部１０の磁気ヘッド素子の配列方向、すなわちトラック幅方向の長さは、磁気テープ５１の幅の２倍程度の長さに選定され、その長さの中央部に、上述した磁気ヘッド素子が配列された磁気ヘッド配列部１３が配置される。このようにして磁気ヘッド部１０の長さの選定により、磁気テープ５１の全トラックに対し所定の磁気ヘッド素子を対向させる磁気テープの幅方向の移行において、磁気ヘッド部１０が、磁気テープ５１の全幅に渡って、均一に対接ないしは対向状態を維持して、磁気テープ５１に不均一な応力を与えるような不都合を回避する。

そして、記録・再生時において、磁気ヘッド部１０を、例えば粗動追従機構６２によって磁気テープ５１の幅方向に移動させ、その磁気ヘッド素子の配列部１３を、選択されたデータバンドＤＢに持ち来たし、更に、このデータバンドＤＢにおいて、例えば磁気テープ走行の往路において、第１のスタック部１１における各記録磁気ヘッド素子１Ｗを、これら記録磁気ヘッド素子の配置間隔に対応する選択されたデータトラックに対向させてデータ信号記録を行い、この記録を、同一トラックに位置する他方の第２のスタック部１２における再生磁気ヘッド素子１Ｐによって再生する。

磁気テープ走行の復路においては、磁気ヘッド部１０を、磁気テープ５１の幅方向に例えば粗動追従機構６２によって所定量移動させ、他の選択されたトラックに対向させ、第２のスタック部１２における各記録磁気ヘッド素子１Ｗによって、データ信号記録がなされる。続いて、この記録を、同一トラックに位置する第１のスタック部１１における再生磁気ヘッド素子１Ｐによって再生する。このようにして、各往路および復路において、第１および第２の磁気ヘッドスタック部１１および１２の共働によってそれぞれ複数のデータトラックに対して同時記録再生の動作がなされる。
このような往復移行が繰り返されて、全データバンドＤＢおよびデータトラックに対して上述した同時記録再生、再生動作を行う。

これら選択されたトラックに対する磁気ヘッド素子のトラッキングは、トラッキングサーボ信号によって微動追従機構６３を駆動して、第１及び第２の磁気ヘッドスタック部１１および１２を磁気テープ５１の幅方向に微小調整移動することによってなされる。

そして、本発明においては、磁気テープ幅の変動を補正する機能を有する。この磁気テープ幅の変動の制御は、テープテンション制御機構８０によるテープテンション制御によって行う。

テープテンション制御機構８０は、例えば図１で示すように、回動アーム８１の遊端に、ガイドローラ、ガイドピン等のテープガイド８２が配置され、このテープガイド８２が磁気テープ５１の移行途上に配置され、回動アーム８１の回動位置に応じて、テープガイド８２がテープ走行位置に、弾性的に突出あるいは後退するようになされ、弾性調整機構８３によってなされるテープテンションの調整と、磁気テープ５１の送り出し側となる第１または第２の巻回部５２または５６の回転トルクの制御とによる構成とすることができる。

次に、このテープテンション制御機構８０に対するテープテンション制御と、磁気ヘッド装置６０の磁気ヘッド部１０の微動追従機構６３に対するトラッキング制御とを行う制御系９０の一例を、図５を参照して説明する。
この場合、磁気ヘッド部１０のサーボ信号再生磁気ヘッド素子によって磁気テープ５１に予め書き込まれているサーボバンドＳＢのサーボ信号を読み出し、後述するアルゴリズムプログラムによってテープテンションを制御するテンション制御信号とトラッキング制御信号とを得る制御回路９１に導入してテンション制御信号およびトラッキング信号を得る。

テンション制御信号により、テープテンション制御機構８０を制御して、磁気テープ５１のテンション制御を行う。
一方、トラッキング信号は、磁気ヘッド微動追従機構６３のドライブ回路９２に導入され、微動追従機構６３の圧電バイモルフ６３ａおよび６３ｂの駆動制御がなされる。
そして、信号処理回路９３に記録情報を入力し、この信号処理回路９３からの記録信号を、上述したテープテンション制御によるテープ幅の補正と、トラッキング制御とのもとで、磁気ヘッド部１０の記録磁気ヘッド素子１Ｗによって記録し、これを再生磁気ヘッド素子１ＰＲによって再生し、信号処理回路９３に入力し再生出力を取り出す。

磁気テープ５１に書き込まれたサーボ信号は、図６にその一例の配置パターンを示すように、データバンドＤＢの両側（以下この一方の側の方向を上と呼称し、他方の側の方向を下と呼称する）のサーボバンドＳＢに記録されたサーボ信号によって、磁気テープの幅変動の検出による幅変動を補正するサーボ出力と、磁気ヘッド位置の検出による位置補正のサーボ出力が得られるようになされる。ここで、データバンドＤＢに対して上側および下側の各サーボバンドＳＢをそれぞれサーボバンドＡおよびＢとする。

これらサーボバンドＡおよびＢは、それぞれ上述した、１つのデータバンドＤＢにおける磁気ヘッド部１０に対する往路および復路の数に対応する本数のサーボ信号トラック数が平行されて成る（図６においては、それぞれ３本が代表的に示されている）。
各サーボ信号トラックにおけるサーボ信号は、図示のように、上下のサーボバンドＤＢのサーボトラックＡおよびＢにおいて、サーボ信号がそれぞれ再生磁気ヘッド素子１Ｓの走査軌跡ＴＲの延長方向に上下交互に、かつ齟齬して千鳥状に、トラックＡとＢとで、上下反転した位置関係に配置される。

本発明においては、このサーボ信号、すなわち通常においては、トラッキングサーボ信号として記録される信号によって、トラッキングサーボ信号はもとより、テープ幅の情報を取り出す。
これについて、図７および図８を参照して説明する。

図７の各（ａ）図は、それぞれ左側、中央、および右側に示す各位置において、磁気テープ５１の幅が広い場合、変化しない場合、狭い場合の、上述したサーボバンド（Servo Band）ＡおよびＢの各区間Ｔ１〜Ｔ４のサーボ信号と、これらを読み出す前述したサーボ信号再生磁気ヘッド素子１Ｓの走査軌跡（Servo head trace）ＴＲとの関係を示すものである。

また、図８の各（ａ）図は、それぞれその左側、中央、および右側に示す各位置において、サーボ信号再生磁気ヘッド素子の走査軌跡ＴＲが、サーボトラックの図において、上部にある場合、中心にある場合、下部にある場合の、対象とするデータバンドの両側に位置するサーボバンド（Servo Band）ＡおよびＢの各区間Ｔ１〜Ｔ４のサーボ信号と、これらを読み出すサーボ信号再生磁気ヘッド素子１Ｓの走査軌跡ＴＲとの関係を示すものである。
そして、図７および図８において、各（ｂ）図は、各（ａ）図の上述した各位置関係に対応したサーボ信号再生磁気ヘッド素子１Ｓから得られるサーボ出力波形を示すものである。

図７および図８においては、１つのデータバンドを挟んで配置された１対のサーボバンドＳＢの、磁気テープの往復移動の往路もしくは復路の一走行分についてのみの各１本のサーボトラックを例示しているものである。
また、図７および図８において、各サーボバンドＡのトラックのサーボ信号の千鳥配置の上側のサーボ信号をＵＡと呼称し、下側のサーボ信号をＤＡと呼称する。
また、各サーボバンドＢのトラックのサーボ信号の千鳥配置の上側のサーボ信号をＵＢと呼称し、下側のサーボ信号をＤＢと呼称する。

サーボ信号の周波数は、各サーボトラックＡおよびＢにおいて、各上側の信号ＵＡの信号周波数Ｆｕａ、信号ＵＢの信号周波数Ｆｕｂ、各下側の信号ＤＡの周波数Ｆｄａ、信号ＤＢの信号周波数Ｆｄｂに関して、区間Ｔ１〜Ｔ４の同一区間に位置する信号同士は同一信号周波数に選定するが、隣り合う区間の信号に関する周波数は、異なる周波数とされる。すなわち、Ｆｄａ＝Ｆｕｂ，Ｆｕａ＝Ｆｄｂとし、Ｆｄａ＞（または＜）Ｆｕａ，Ｆｕｂ＞（または＜）Ｆｄｂとする。

そして、これら信号において、サーボ信号再生磁気ヘッド素子１Ｓの走査軌跡が重なる領域、すなわち再生磁気ヘッド素子１Ｓによってサーボ信号の読み出しがなされた領域を、斜線を付して模式的に示し、サーボ信号再生磁気ヘッド素子が信号からずれて信号の読み出しがなされなかった領域を、白抜きをもって模式的に示す。

したがって、この場合、サーボ信号再生磁気ヘッド素子１Ｓがサーボ信号領域に跨る幅によって、その再生出力は、各図（ｂ）で示す各サーボバンドＡおよびＢの各区間Ｔ１〜Ｔ４得たサーボ信号出力Ｔ１Ａ〜Ｔ４Ａ、Ｔ１Ｂ〜Ｔ４Ｂで示すそれぞれの振幅が変化する。
そして、図７（Ｂ）で示すように、同一区間例えばＴ１ＡとＴ１Ｂとは、その周波数が相違することから、振幅が同じでも周波数が相違することから、これら信号の特定を行うことができる。

そして、図７と図８とを対比して明らかなように、図７に示すように、磁気テープ５１の幅が変化することによってサーボバンドＡおよびＢの間隔の伸縮と、図８に示すようにサーボトラックに対する再生磁気ヘッド素子の位置が上下にずれた場合とは、それぞれ異なるパターンのサーボ出力が得られる。

したがって、これらの信号によって、磁気テープの幅変動の補正を行うテープテンション調整と磁気ヘッド部１０の磁気テープの幅方向に対する位置変動、すなわちトラッキング補正を行う。
これらテープテンション調整と、トラッキング調整とを、図９および図１０で示すテープテンションアルゴリズムの説明図を参照して説明する。

この場合、サーボバンドＡに対し、磁気ヘッド素子の配列部１３の上端に位置するサーボ信号再生磁気ヘッド素子１Ｓによってサーボトラックを再生する（ステップ１０１Ａ）。
その再生出力において、信号ＵＡ（例えばＴ２Ａ）とＤＡ（例えばＴ１Ａ）について、ＵＡ−ＤＡを演算し、ＵＡ−ＤＡが所定量δより大であるか否かを判知する（ステップ１０２Ａ）。
ＵＡ−ＤＡ＞δである場合は、ＵＡ−ＤＡ＝Ａ’に相当する量だけ微動追従機構６３の圧電バイモルフ６３ａおよび６３ｂを制御して磁気ヘッド部１０を下方に移動させる（ステップ１０３Ａ）。

ＵＡ−ＤＡ＞δでない場合は、次のステップで、ＵＡ−ＤＡ＜−δであるか否かを判知する（ステップ１０４Ａ）。
ＵＡ−ＤＡ＜−δである場合は、ＤＡ−ＵＡ＝Ａ” に相当する量だけ微動追従機構６３の圧電バイモルフ６３ａおよび６３ｂを制御して磁気ヘッド部１０を上方に移動させる（ステップ１０５Ａ）。
ＵＡ−ＤＡ＜−δでない場合は、ＵＡの出力を記憶する（ステップ１０６Ａ）。

一方、サーボバンドＢに対し、磁気ヘッド素子の配列部１３の下端に位置するサーボ信号再生磁気ヘッド１Ｓによってサーボトラクを再生する（ステップ１０１Ｂ）。
その再生出力において、信号ＤＢ（例えばＴ２Ｂ）とＵＢ（例えばＴ１Ｂ）について、ＤＢ−ＵＢを演算し、これが所定量δより大であるか否かを判知する（ステップ１０２Ｂ）。
ＤＢ−ＵＢ＞δである場合は、ＤＢ−ＵＢ＝Ｂ’に相当する量だけ微動追従機構６３の圧電バイモルフ６３ａおよび６３ｂを制御して磁気ヘッド部１０を上方に移動させる（ステップ１０３Ｂ）。

ＤＢ−ＵＢ＞δでない場合は、次のステップで、ＤＢ−ＵＢ＜−δであるか否かを判知する（ステップ１０４Ｂ）。
ＤＢ−ＵＢ＜−δである場合はＵＢ−ＤＢ＝Ｂ” に相当する量だけ微動追従機構６３の圧電バイモルフ６３ａおよび６３ｂを制御して磁気ヘッド部１０を下方に移動させる（ステップ１０５Ｂ）。
ＤＢ−ＵＢ＜−δでない場合は、ＵＢの出力を記憶する（ステップ１０６Ｂ）。

そして、ステップ１０６Ａおよび１０６Ｂで記憶されたＵＡおよびＤＢの出力によって、｜ＵＡ−ＤＢ｜＞εを判知する（ステップ１０７）。
｜ＵＡ−ＤＢ｜＞εである場合は、以降のＵＢ出力に補正項ＵＡ−ＤＢを加え（ステップ１０８）、ＵＡ＝ＤＡとなるように、微動追従機構６３、すなわち圧電バイモルフ６３ａおよび６３ｂを駆動して磁気ヘッド部１０を磁気テープの幅方向に変位させてサーボトラックの再生を行う（ステップ１０９）。
一方、上述したステップ１０７において｜ＵＡ−ＤＢ｜＞εでないと判知した場合は、上述したステップ１０９に移行する。

そして、図１０に示すように、ステップ１０９におけるサーボトラックの再生によって得た再生出力ＵＡおよびＤＢの関係が、ＵＡ＞ＤＢであるか否かを判知（ステップ１１０）し、ＵＡ＞ＤＢである場合、その差ＵＡ−ＤＢが所定量σより大であるか否かを判知（ステップ１１１）する。そして、ＵＡ−ＤＢ＞σでない場合は、テープテンションを変えない（ステップ１１２）。
そして、ＵＡ−ＤＢ＞σである場合は、ＵＡ−ＤＢ＝Ｃに相当するテープテンションを計算する（ステップ１１３）。
これによってそのテンションが、テープテンションの上限値例えば２Ｎを超えるかを判知する（ステップ１１４）。超えない場合は、テープテンションを上げる（ステップ１１５）。そしてステップ１０９に戻る。
ステップ１１３の計算結果が、テープテンションの上限値を超えた場合は、このテープテンションに固定する（ステップ１１６）。

一方、ステップ１１０において、ＵＡ＞ＤＢでない場合は、ＵＡ＜ＤＢを判知する（ステップ１２０）。ＵＡ＜ＤＢでない場合は、テープテンションを変えない、すなわち微動追従機構６３の圧電バイモルフ６３ａおよび６３ｂの印加電圧を現状に維持する（ステップ１１７）。
そして、ＵＡ＜ＤＢである場合、その差ＤＢ−ＵＡが所定量σより大であるか否かを判知（ステップ１２１）する。そして、ＤＢ−ＵＡ＞σでない場合は、テープテンションを変えない（ステップ１２２）。
そして、ＤＢ−ＵＡ＞σである場合は、ＤＢ−ＵＡ＝Ｃ’に相当するテープテンションを計算する（ステップ１２３）。
これによってそのテンションが、テープテンションの下限値例えば０．５Ｎを超えるかを判知する（ステップ１２４）。超えない場合は、テープテンションを下げる（ステップ１２５）。そしてステップ１０９に戻る。
ステップ１２３の計算結果が、テープテンションの上限値を超えた場合は、このテープテンション０．５Ｎに固定する（ステップ１２６）。

図７〜図１０で例示した本発明の構成および方法によれば、サーボバンドＤＢのサーボ信号によってトラックサーボと、テンション制御、すなわちテープ幅制御の双方を行うことができる。そして、テープテンション制御信号によるテープテンション機構８０を制御することができ、テープ幅の補正を行うことができるのである。
そして、上述したように、テンション制御においては、データバンドの両側の１対のサーボバンドの対応するトラックの出力の比較によってこれらの出力が基本的には同出力とすることによってテープ幅制御を行うことから、データバンドのトラック幅方向の両側縁に関して、トラッキングを一様に、すなわち、データバンド中心に対して対称的にトラッキングのずれが生じるようにすることができ、データバンドの、一側縁に偏ってミストラッキングが発生することが回避できるものである。
したがって、サーボバンド内において、再生特性の均一化を図ることができる。

そして、テープテンションがその上限を超えた場合には、これ以上のテープテンションが与えられないように固定することによって、テープの破損を回避でき、また、テープテンションが所定以下となるときは、このテンションに固定してテープテンションが小さすぎることによるテープのたるみにより、テープ走行が不安定になったり、磁気ヘッド素子とのあたりが不安定になり、スペーシングロスを発生させる不都合が回避される。

リニアテープドライブ装置において、使用される磁気テープ５１としては、例えば次の物理特性を有する磁気テープが使用される。
テープ幅方向変化率：０．０１％／０．２Ｎ
湿度８０％におけるテープ幅変化率：０．０５％／８０％
通常時のテープテンション：１Ｎ
テンション可変範囲：０．５〜２Ｎ

磁気テープ５１には、その製造時にサーボトラックが書き込まれて、製品として出荷され、ユーザーによって、データバンドにデータが書き込まれる。そして、この磁気テープに書き込まれたデータを、例えば数年を経て後、再生しようとしたとき、０．０２４％〜０．０５％テープ幅が広がる。これを補正しようとした場合、テープテンションは０．４８Ｎ〜１Ｎ増加すればよい。
つまり、１．４８Ｎから２Ｎで再生すれば書き込まれた時のデータバンドのトラックピッチを再現でき、適正なデータ再生が可能になる。

また湿度の変化に対しても同様で、磁気テープ製造時のサーボトラックピッチが、ユーザーのところでの環境の変化により製造直後の磁気テープでクリープが発生していなくても、幅方向の変化は生じる。湿度計等の計測器を搭載しなくても、サーボバンドのトラックピッチをモニターすることで適正なテンションを付加することにより、磁気テープ製造時のサーボトラックピッチでデータを書き込むことが可能になる。
例えば湿度５０％で磁気テープにサーボ信号を書き込まれた場合、３０％〜４０％の湿度変化を受けた場合、上記の磁気テープでは０．０２〜０．０２５％の磁気テープの幅方向変化を生じ、これをテンションに換算すると０．４〜０．５Ｎのテンションに相当し、０．５Ｎ〜１．５Ｎのテープテンションに相当する。

そして、磁気テープが、例えばクリープによる経時変化と環境変化とを同時に受けた場合、０．５〜２Ｎの可変範囲を逸脱する場合が出てくる。このような場合は、上述したように、上限値の２Ｎにテープテンションを固定する。このようにして磁気テープに与える損傷を回避し、最小限のエラーの発生にとどめる。

上述した磁気テープにおいては、上記の発明を実現するためには０．５〜２Ｎという広い範囲で適正なデータの書き込み・再生が行われることが必要となるが、上述した本発明装置によれば、これを実現できるものである。

尚、本発明装置において、リテンション機能を付加することが望ましい。すなわち、この場合、本発明装置によってテープテンションが制御されて記録・再生を行った後、テープの巻き込みからテープを排出するコマンドを発生することによって、もしくはある設定した時間が経過した後に自動的に、テープの終端から始端まで、本発明装置による記録時・再生時のテープテンションとは異なったテープテンションで巻き直す機能を付加する。

すなわち、本発明装置によって、記録・再生時のテープテンションが最も低い状態で巻き取られた場合と、逆に最も高い状態で巻き取られた場合とでは、保存による磁気テープの幅方向経時変化が異なる。したがって、磁気テープに高いテンションが加わった状態では、テープ長手方向に縮もうとする変化を抑制する方向に働き、経時変化によるテープ幅方向が小さくなる。そこで、この場合、保存状態のテープテンションは高い方が望ましく、リテンションのテープテンションを高く設定してテープ幅方向の経時変化を少なくするようにする。

また、磁気テープが一定のテンションで巻き取られた場合、巻き取られた巻き芯では、巻き外のテープによる圧縮応力により、テープ長手方向に圧縮応力が働き、テープテンションを高くしてテープ長手方向の縮む変化を抑制する効果を減少する方向に働く。
このためテープのリールへ巻き取るテンションを巻き取られたテープの半径の値に応じて弱めることが望ましい。
このようにすることにより、巻き芯付近でのテープへの圧縮応力が軽減され、テープトップからエンドまでの幅方向経時変化を均一にすることが可能になり、ひいてはサーボバンドのサーボトラックピッチが均一になり、本発明装置による記録・再生時のテープテンションのより安定均一化が図られる。

尚、本発明においては、上述したように、データバンドを挟む両サーボバンドＡおよびＢからの再生出力変化が、基本的に、同出力で変化するようにテンション制御するものであるが、上述の実施形態によって明らかなように、動作態様、使用態様等において、許容できる範囲を含み得るものである。
また、本発明装置は、上述した例に限定されることがないことはいうまでもなく、これに応じて、上述したアルゴリズム等についても、本発明構成において種々の変形変更を行うことができる。

本発明によるリニアテープドライブ装置の一例の構成図である。 本発明装置の磁気ヘッド装置の一例の概略斜視図である。 磁気テープのフォーマットの例を示す模式図である。 本発明装置の磁気ヘッド部の一例の要部の概略正面図である。 本発明装置の制御系のブロック図である。 磁気テープ上のサーボ信号の一例の配置パターンを示す図である。 テープ幅の伸縮とサーボ出力との関係を示す図である。 ヘッド位置とサーボ出力との関係を示す図である。 本発明装置の一例のテープテンション決定アルゴリズム（その１）である。 本発明装置の一例のテープテンション決定アルゴリズム（その２）である。

符号の説明

１Ｗ・・・記録磁気ヘッド素子、１Ｐ・・・再生磁気ヘッド素子、１Ｓ・・・サーボ信号再生磁気ヘッド素子、１０・・・磁気ヘッド部、１１・・・第１の磁気ヘッドスタック部、１２・・・第２の磁気ヘッドスタック部、１３・・・磁気ヘッド素子の配列部、
５１・・・磁気テープ、５２・・・第１の巻回部、５３・・・テープカセット、５４・・・テープカセット装着部、５５・・・案内手段、５６・・・第２の巻回体、６０・・・磁気ヘッド装置、６１・・・磁気ヘッド構体、６２・・・粗動追従機構、６３・・・微動追従機構７０・・・磁気テープ走行駆動部、８０・・・テープテンション制御機構、８１・・・回動アーム、８２・・・テープガイド、８３・・・弾性偏倚力調整機構、９０・・・トラッキングおよびテープテンション制御系、９１・・・テープテンションおよびトラッキング制御回路、９２・・・ドライブ回路、９３・・・信号処理回路、ＤＢ・・・データバンド、ＳＢ・・・サーボバンド

Claims (6)

1. 磁気テープの長手方向に沿って記録トラックが形成されるリニアテープドライブ装置であって、
   磁気ヘッド部と、
   磁気テープ走行手段と、
   上記磁気テープに対する記録時または／および再生時に、上記磁気テープのテープテンションを制御するテープテンション制御機構とを有し、
   上記磁気テープに記録されたサーボ信号の記録トラックから、記録時または／および再生時における上記磁気テープのテープ幅情報を得、該情報によって上記テープテンション制御機構を制御して上記磁気テープのテープテンションを制御して上記磁気テープのテープ幅調整を行うことを特徴とするリニアテープドライブ装置。
2. 上記磁気テープは、上記記録トラックが形成されるデータバンドと、該データバンドを挟んでその両側にそれぞれ上記サーボ信号が記録され上記磁気テープの長手方向に沿って形成されたサーボバンドとを有し、
   上記磁気ヘッド部のサーボ信号再生磁気ヘッド素子によって上記サーボ信号を再生し、該再生信号から上記テープ幅情報を得ることを特徴とする請求項１に記載のリニアテープドライブ装置。
3. 上記サーボ信号がトラッキングサーボ信号であることを特徴とする請求項１または２に記載のリニアテープドライブ装置。
4. 上記磁気テープに対するデータ記録または／および再生に先立って、上記磁気テープを走行し、上記磁気ヘッド部により、上記両サーボバンドの上記サーボ信号を参照し、
   上記磁気ヘッド部を、上記磁気テープの幅方向に変位させ、上記両サーボバンドからの再生出力変化が同出力で変化しないときには、上記テープテンション制御機構により上記テープテンションを調整して上記再生出力が同出力で変化するようにテープ幅調整を行い、該テープテンションに固定して、上記データ記録または／および再生を開始することを特徴とする請求項２に記載のリニアテープドライブ装置。
5. 上記磁気テープに対するデータ記録または／および再生時に、上記磁気ヘッド部により、上記両サーボバンドの上記サーボ信号を参照し、
   上記磁気ヘッド部を、上記磁気テープの幅方向に変位させ、
   上記両サーボバンドからの再生出力変化が同出力で変化するように、上記テープテンション制御機構により上記テープテンションを調整して上記データ記録または／および再生を行うことを特徴とする請求項２に記載のリニアテープドライブ装置。
6. 上記磁気テープに対するデータ記録または／および再生時に、上記磁気ヘッド部により、上記両サーボバンドの上記サーボ信号を参照し、
   上記磁気ヘッド部を、上記磁気テープの幅方向に変位させ、上記両サーボバンドからの再生出力変化が同出力で変化するように、上記テンション制御機構によってテープテンションの調整がなされるようにし、
   該調整によって上記再生出力変化が同出力で変化しない状態においては、テープテンションを所定の上限値あるいは下限値に固定して上記記録または／再生を行うことを特徴とする請求項２に記載のリニアテープドライブ装置。

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