JP2005502149A - 記録ヘッドの磁気サーボ - Google Patents

Abstract

磁気読取／書込ヘッドをデジタル線状テープの磁性面上のデータトラックに位置合わせする方法である。この方法は、サーボチャネルライタで、テープの磁性面上に位置する光サーボマークのトラックの上に信号を書込むステップと、サーボチャネルリーダから得られたリードバック信号から位置誤差信号を生成するステップと、位置誤差信号に従って磁気読取／書込ヘッドを位置付けるステップとを含む。

Description

【０００１】
【発明の分野】
この発明は、記録ヘッドの磁気サーボに関する。
【０００２】
【背景】
データの記憶および検索の性能を増大させるために、多くのデジタル線状磁気テープ記録システムは、記録間隔およびトラック幅を狭めた状態の複数ヘッド、複数チャネルを取付けられたヘッド構造を利用するため、多くの線状のデータトラックが予め定められた幅のテープ媒体上に実現されるかもしれない。テープ基板はまた、小さな直径のパッケージにテープの長さを伸ばした状態で、薄くされている。
【０００３】
ヘッド位置決めサーボシステムは、選択されたデータトラックの上に磁気テープシステムの読取および／または書込ヘッドを正確に位置決めすることを必要とする多くの状況において使用される。ヘッドとデータトラックとの間の位置合わせ不良は、リードバック中のデータエラーおよび書込中の隣接したトラック上のデータ損失を引起こすかもしれない。
【０００４】
複数トラック磁気テープ記憶システムにおいて、ランダム横方向テープ動作（「ＬＴＭ」）は、より高い密度を達成しそれによってテープあたりのより大きいユーザデータ容量を達成する際の制限要因である。ＬＴＭは、テープ方向を横断する横方向におけるテープの望ましくない動作のことである。ＬＴＭは、テープスリットの変化、テンションの変化、案内機構における欠陥、記録ヘッドにおける摩擦の変化ならびに暑さおよび湿気といった環境の要因を含む多くの要因によって生じ得る。これらの要因はさまざまな面でＬＴＭに影響を与える。これらの要因の中には、テープの走行に対して横方向にテープの不意の瞬間的な飛び越しを引起こすものがある一方で、テープ走行中に横方向への小さなずれを生じ得るものもある。一般的に、ＬＴＭは予測不可能で二度とないものであり、補償されなければならない。
【０００５】
【概要】
１つの局面では、この発明は、磁気読取／書込ヘッドをデジタル線状テープの磁性面上のデータトラックに位置合わせする方法を特徴とする。この方法は、サーボチャネルライタで、テープの磁性面上に位置する光サーボマークのトラックの上に信号を書込むステップと、サーボチャネルリーダから得られたリードバック信号から位置誤差信号を生成するステップと、位置誤差信号に従って磁気読取／書込ヘッドを位置付けるステップとを含む。
【０００６】
１つまたはそれ以上の以下の特徴も含み得る。
光サーボマークのトラックはテープの製造中に付けられ、印刷、エンボッシング、レーザ光によるパターニング／アブレーションによって形成し得る。信号はＤＣ信号、ＡＣ信号等を書込むことによって生成し得る。サーボチャネルリーダは、第１の読取ヘッドと第２の読取ヘッドとを有するセンタタップのリーダでもよい。リードバック信号は、第１の読取ヘッドからの第１の周波数と第２の読取ヘッドからの第２の周波数とを含む。位置誤差信号は、第１の周波数信号と第２の周波数信号との間の差を含み、差の絶対値はオフセットの大きさであり、符号はオフセットの方向である。この大きさは、マイクロメートルと関連させてもよい。位置誤差信号に従って磁気読取／書込ヘッドを位置付けるステップは、符号が負である場合は光サーボマークのトラックに対して上に、符号が正である場合は下に、読取／書込ヘッドを駆動するステップを含む。
【０００７】
別の局面では、この発明は、磁気記録ヘッドサーボシステムを特徴とし、このシステムは、記録チャネルと、少なくとも１つの磁気サーボチャネルとを含み、磁気サーボチャネルは光サーボマークのトラックからサーボ信号を生成し、このシステムはさらに磁気サーボチャネルに接続されサーボ信号を処理するためのサーボ処理システムと、サーボ処理システムから受取られたサーボ命令に接続され応答するモータとを含み、モータは光サーボマークのトラックの位置に対する記録ヘッドサーボシステムの位置を制御する。
【０００８】
１つまたはそれ以上の以下の特徴も含み得る。
サーボチャネルは、書込ヘッド、第１の読取ヘッドおよび第２の読取ヘッドを含む。書込ヘッドは信号音を書込む。第１の読取ヘッドおよび第２の読取ヘッドは信号音の周波数を検出する。サーボ処理システムは、第１の読取ヘッドと第２の読取ヘッドとによって検出された周波数間の差を決定するための手段と、この差を線状位置命令に変換するための手段と、線状位置命令をモータに送るための手段とを含み得る。
【０００９】
この発明の実施例は１つまたはそれ以上の以下の利点を有し得る。
光サーボマークに対してヘッドがどこにあるかを決定するための別個の光サーボシステムが必要とされないため、全体的な重さが減じられ、光サーボシステムおよび磁気ヘッドの正確な位置合わせが不要になる。
【００１０】
光サーボマークの使用によって、製造の時点でテープに付けられた磁気サーボマークを消去する可能性が排除される。
【００１１】
媒体アブレーション領域、つまり光サーボマークは、純に磁気サーボ書込情報なので、不変であり、バルク消去にさらされることはない。
【００１２】
さらなる１つのまたは複数のサーボチャネルヘッドは、磁気ヘッド装置製造中の処理費用を増大させず、ウェーハの最小限の部分を占める。
【００１３】
この発明の１つまたはそれ以上の実施例の詳細を以下の添付の図面および詳細な説明で述べる。この発明の他の特徴、目的および利点は、詳細な説明、図面の説明および特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【００１４】
さまざまな図面において同じ参照記号は同じ要素を表示する。
［詳細な説明］
図１を参照して、高いトラック密度で記録するための例示の磁気テープシステム１０は、テープリール１４と１６との間に位置付けられたデジタル線状テープ１２を含む。テープリール１４および１６は回転可能に駆動されるリール駆動モータ１８および２０上に取付けられる。リール駆動モータ１８および２０はテープリール１４および１６を回転させて、リール１４からリール１６へと前方向へデジタル線状テープ１２を移動させる。デジタル線状テープ１２が進むと、それは線状のデータのトラックをデジタル線状テープ１２に書込む記録ヘッド２２を横切って移動する。記録ヘッド２２は、書込ヘッドと読取ヘッドの双方を含み、特に、書込まれたデータの読取チェックを可能にする。デジタル線状テープ１２の全体の長さがテープリール１４からテープリール１６へと転送されたとき、リールモータ１８および２０の回転の方向が反転する。デジタル線状テープ１２は次に、記録ヘッド２２を横切って逆の方向に進む。デジタル線状テープ１２が逆の方向に進み始めると、記録ヘッド２２は記録ヘッドアセンブリ２４によってデジタル線状テープ１２に対し横方向に進められ、デジタル線状テープ１２上の別のトラックの情報の記録を可能にする。
【００１５】
コントローラ２６は、記録ヘッド２２によって書込まれるデータおよび制御情報を記録ヘッドアセンブリ２４に与える。デジタル線状テープ１２を前および逆方向に進行させ、その後に記録ヘッド２２をデジタル線状テープ１２を横切るように進めることを続けると、結果として、並列する複数の記録済みデータトラックが生じる。デジタル線状テープ１２上の長手方向の位置に対する記録ヘッド２２の位置は、光タコメータといった位置センシング手段によって連続的にモニタされる。
【００１６】
図２を参照して、図１のデジタル線状テープ１２の断面は、プラスチック基板４２に付けられ、テープ１２の第１の主表面を形成する磁気記憶層４０を含む。主としてカーボンブラックからなる非磁気背面層４４はプラスチック基板４２に付けられ、テープ１２の反対側の第２の主表面を形成する。
【００１７】
図３を参照して、デジタル線状テープ１２の磁気記憶層４０は、複数の線状磁気データ記憶トラック５０を規定し、光サーボパターン５２の複数のトラックを含む。光サーボパターン５２のトラックは、以下で説明されるように、磁気テープシステム１０によって利用され、ＬＴＭを補償する。記録ヘッド２２は、同様に以下で説明されるように、磁気データ記憶トラック５０のすべてではなくいくつかと位置合わせされた記録チャネルと呼ばれる複数の読取ヘッドおよび書込ヘッドを含む。磁気記憶層４０上のデータ記憶トラック５０の各々に対して、磁気記憶層４０上の光サーボパターン５２のトラックが与えられるため、１つの記録チャネルが線状テープの移動中に光サーボパターン５２の適切なトラックをたどれば、すべての記録チャネルがそれぞれの磁気データ記憶トラック５０をたどるであろう。光サーボパターン５２のトラックはテープ製造過程の一部として形成される。従来のレーザ書込、エンボッシングまたはパターニング技術をテープ製造中に使用して光サーボパターン５２のトラックを与えてもよい。
【００１８】
図４を参照して、例示の光サーボパターンライタシステム６０は、レーザソース６２、光学システム６４およびレンズ６６を含む。レーザソース６２はコリメート光６８の１つまたはそれ以上のビームを生成する。コリメート光６８は光学システム６４に入り、そこでコリメート光は複数のビーム７０に分割される。複数のビーム７０はレンズ６６を通過し、テープ１２の磁気記憶層４０に集束するようにされる。テープ１２に当ると、複数のビーム７０の各々は、テープ１２の磁気記憶層４０から磁気素材の断片を取除き、各々光サーボマーク７２と呼ばれる磁気素材が欠落するくぼみを生成する。テープ１２に当る複数のビーム７０は、互いに並列するよう配置された光サーボトラックの複数のトラックを形成する。レーザソース６２および光学システム６４は制御されて、さまざまな光サーボマークパターンを生成し得る。たとえば、レーザソース６２はパルスにされて、環状のマークを生成し得る。光サーボパターン５２の各々のトラックを、記録チャネルがどの名目の光サーボパターントラックがたどられているのかを決定することを可能にする固有の値またはコードで符号化してもよい。たとえば、指定された周波数の電気または磁気信号を光サーボパターンの選択されたトラックに書込んでもよい。
【００１９】
図５を参照して、記録ヘッド２２は複数の記録チャネル８０および１つまたはそれ以上のサーボチャネル８２を含む。サーボチャネル８２は、磁気記録素材が欠けており振幅変調を引き起こす光サーボパターン５２のトラックに関連したサーボ位置誤差信号の書込および入手を行なう。上述のとおり、記録チャネル８０は、一般的に光サーボパターン７２のトラックの間に長手方向に位置付けられたデータトラックにおけるデータを読取り、書込む。サーボチャネル８２は読取ヘッドと書込ヘッドの双方を含む。サーボチャネル書込ヘッドは、その幅が記録チャネル書込ヘッドとおよそ同じである従来の誘導ヘッドを含む。一例において、サーボチャネル読取ヘッドは、センタタップのＭＲリーダといったセンタタップの３端子リーダである。
【００２０】
動作中に、テープ１２が記録ヘッド２２を通って走行すると、サーボチャネル書込ヘッドは光サーボパターン５２のトラックの上に磁気信号を書込む。磁気信号はサーボチャネル書込ヘッドによって光サーボパターン５２上に与えられる。磁気信号は、ＡＭラジオ周波数帯における信号音といった相対的に低い周波数の信号音である。磁気信号音の振幅は、光サーボパターンの上に与えられるときに減少し、または光サーボパターンの深さ次第で消滅する。したがって、光サーボパターン５２における磁気素材の欠落または光サーボパターン５２の深さからの間隔損失によって周波数の消失が生じ、この周波数の消失は振幅の変調としてサーボチャネル読取ヘッドによって読取ることができる。
【００２１】
各々のサーボチャネル８２はサーボ処理システム８４に接続される。サーボ処理システム８４は各々のサーボチャネル８２から受取った情報を処理し、位置誤差信号（ＰＥＳ）を生成する。ＰＥＳを用いて、光サーボパターン５２に対するサーボチャネル８２の位置合わせ不良を補償する。ＰＥＳは、記録ヘッド２２に接続されたボイスコイルアクチベータといった位置モータ８８へ送り込まれる。位置モータ８８は、デジタル線状テープ１２に対する記録ヘッド２２の横方向の運動を制御し、横方向テープ動作（ＬＴＭ）を補償し、したがって、確実に各々の記録チャネルがそれぞれのデータのトラックに適切に位置合わせされるようにする。
【００２２】
位置誤差信号（ＰＥＳ）は、たとえば、センタタップの（ＣＴ）リーダを有するサーボチャネルを用いて光サーボパターン５２のトラック上の磁気信号を検出することにより生成することができる。
【００２３】
次に図６を参照して、例示のＣＴリーダ９０はリーダヘッド９２およびリーダヘッド９４を含む。テープがサーボチャネルおよび記録チャネルを横切って移動すると、サーボチャネル書込ヘッド９６は光サーボパターン５２のトラックの上に信号音を書込む。光サーボパターン５２のトラックはリーダヘッド９２およびリーダヘッド９４の下を直ちに通過する。サーボチャネル書込ヘッド９６によって書込まれた信号の振幅はリーダヘッド９２とリーダヘッド９４の双方によって検出される。リーダヘッド９２またはリーダヘッド９４によって受取られた信号音の振幅の変化は、それぞれのリーダヘッドがより多くのサーボパターン５２のトラックを察知するとき高く、それぞれのリーダヘッドが移動して光サーボパターン５２のトラックから離れるときに最小限まで低下する。テープが進む際に、ＣＴリーダ９０が光サーボパターンの直上の中央に置かれる場合、リーダヘッド９２およびリーダヘッド９４によって受取られた信号の振幅の変化は同じになり、したがって、Ｘ＝Ｙ（またはＸ−Ｙ＝０）になり、ここでＸはサーボリーダヘッド９２によって検出された振幅をｍＶで表したものに等しく、Ｙはサーボリーダヘッド９４によって検出された振幅の変化をｍＶで表したものに等しい。したがって、Ｘ−Ｙは、その大きさおよび符号が光サーボマーク５２のトラック、そして結果として、データのトラックに対して記録ヘッド２２を中央に置く方法を示す電気信号である。Ｘ−Ｙは位置誤差信号（ＰＥＳ）を表わし、位置誤差信号では、結果として生じるｍＶの差は、信号をＸ＋Ｙでスケーリングすることによってマイクロメートルでの位置誤差に関連付けることができ、テープ１２に対して記録ヘッド２２を調整するように用いられる。
【００２４】
サーボチャネル９０が光サーボパターン５２に対して高い場合、すなわちＹ＞Ｘ（またはＸ−Ｙ＜０）の場合、記録ヘッド２２を光サーボパターン５２のトラックの上の中央に置くために下降させる必要がある。この理由は、磁気信号は光サーボパターン５２のトラックの上に置かれ、したがって、リーダヘッド９４によって検出された信号の振幅は、リーダヘッド９２によって検出された信号の振幅よりも大きいためである。サーボチャネル９０が光サーボパターンに対して低い場合、すなわちＸ＞Ｙ（またはＸ−Ｙ＞０）の場合、記録ヘッド２２を光サーボマーク５２のトラックの上の中央に置くために上昇させる必要がある。
【００２５】
（図５の）サーボ処理システム８４は、テープ１２上の各々の光サーボパターン５２がサーボチャネル９０の下を通過すると、２つの振幅信号ＸおよびＹを受取り、リーダヘッドは磁気信号を検出しＸからＹを減算する。差が０の場合、サーボ命令はステッパモータ８６に送られない。差が０よりも大きい場合、サーボ処理システム８４はステッパモータ８４にサーボ命令を送り、ロータリモータ８８を駆動して、記録ヘッド２２を、マイクロメートルに変換された差の絶対値に等しい大きさだけ、横方向に下方移動させる。差が０よりも小さい場合、サーボ処理システム８４はステッパモータ８４にサーボ命令を送り、ロータリモータ８８を駆動して、記録ヘッド２２を、マイクロメートルに変換された差の絶対値に等しい大きさだけ、横方向に上方移動させる。テープ１２が移動し続け記録ヘッド２２を通り過ぎると、テープ上の光サーボパターン５２のうちの１つがサーボチャネル９０の下を通過するたびに、新しい振幅信号ＸおよびＹは連続的に検出される。したがって、サーボ処理システム８４は検出された振幅信号の差を連続的に分析し、位置付け情報を位置モータ８８に与えて、ＬＴＭを補償する。
【００２６】
図７を参照して、光サーボパターン１００のトラックに位置合わせされたＣＴリーダ９０が示されている。各々の光サーボパターン１００がＣＴリーダ９０のそばを通過すると、パターン１００上の磁気信号がリーダヘッド９２およびリーダヘッド９４によって検出され、検出された信号の振幅がグラフに示されている。グラフ１０２はリーダヘッド９２から検出された信号であり、グラフ１０４はリーダヘッド９４から検出された信号である。光サーボパターンのうちの１つがＣＴリーダ９０を通過するたびに、振幅は減少しリーダヘッド９２および９４によって検出される。検出された信号はおよそ等しいので、ＣＴリーダ９０そして結果として読取／書込ヘッドアセンブリは、光サーボパターン１００のトラックに適切に位置合わせされる。
【００２７】
図８を参照して、光サーボマーク１００のトラックよりわずか上に位置付けられたＣＴリーダ９０が示されている。各々の光サーボパターン１００がＣＴリーダ９０のそばを通過すると、パターン１００上の磁気信号はリーダヘッド９２およびリーダヘッド９４によって検出され、検出された信号の振幅がグラフ上に示されている。グラフ１０６はリーダヘッド９２から検出された信号であり、グラフ１０８はリーダヘッド９４から検出された信号である。光サーボパターンのうちの１つがＣＴリーダ９０を通過するたびに、振幅が増加しリーダヘッド９２および９４によって検出される。グラフ１０８における検出された信号はグラフ１０６における検出された信号よりも大きいので、ＣＴリーダ９０そして結果的に読取／書込ヘッドアセンブリを、光サーボパターン１００のトラックに対して横方向に下方移動させ、適切に位置合わせする必要がある。
【００２８】
図９を参照して、光サーボパターン１００のトラックよりわずか下に位置付けられたＣＴリーダ９０が示されている。各々の光サーボパターン１００がＣＴリーダ９０のそばを通過すると、マーク１００上の磁気信号がリーダヘッド９２およびリーダヘッド９４によって検出され、検出された信号の振幅がグラフ上に示されている。グラフ１１０はリーダヘッド９２から検出された信号であり、グラフ１１２はリーダヘッド９４から検出された信号である。光サーボパターンのうちの１つがＣＴリーダ９０を通過するたびに、振幅は増加しリーダヘッド９２および９４によって検出される。グラフ１１０における検出された信号はグラフ１１２における検出された信号よりも大きいため、ＣＴリーダ９０そして結果として読取／書込ヘッドアセンブリを、光サーボパターン１００のトラックに対して横方向に上方移動させて、適切に位置合わせする必要がある。
【００２９】
位置情報はまた、各々の光サーボパターン５２の間の空間に書込まれるかもしれない。たとえば、トラック、バンドおよびトラック沿いの位置に関する情報は、サーボチャネルライタ９６によって（たとえば信号音の変化として）書込まれるかも知れず、後続のサーボチャネルリーダ９０のＸ＋Ｙ信号で読取られるかもしれない。
【００３０】
この発明の多数の実施例を説明してきた。それにもかかわらず、この発明の精神および範囲から逸脱することなく、さまざまな変形がなされるかもしれないことが理解されるであろう。たとえば、光サーボパターンの上の磁気信号を、サーボパターンが製造過程で光サーボライタシステム６０によって生成されるときに与えられるヘッドフィールドとすることができる。
【００３１】
位置誤差信号（ＰＥＳ）を３つまたはそれ以上のセグメントタップのリーダで生成し、各々の光サーボパターンに関する３つまたはそれ以上の位置信号を生成することができる。
【００３２】
一旦磁気信号が光サーボパターン５２の所与のトラック上に書込まれると、２つのサーボチャネルのリーダを使用して、冗長位置情報または位置プラス方位情報を与えることが可能である。方位情報を用いて、磁気記録装置の方位を動的にセンタリングすることができる。万が一磁気信号が失われた場合は、それは磁気情報を動的に書込み、後続のサーボチャネルリーダを使用するだけで、磁気記録ヘッド装置を位置付けることによって置き換えることができる。
【００３３】
したがって、他の実施例が前掲の特許請求の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【図１】例示の磁気テープ記録システムのブロック図である。
【図２】図１のデジタル線状テープ断面の概略図である。
【図３】光サーボトラックのトラックを有するデジタル線状テープ正面側の概略図である。
【図４】例示の光サーボパターン書込システムのブロック図である。
【図５】例示の磁気テープサーボシステムのブロック図である。
【図６】センタタップのリーダの概略図である。
【図７】図６のセンタタップのリーダによって生成されるような電圧信号の変化の第１のグラフである。
【図８】図６のセンタタップのリーダによって生成されるような電圧信号の変化の第２のグラフである。
【図９】図６のセンタタップのリーダによって生成されるような電圧信号の変化の第３のグラフである。

Claims (18)

1. 磁気読取／書込ヘッドをデジタル線状テープの磁性面上の複数のデータトラックに位置合わせする方法であって、
   サーボチャネルライタで、テープの磁性面上に位置する光サーボマークのトラックの上に信号を書込むステップと、
   サーボチャネルリーダから得られたリードバック信号から位置誤差信号を生成するステップと、
   位置誤差信号に従って磁気読取／書込ヘッドを位置付けるステップとを含む、磁気読取／書込ヘッドをデジタル線状テープの磁性面上の複数のデータトラックに位置合わせする方法。
2. 光サーボマークのトラックはテープの製造中に付けられる、請求項１に記載の方法。
3. 光サーボマークのトラックは印刷によって形成される、請求項１に記載の方法。
4. 光サーボマークのトラックはエンボッシングによって形成される、請求項１に記載の方法。
5. 光サーボマークのトラックはレーザ光によるパターニング／アブレーションによって形成される、請求項１に記載の方法。
6. 前記信号はＤＣ信号を書込むことによって生成される、請求項１に記載の方法。
7. 前記信号はＡＣ信号を書込むことによって生成される、請求項１に記載の方法。
8. サーボチャネルリーダは、第１の読取ヘッドと第２の読取ヘッドとを有するセンタタップのリーダである、請求項１に記載の方法。
9. リードバック信号は、
   第１の読取ヘッドからの第１の信号と、
   第２の読取ヘッドからの第２の信号とを含む、請求項１に記載の方法。
10. 位置誤差信号は第１の信号と第２の信号との間の差を含み、差の絶対値はオフセットの大きさであり、符号はオフセットの方向である、請求項１に記載の方法。
11. 前記大きさはマイクロメートルに関連する、請求項１０に記載の方法。
12. 前記位置誤差信号に従って磁気読取／書込ヘッドを位置付けるステップは、符号が負である場合、光サーボマークのトラックに対して上に読取／書込ヘッドを駆動するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記位置誤差信号に従って磁気読取／書込ヘッドを位置付けるステップは、符号が正である場合、光サーボマークのトラックに対して下に読取／書込ヘッドを駆動するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
14. 磁気記録ヘッドサーボシステムであって、
    複数の記録チャネルと、
    少なくとも１つの磁気サーボチャネルとを含み、磁気サーボチャネルは光サーボマークのトラックからサーボ信号を生成し、前記磁気記録ヘッドサーボシステムはさらに、
    磁気サーボチャネルに接続されサーボ信号を処理するためのサーボ処理システムと、
    サーボ処理システムから受取られたサーボ命令に接続され応答するモータとを含み、モータは光サーボマークのトラックの位置に対する記録ヘッドサーボシステムの位置を制御する、磁気記録ヘッドサーボシステム。
15. サーボチャネルは、
    書込ヘッドと、
    第１の読取ヘッドと、
    第２の読取ヘッドとを含む、請求項１４に記載のシステム。
16. 書込ヘッドは信号音を書込む、請求項１５に記載のシステム。
17. 読取ヘッドは信号音の振幅を検出する、請求項１６に記載のシステム。
18. サーボ処理システムは、
    ヘッドによって検出された振幅間の差を決定するための手段と、
    差を線状位置命令に変換するための手段と、
    線状位置命令をモータに送るための手段とを含む、請求項１４に記載のシステム。

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