JP2010009725A - サーボ信号記録装置、磁気テープ装置、磁気テープ - Google Patents

Abstract

【課題】サーボ信号のＳ／Ｎ比を向上させて、磁気ヘッドのサーボ制御の精度を向上させる。また、磁気テープの速度変動とＬＴＭとを正確に判別する。
【解決手段】幅方向に磁化量が異なるサーボストライプを磁気テープに備えたことにより、磁気テープ装置（ドライブ）でトラッキングサーボを行う際、サーボストライプの磁化量の変化によりヘッドユニットに対する磁気テープの相対位置を検出することができる。よって、従来のようにサーボ信号のタイミングのみを検出してトラッキングサーボを行う構成に比べて、サーボ信号のＳ／Ｎ比を向上させることができ、より精密にサーボ制御を行うことができる。
【選択図】図９

Description

本発明は、コンピュータ用のデータストレージシステムなどに用いることができる磁気テープ装置、サーボ信号記録装置、磁気テープに関する。

磁気テープは、オーディオテープ、ビデオテープ、コンピューターテープなど様々な用途があるが、特にデータバックアップ用テープの分野ではバックアップ対象となるハードディスクの大容量化に伴い、1巻当たり８００ＧＢ以上の記憶容量のものが商品化されており、今後ハードディスクのさらなる大容量化に対応するためバックアップテープの高容量化は不可欠である。

磁気テープを大容量化するには、例えば、磁気テープの厚さを薄くすることで、リールに対する磁気テープの巻径を増加させずに、リール１巻あたりのテープ長さを長くする方法がある。また、磁気テープに記録するデータの記録波長を短くすることで、磁気テープの長手方向の記録密度を高くする方法がある。また、磁気テープの記録トラック幅を狭くすることで、磁気テープの幅方向の記録密度を高くする方法（高記録密度化技術）などが考えられる。

磁気テープの高記録密度化技術を採用することにより記録トラック幅が狭くなると、データの記録再生時などにおける磁気テープの幅方向の位置変動によって、磁気ヘッドが記録トラックを正確に追従できなくなり、エラーを起こしやすくなる。そこで、現在では、磁気テープの製造時に、磁性層あるいはバックコート層にサーボ信号を記録し、そのサーボ信号によるサーボ方式を有するシステムが主流になっている。

サーボ方式には、磁気サーボ方式と光学サーボ方式がある。磁気サーボ方式は、サーボ信号を磁気テープの磁性層に磁気記録し、このサーボ信号を磁気的に読み取ってサーボを行う方式である。また、光学サーボ方式は、凹部アレイから構成されるサーボ信号を、レーザー照射などで磁気テープのバックコート層に形成し、この凹部アレイを光学的に読み取ってサーボを行う方式である。

これらのサーボ方式により、磁気テープにデータを記録する際または磁気テープからデータを再生する際、磁気テープの位置が磁気ヘッドに対して相対的に幅方向に変動しても、磁気ヘッドを記録トラックに追随させることができる。具体的には、まずサーボヘッドで、磁気テープに記録されているサーボ信号を読み取る。次に、読み取ったサーボ信号に応じて、ヘッドユニット（少なくともデータ記録用ヘッドとデータ再生用ヘッドとを含む）の磁気テープの幅方向における位置をコントロールして、データ記録用ヘッドまたはデータ再生用ヘッドを記録トラックに追従させる。これにより、磁気テープに対して正確に情報を記録することができるとともに、磁気テープに記録されている情報を正確に再生することできる。

上記のサーボ方式の一例として、特許文献１及び２にタイミングベースサーボ方式が開示されている。タイミングベースサーボ方式では、サーボ信号が磁気テープの幅方向に対して傾斜させたパターンで、磁気テープに記録されている。そのサーボ信号を再生した時における、再生波形のピークの時間間隔からヘッド位置を認識する。

また、上記サーボ方式に関する磁気ヘッドの位置決め精度を向上する方法に関して、タイミングベースと振幅ベースのサーボ信号のそれぞれを、磁気テープ上の同じあるいは異なる位置で用いるという考えもある（特許文献３）。
特開平８−３０９４２号公報 米国特許第６，２２６，６８８号明細書 特開２００３−１６８２０３号公報

しかしながら上記従来の構成では、サーボ制御を行うために磁気テープに形成されている磁気サーボパターンから得られるサーボ信号にはノイズ成分が含まれており、サーボ信号の正確な情報に対して誤差が生じる。そのため、磁気ヘッドの位置決めにも誤差が生じ、サーボ制御の精度が低下するという問題がある。

また、磁気テープにおいて速度変動が生じた場合に、サーボ信号の間隔が変動するため、磁気テープ装置がサーボ信号の間隔の変動をＬＴＭ（Lateral Tape Motion）と誤判断して、磁気ヘッドを磁気テープの幅方向へ移動させてしまうという誤動作が生じる。

本発明の目的は、サーボ信号のＳ／Ｎ比を向上させて、磁気ヘッドのサーボ制御の精度を向上させることができるとともに、磁気テープの速度変動とＬＴＭとを正確に判別することである。

本発明のサーボ信号記録装置は、磁気テープを移送する移送手段と、前記移送手段により移送されている前記磁気テープにサーボストライプを形成可能なサーボ記録ヘッドとを備えたサーボ信号記録装置であって、前記サーボ記録ヘッドは、前記磁気テープの幅方向に磁化量が異なるサーボストライプを形成可能であることを特徴とするものである。

本発明の磁気テープ装置は、幅方向に磁化量が異なるサーボストライプが形成された磁気テープに、データ信号を記録または再生可能な磁気テープ装置であって、前記磁気テープに形成されたサーボストライプを読み取りサーボ信号を出力するサーボヘッドを備え、前記磁気テープの幅方向に変位可能に配されたヘッドユニットと、前記ヘッドユニットを前記磁気テープの幅方向に変位させることが可能な駆動手段と、前記サーボヘッドから出力されるサーボ信号のタイミングを検出するタイミング検出手段と、前記サーボヘッドから出力されるサーボ信号のレベルを検出するレベル検出手段と、前記タイミング検出手段で検出されたタイミングの情報と前記レベル検出手段で検出されたレベルの情報とに基づき、前記駆動手段を動作を制御する制御信号を生成する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記タイミングの情報と前記レベルの情報とからオフトラック量を算出し、算出したオフトラック量に基づき、前記制御信号を生成することを特徴とするものである。

本発明の磁気テープは、磁性層を備え、前記磁性層にデータを記録可能なデータ領域とサーボ信号を記録可能なサーボ領域とが形成された磁気テープであって、少なくとも前記磁性層に、当該磁気テープの幅方向に磁化量を異ならせたサーボストライプが形成されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、サーボ信号のＳ／Ｎ比を向上させることができ、より精密にサーボ制御を行うことができる。

また、本発明によれば、サーボ信号の間隔に変動が生じた場合に、正確に速度変動とＬＴＭとを判別することができる。

本発明のサーボ信号記録装置、磁気テープ装置は、上記構成を基本として以下のような態様をとることができる。

すなわち、本発明のサーボ信号記録装置において、前記サーボ記録ヘッドは、前記サーボストライプの一方の端部が最も磁化量が大きく、他方の端部が最も磁化量が小さくなるように、サーボストライプを形成する構成とすることができる。

本発明のサーボ信号記録装置において、前記サーボ記録ヘッドは、前記サーボストライプの一方の端部と他方の端部との間で連続的に磁化量が異なるように、サーボストライプを形成する構成とすることができる。

本発明のサーボ信号記録装置において、前記サーボ記録ヘッドは、前記サーボストライプの一方の端部と他方の端部との間で段階的に磁化量が異なるように、サーボストライプを形成する構成とすることができる。

本発明のサーボ信号記録装置において、前記サーボ記録ヘッドは、前記磁気テープにサーボストライプを形成する際に、前記磁気テープに対向する面と、前記磁気テープの記録面との間隔が、前記磁気テープの幅方向において異なる構成とすることができる。

本発明のサーボ信号記録装置において、前記サーボ記録ヘッドは、前記磁気テープにサーボストライプを形成する際に、前記磁気テープに対向する面に形成された磁気ギャップの幅を、前記磁気テープの幅方向において異なる構成とすることができる。

本発明の磁気テープ装置において、前記制御手段は、前記タイミングと前記レベルの両方が変動したことを検出した場合、前記磁気テープにおいて幅方向の位置変動が生じたと判断し、前記駆動手段を動作を制御する制御信号を生成し、前記タイミングのみが変動したことを検出した場合、前記磁気テープにおいて移送速度変動が生じたと判断する構成とすることができる。

（実施の形態）
〔１．磁気テープの構成〕
図１は、磁気テープの記録面の構成を示す模式図である。図１に示す磁気テープは、そのスペックがＬＴＯ規格（Linear Tape Open）に準拠しており、ＬＴＯ規格に準拠したカートリッジに収容されている。図１（ａ）は、磁気テープの記録面の構成を示す。

磁気テープ１は、ベースフィルムの表面に下地層を挟んで磁性層が形成され、ベースフィルムの裏面にバックコート層が形成されている。また、磁気テープ１は、その長手方向に沿って、４本のデータバンド２と５本のサーボバンド３が形成されている。データバンド２とサーボバンド３とは、磁気テープ１の幅方向に交互に配されている。データバンド２は、磁気テープ１の磁性層に形成され、デジタルデータが記録される。サーボバンド３は、磁気テープ１の磁性層あるいはバックコート層に形成され、サーボ信号が記録される。

図１（ｂ）は、トラックの構成を示す模式図であり、図１（ａ）において破線で囲んだ部分を拡大した図である。磁気ヘッド４は、図１（ｂ）に示すように１つのデータバンド２及び２つのサーボバンド３を同時に走査可能な幅寸法を有している。磁気ヘッド４は、デジタルデータを記録または再生可能な第１のヘッド４ａ及び第２のヘッド４ｂで構成される組が、磁気テープ１の幅方向に例えば８組並んで配されているとともに、サーボバンド３に記録されているサーボ信号を再生可能な２個のサーボヘッド４ｃを備えている。磁気テープ１が図中Ａ方向に移動する場合、第１のヘッド４ａはデータバンド２にデジタルデータを記録可能なデータ記録用ヘッドとなり、第２のヘッド４ｂはデータバンド２に記録されているデジタルデータを再生可能なデータ再生用ヘッドとなる。また、磁気テープ１が図中Ａ方向と逆に移送する場合、第２のヘッド４ｂがデータ記録用ヘッドとなり、第１のヘッド４ａがデータ再生用ヘッドとなる。なお、第１のヘッド４ａ、第２のヘッド４ｂ、サーボヘッド４ｃの個数は一例である。

図１（ｃ）は、サーボバンドの構成を示す模式図であり、図１（ｂ）において破線で囲んだ部分を拡大した図である。図１（ａ）に示すデータバンド２上に、通電されている磁気ヘッド４を走査させることで、磁気ヘッド４に含まれる第１のヘッド４ａ（または第２のヘッド４ｂ）によって、データバンド２にデジタルデータを記録することができる。また、磁気ヘッド４に含まれる第２のヘッド４ｂ（または第１のヘッド４ａ）によって、データバンド２に記録されているデジタルデータを再生することができる。また、磁気ヘッド４に含まれるサーボヘッド４ｃは、サーボバンド３に記録されているサーボ信号を再生することができる。再生されたサーボ信号によって、磁気テープ１または磁気ヘッド４のテープ幅方向の位置を検出することができる。なお、サーボバンドに形成されたサーボストライプの構成については後述する。

次に、磁気テープ１にデジタルデータを記録する際の動作について説明する。図１（ｂ）に示すように、磁気テープ１にデジタルデータを記録する際、磁気テープ１を矢印Ａに示す方向へ移送させ、第１のヘッド４ａを通電することによって、１つのデータバンド２に同時に８本のデータトラック５を形成する。磁気ヘッド４は、１つのデータバンド２の始端から終端までデジタルデータを記録すれば、磁気ヘッド４の位置を磁気テープ１の幅方向に少しずらし、磁気テープ１を矢印Ａの反対方向へ移送させて、第２のヘッド４ｂによってデータバンド２の終端から始端に向かってデジタルデータを記録する。すなわち、磁気テープ１を長手方向に往復移送させながら、デジタルデータを記録する。このような往復動作を数回繰り返すことで、１つのデータバンド２に高密度にデジタルデータを記録することができる。磁気テープ１を所定回数往復移送させて１つのデータバンド２にデジタルデータを記録した後は、他のデータバンド２に対して、上記と同様の制御を行うことによりデジタルデータを記録することができる。

データバンド２にデジタルデータを記録している時、あるいはデータバンド２に記録されているデジタルデータを再生している時、データバンド２に対する磁気ヘッド４の位置は、サーボヘッドがサーボバンド３から読み出したサーボ信号に基づいて制御されている。具体的には、サーボバンド３から読み出したサーボ信号に基づいて、目標となるトラック位置に対するオフトラック量を算出し、そのオフトラック量がゼロになるように、磁気ヘッド４の位置をテープ幅方向に移動させている。これにより、磁気ヘッド４を所望のデータバンド２に追従させることができる。

次に、サーボバンドに形成されたサーボストライプの構成について説明する。

図２は、本実施の形態における磁気テープのサーボストライプの構成を示す模式図である。図２に示すように、ＬＴＯ規格に準拠した磁気テープにおけるサーボストライプは、磁気テープの長手方向に所定角度（例えば６度）傾斜して形成されている。１つのサーボフレームは、第１の向きに傾斜し５本のサーボストライプで構成された第１のサーボストライプ群１１と、第１の向きの反対向きに傾斜し５本のサーボストライプで構成された第２のサーボストライプ群１２と、第１の向きに傾斜し４本のサーボストライプで構成された第３のサーボストライプ群１３と、第２の向きに傾斜し４本のサーボストライプで構成された第４のサーボストライプ群１４とで構成されている。なお、図２における一点鎖線は、サーボストライプの中心線を示している。

また、本実施の形態のサーボストライプは、テープ幅方向に磁化量を異ならせて形成されている。磁化量の大きさを、図１におけるドットハッチングの密度で表している。ドットハッチングの密度が高いほど、磁化量が大きいことを表している。また、各サーボストライプにおける磁化量は、テープ幅方向の一方の端部（本実施の形態では図１の紙面上の上端）から他方の端部（同下端）に向かって、連続的に大きくなるように形成されている。このような構成とすることで、様々なデータトラックの本数に対応したトラッキングサーボを行うことができる。すなわち、データトラックの本数にかかわらず、サーボストライプの仕様を変える必要がないため、汎用性に優れる。

なお、本実施の形態では、サーボストライプにおける磁化量は、連続的に異ならせる構成としたが、段階的に異ならせてもよい。例えば、図１（ａ）における１つのデータバンド２に５本のデータトラックを記録する場合、磁化量を５段階に異ならせる等、記録するデータトラックの本数に応じて磁化量の段階数を設定する構成が考えられる。このようなサーボストライプの構成としても、本実施の形態と同様の制御を行うことができ、同様の効果を得ることができる。

また、本実施の形態では、サーボストライプの磁化量は、全てのサーボストライプについて、テープ幅方向の一方の端部から他方の端部に向かって異ならせる構成としたが、サーボストライプ群ごとに磁化量を異ならせる方向を異ならせてもよい。例えば、図３に示すように、第１のサーボストライプ群１１及び第３のサーボストライプ群１３をテープ幅方向の一方の端部（図中の上端）から他方の端部（図中の下端）に向かって磁化量が徐々に大きくなるように形成し、第２のサーボストライプ群１２及び第４のサーボストライプ群１４をテープ幅方向の他方の端部から一方の端部に向かって磁化量が徐々に大きくなるように形成する構成が考えられる。図３に示すようなサーボストライプの構成としても、本実施の形態と同様の制御を行うことができ、同様の効果を得ることができる。

〔２．サーボライターの構成〕
次に、磁気テープに図２に示すサーボストライプを形成する方法について説明する。

磁気テープにサーボストライプを形成するには、サーボライターと呼ばれるサーボ信号記録装置を用いる。

図４は、サーボ信号記録装置の構成を示す。サーボ信号記録装置は、供給リール２１，巻き取りリール２２，制御部２３，駆動部２４，第１のパルス発生回路２５，交流消去ヘッド２６，第２のパルス発生回路２７，サーボ記録ヘッド２８，およびガイドローラー２９を備えている。制御部２３は、駆動部２４、第１のパルス発生回路２５および第２のパルス発生回路２７を動作制御する。駆動部２４は、制御部２３からの命令に基づき、巻き取りリール２２を回転駆動する。巻き取りリール２２が回転駆動されることにより、供給リール２１に巻き回された磁気テープ２０は、矢印Ｃに示す方向へ移送され、巻き取りリール２２に巻き取られる。第１のパルス発生回路２５は、交流消去ヘッド２６に所定のデューティ比を有するパルスを送る。交流消去ヘッド２６は、第１のパルス発生回路２５から送られるパルスに基づいて動作し、磁気テープ２０の磁性層を交流消去する。第２のパルス発生回路２７は、制御部２３からの命令に基づき、サーボ記録ヘッド２８にパルスを送る。サーボ記録ヘッド２８は、第２のパルス発生回路２７から送られるパルスに基づいて動作し、磁気テープ２０の磁性層に図２に示すようなサーボストライプを形成する。

図４に示すサーボ信号記録装置で磁気テープ２０にサーボストライプを形成する際は、まず駆動部２４が、制御部２３からの命令により、巻き取りリール２２を回転駆動する。磁気テープ２０は、巻き取りリール２２が回転駆動されることにより、供給リール２１から巻き出され、ガイドローラー２９にガイドされながら矢印Ｃに示す方向へ移送される。供給リール２１から巻き出された磁気テープ２０は、交流消去ヘッド２６によって磁性層が交流消去される。交流消去された磁気テープ２０は、サーボ記録ヘッド２８によって磁性層にサーボストライプが形成される。サーボストライプが形成された磁気テープ２０は、巻き取りリール２２に巻き取られる。以上により、磁気テープ２０にサーボストライプを形成することができる。

図５Ａは、サーボ記録ヘッド２８の具体構成を示す側面図である。図５Ｂは、サーボ記録ヘッド２８の平面図である。なお、図５Ａにおいて、磁気テープ２０の移送方向はＸ軸方向であり、磁気テープ２０の幅方向はＹ軸方向である。図５Ａ及び図５Ｂに示すサーボ記録ヘッド２８は、磁気テープ２０に対向する端面２８ｂに磁気ギャップ２８ａが形成されている。これにより、サーボ記録ヘッド２８のコイル（不図示）に通電を行うことにより、磁気ギャップ２８ａに磁界が発生し、その磁界により磁気テープ２０の磁性層を磁化することができる。磁気ギャップ２８ａの形状は、図５Ｂに示すように略ハの字に形成されているため、磁気テープ２０に図２に示すようなサーボストライプを形成することができる。

本実施の形態では、図５Ａに示すように、サーボ記録ヘッド２８の端面２８ｂと磁気テープ２０の表面２０ａとのスペーシング（間隔）は、Ｙ軸方向に一定ではなく、磁気ギャップ２８ａの端部１２８ａ側が広く、磁気ギャップ２８ａの端部１２８ｂ側が狭くなるように形成されている。また、端部１２８ａと端部１２８ｂとの間の部分は、連続的な傾斜面となっている。また、図５Ｂに示すように、磁気ギャップ２８ａの幅寸法Ｇ３は、その長手方向において一定である。なお、図５Ａにおける寸法Ｇ１は、端部１２８ａにおける磁気ギャップ端面（磁気ギャップ２８ａにおいて、サーボ記録ヘッド２８の端面２８ｂと同一面上に位置する面）と磁気テープ２０の表面２０ａとのスペーシング寸法である。寸法Ｇ２は、端部１２８ｂにおける磁気ギャップ端面と磁気テープ２０の表面２０ａとのスペーシング寸法である。寸法Ｇ１と寸法Ｇ２とは、
Ｇ１＞Ｇ２
の関係にある。寸法Ｇ１に示すように、サーボ記録ヘッド２８と磁気テープ２０とのスペーシングを大きくすることで、磁気テープ２０にサーボストライプを形成する際、磁気テープ２０の磁性層における磁化量を小さくすることができる。また、寸法Ｇ２に示すように、サーボ記録ヘッド２８と磁気テープ２０とのスペーシングを小さくすることで、磁気テープ２０にサーボストライプを形成する際、磁気テープ２０の磁性層における磁化量を大きくすることができる。

よって、図５Ａに示すように、サーボ記録ヘッド２８と磁気テープ２０とのスペーシングを、磁気テープ２０の幅方向（Ｙ軸方向）に連続的に異ならせることで、図２に示すように磁気テープ２０の幅方向に磁化量を連続的に異ならせたサーボストライプを形成することができる。

なお、図５Ａ及び図５Ｂに示す構成では、サーボ記録ヘッド２８と磁気テープ２０とのスペーシングを、磁気テープ２０の幅方向（Ｙ軸方向）に連続的に異ならせる構成としたが、磁化量が段階的に異なるサーボストライプを磁気テープ２０に形成する場合は、サーボ記録ヘッド２８と磁気テープ２０とのスペーシングが段階的に異なるように、サーボ記録ヘッド２８の端面２８ｂを階段状に形成すればよい。

図６Ａは、サーボ記録ヘッド２８の他の構成例を示す側面図である。図６Ｂは、サーボ記録ヘッド２８の平面図である。図６Ａ及び図６Ｂに示すサーボ記録ヘッド２８は、磁気テープ２０とのスペーシング（寸法Ｇ４）は一定とし、磁気ギャップ２８ｃ及び２８ｄの幅寸法を磁気テープ２０の幅方向（Ｙ軸方向）に連続的に異ならせた構成である。具体的には、図６Ｂに示すように、例えば磁気ギャップ２８ｃの一方の端部１２８ｃ側の幅寸法を大きくし、磁気ギャップ２８ｃの他方の端部１２８ｄ側の幅寸法を小さくした。端部１２８ｃにおける幅寸法Ｇ５が最も大きく、端部１２８ｄにおける幅寸法Ｇ６が最も小さくなるように形成した。端部１２８ｃと端部１２８ｄとの間の部分は、幅寸法が連続的に異なるように形成した。

磁気ヘッドは、磁気ギャップの幅寸法を大きくすることにより、磁気テープ２０の磁性層における磁化量を小さくすることができ、磁気ギャップの幅寸法を小さくすることにより、磁気テープ２０の磁性層における磁化量を大きくすることができる。したがって、図６Ｂに示すように、磁気ギャップ２８ｃ及び２８ｄの幅寸法を磁気テープ２０の幅方向（Ｙ軸方向）に連続的に異ならせることにより、図２に示すように磁気テープ２０の幅方向に磁化量が連続的に異なるサーボストライプを形成することができる。

〔３．磁気テープ装置の構成〕
図７は、本実施の形態の磁気テープ装置の構成を示す。

図７において、ヘッドユニット４１は、磁気テープ２０にデータ信号を記録することができるデータ記録ヘッドと、磁気テープ２０に記録されているデータ信号を再生することができるデータ再生ヘッドと、磁気テープ２０に形成されているサーボストライプを読み取ってサーボ信号を再生することができるサーボヘッドとを備えている。また、ヘッドユニット４１は、ボイスコイルモータ（以下、ＶＣＭと称する）５２によって磁気テープ２０の幅方向（矢印Ｙに示す方向）に移動可能に配されている。ヘッドユニット４１におけるサーボヘッドで再生されたサーボ信号は、プリアンプ４２に送られる。

プリアンプ４２は、サーボヘッドで再生されたサーボ信号を増幅する。増幅されたサーボ信号は、ピーク検出回路４３とピークホールド回路４５とに送られる。

ピーク検出回路４３は、プリアンプ４２から送られるサーボ信号の波形のピークを検出し、検出したピークのタイミングの情報を第１の演算回路４４に送る。

第１の演算回路４４は、ピーク検出回路４３から送られるピークのタイミング情報に基づき、制御量ｖＰＥＳ１を算出する（PES:Position Error Signal）。算出された制御量ｖＰＥＳ１は、制御量調整部４８に送られる。

ピークホールド回路４５は、プリアンプ４２から送られるサーボ信号のレベルを検出し、検出したレベルの情報をアナログデジタル変換部４６に送る。

アナログデジタル変換部（以下、ＡＤＣと称する）４６は、ピークホールド回路４５から送られるアナログ信号のレベル情報を、デジタル信号のレベル情報に変換する。変換されたレベル情報は、第２の演算回路４７に送られる。

第２の演算回路４７は、ＡＤＣ４６から送られるレベル情報に基づき、制御量ｖＰＥＳ２を算出する。算出された制御量ｖＰＥＳ２は、制御量調整部４８に送られる。

制御量調整部４８は、第１の演算回路４４から送られる制御量ｖＰＥＳ１と、第２の演算回路４７から送られる制御量ｖＰＥＳ２とに基づき、オフトラック量を算出する。算出されたオフトラック量は、サーボコントローラ４９に送られる。

サーボコントローラ４９は、制御量調整部４８から送られるオフトラック量に基づき、制御データを生成する。生成された制御データは、デジタルアナログ変換部５０に送られる。

デジタルアナログ変換部（以下、ＤＡＣと称する）５０は、サーボコントローラ４９から送られるデジタル信号である制御データを、アナログ信号である制御信号に変換する。変換された制御信号は、ＶＣＭドライバ５１に送られる。

ＶＣＭドライバ５１は、ＤＡＣ５０から送られる制御信号に基づき、ＶＣＭ５２を駆動するための駆動電流を生成する。生成された駆動電流はＶＣＭ５２に送られる。

ＶＣＭ５２は、ＶＣＭドライバ５１から送られる駆動電流により、ヘッドユニット４１を矢印Ｙに示す方向へ駆動する。その時の駆動量は、ＶＣＭドライバ５１から送られる駆動電流の大きさによって決まる。

以下、動作について説明する。

図８は、本実施の形態の磁気テープ装置におけるトラッキングサーボの制御の流れを示す。まず、磁気テープ装置に搭載されたテープ駆動機構により磁気テープ２０を矢印Ｘ（図７参照）に示す方向へ移送させる。次に、ヘッドユニット４１に搭載されたサーボヘッドに通電を行うことで、磁気テープ２０のサーボバンドに形成されたサーボストライプを読み取ることができる。サーボヘッドは、サーボストライプを読み取り、電気信号であるサーボ信号に変換して出力する（Ｓ１）。

次に、プリアンプ４２は、サーボヘッドから出力されるサーボ信号を所定量増幅する。プリアンプ４２で増幅されたサーボ信号は、ピーク検出回路４３とピークホールド回路４５とに送られる（Ｓ２）。

次に、ピーク検出回路４３は、プリアンプ４２から出力されるサーボ信号のピークを検出し、そのピークのタイミングを検出する（Ｓ３）。次に、第１の演算回路４４は、ピーク検出回路４３で検出されたピークタイミングから制御量ｖＰＥＳ１を算出する（Ｓ４）。

ここで、ｖＰＥＳ１の算出方法について説明する。

図９は、サーボストライプからｖＰＥＳ１を算出する原理を説明するための模式図である。図９（ａ）に示すサーボストライプは、説明の便宜上、一部のサーボストライプａ，ｂ，ｃのみ図示した。サーボストライプａ〜ｃは、それぞれ例えば図２におけるサーボストライプ群１１，１２，１３のそれぞれの先頭のサーボストライプに相当する。また、図９（ａ）におけるブロック矢印は、その向きが磁化方向を表し、その大きさが磁化量を表している。ブロック矢印の大きさが大きいほど、そのブロック矢印が配された領域の磁化量が大きいことを表している。また、図９（ｂ）は、図９（ａ）に示すサーボストライプをサーボヘッドで読み取って再生されたサーボ信号の波形を示す。図９（ｂ）において、実線で示す波形は、図９（ａ）における経路Ｓ２をサーボヘッドがトレースした際に再生されるサーボ信号である。また、一点鎖線で示す波形は、経路Ｓ１をサーボヘッドがトレースした際に再生されるサーボ信号である。また、破線で示す波形は、経路Ｓ３をサーボヘッドがトレースした際に再生されるサーボ信号である。タイミングＴ１〜Ｔ３は、それぞれサーボヘッドが経路Ｓ１〜Ｓ３をトレースして、サーボストライプｃを読み取って再生されたサーボ信号のタイミングである。レベルＬ１〜Ｌ３は、それぞれサーボヘッドが経路Ｓ１〜Ｓ３をトレースして、サーボストライプｃを読み取って再生されたサーボ信号のレベルである。タイミングＴ４は、サーボヘッドが経路Ｓ２をトレースして、サーボストライプａを読み取って再生されたサーボ信号のタイミングである。レベルＬ４は、タイミングＴ４におけるサーボ信号のレベルである。Ｗ１〜Ｗ３は、それぞれタイミングＴ４からタイミングＴ１〜Ｔ３までの時間である。このように、サーボヘッドのトレース経路が異なると、再生されるサーボ信号のタイミング及びレベルが異なる。

ｖＰＥＳ１は、サーボトラックに形成されたサーボストライプのテープ幅方向の中心（例えば図９（ａ）における経路Ｓ２）から、現在のサーボヘッドのトレース位置までの距離を表す。また、ｖＰＥＳ１は、サーボストライプの傾斜角をＹ（本実施の形態ではＹ＝６°）、サーボストライプのテープ幅方向の中心におけるサーボストライプａとサーボストライプｂとの距離をＡＢ（本実施の形態ではＡＢ＝５０μｍ）、サーボヘッドで読み取られたサーボストライプａとサーボストライプｂとの距離をａｂ、サーボヘッドで読み取られたサーボストライプａとサーボストライプｃとの距離をａｃとした時、下記の数式１により算出することができる。

ｖＰＥＳ１＝（ＡＢ−（ａｂ／ａｃ）×１００）／２ｔａｎＹ ・・・（数式１）
数式１によれば、磁気テープ２０にＬＴＭ（Lateral Tape Motion）と呼ばれる幅方向の変位が発生した場合、距離ａｂ及びａｃ（例えば図９におけるＷ１〜Ｗ３）が変動するため、算出される制御量ｖＰＥＳ１が変動する。

一方、ピークホールド回路４５は、プリアンプ４２から出力されるサーボ信号の出力レベル（ピークレベル）を検出する（Ｓ５）。本実施の形態では、図２に示すようにサーボストライプの磁化量をその長手方向に異ならせているため、サーボヘッドのトレース位置によって再生されるサーボ信号の出力レベルが異なる。例えば、図９において、サーボヘッドが経路Ｓ１をトレースした場合は、再生されるサーボ信号の出力レベルは図９（ｂ）の一点鎖線で示す波形となり、その出力レベルはＬ１となる。また、サーボヘッドが経路Ｓ３をトレースした場合は、再生されるサーボ信号の出力レベルは図９（ｂ）の破線で示す波形となり、その出力レベルはＬ３となる。なお、サーボヘッドが経路Ｓ２をトレースした時のサーボ信号は、出力レベルがＬ２となる。Ｌ１〜Ｌ３は、
Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３
の関係にある。

次に、第２の演算回路４７は、ピークホールド回路４５で検出されＡＤＣ４６でデジタル信号に変換された出力レベルの情報に基づき、制御量ｖＰＥＳ２を算出する（Ｓ６）。制御量ｖＰＥＳ２の算出方法は、例えばサーボヘッドが図９に示すサーボストライプａを読み取って再生されたサーボ信号の出力レベルをＬａ（図９に示す例ではＬ４）、サーボヘッドがサーボストライプｃを読み取って再生されたサーボ信号の出力レベルをＬｃ（図９に示す例ではＬ１〜Ｌ３）、出力レベルの変動量に対するオフトラック量の係数をＫとした時、
ｖＰＥＳ２＝（Ｌａ−Ｌｃ）×Ｋ ・・・（数式２）
により算出することができる。

次に、制御量調整部４８は、制御量ｖＰＥＳ１を参照して、サーボ信号のタイミングに変動があるか否かを判断する（Ｓ７）。サーボ信号のタイミングに変動がない場合は、磁気テープ２０においてＬＴＭ及び速度変動は発生していないと判断し、ヘッドユニット４１の移動制御は行わない（Ｓ１１）。

一方、サーボ信号のタイミングに変動がある場合は、制御量調整部４８は、制御量ｖＰＥＳ２を参照して、サーボ信号の出力レベルに変動があるか否かを判断する（Ｓ８）。サーボ信号の出力レベルに変動がない場合は、磁気テープ２０の速度変動が発生している（ＬＴＭは無し）と判断し、ヘッドユニット４１の移動制御は行わない（Ｓ１０）。一方、サーボ信号の出力レベルに変動がある場合は、磁気テープ２０においてＬＴＭが発生していると判断する（Ｓ９）。制御量調整部４８は、磁気テープ２０においてＬＴＭが発生していると判断した場合は、
ｖＰＥＳ３＝（ｖＰＥＳ１＋ｖＰＥＳ２）／２ ・・・（数式３）
で算出した制御量ｖＰＥＳ３に基づきオフトラック量を算出する。

なお、サーボ信号のタイミング及び出力レベルの両方に変動がある場合（Ｓ７及びＳ８でＹＥＳ判断）は、磁気テープ２０においてＬＴＭのみが発生している場合と、ＬＴＭと速度変動の両方が発生している場合とがある。ＬＴＭと速度変動の両方が発生していたとしても、上記のようにｖＰＥＳ３に基づいてオフトラック量を算出することで、速度変動によるヘッドユニット４１の誤った移動量を半減することができる。

ここで、磁気テープ２０におけるＬＴＭ発生時および速度変動発生時の動作について説明する。

通常、磁気テープにおいてＬＴＭが生じていない場合は、磁気テープから再生されるサーボ信号のタイミングは等間隔となるが、上記のように磁気テープの移送速度が一時的に変動すると、サーボ信号のタイミングは変動する。一方、磁気テープにおいてＬＴＭが生じた時には、図１（ｃ）に示すようにサーボストライプが磁気テープの長手方向に傾斜して形成されているため、再生されるサーボ信号のタイミングは変動する。また、磁気テープにおいて速度変動が生じた時にも、再生されるサーボ信号のタイミングは変動する。よって、従来のトラッキングサーボのように、サーボ信号のタイミング（間隔）を検出するだけでは、サーボ信号のタイミングの変動が、速度変動が原因で生じたものか、ＬＴＭが原因で生じたものかを判別することができない。

本実施の形態では、図２に示すようにサーボストライプの長手方向（磁気テープ２０の幅方向）に向かって磁化量を異ならせることにより、サーボ信号のタイミングの変動が、速度変動が原因で生じたものか、ＬＴＭが原因で生じたものかを判別することができる。すなわち、サーボストライプの磁化量を異ならせる構成とすることで、磁気テープ２０において速度変動が生じている時は、サーボ信号のタイミングのみが変動し、出力レベルは変動しない。これに対して、磁気テープ２０においてＬＴＭが生じている時は、サーボ信号のタイミングと出力レベルとの両方が変動する。このようなサーボ信号のタイミング及びレベルの変動の内容を制御量調整部４８が検出することで、サーボ信号のタイミングの変動が、速度変動が原因で生じたものか、ＬＴＭが原因で生じたものかを判別することができる。

図８に戻り、次に、サーボコントローラ４９は、制御量調整部４８において算出されたオフトラック量に基づき、制御データを生成する。次に、ＶＣＭドライバ５１は、サーボコントローラ４９で生成されＤＡＣ５０でアナログ信号に変換された制御信号に基づき、ＶＣＭ５２を駆動制御するための駆動電流を生成し、ＶＣＭ５２に送る。ＶＣＭ５２は、ＶＣＭドライバ５１から送られる駆動電流に基づき、ヘッドユニット４１を矢印Ｙに示す方向へ移動させる。

〔４．実施の形態の効果、他〕
本実施の形態によれば、幅方向に磁化量が異なるサーボストライプを磁気テープに備えたことにより、磁気テープ装置（ドライブ）でトラッキングサーボを行う際、サーボストライプの磁化量の変化によりヘッドユニットに対する磁気テープ２０の相対位置を検出することができる。よって、従来のようにサーボ信号のタイミングのみを検出してトラッキングサーボを行う構成に比べて、サーボ信号のＳ／Ｎ比を向上させることができ、より精密にサーボ制御を行うことができる。

また、幅方向に磁化量が異なるサーボストライプが形成された磁気テープにおけるサーボストライプを読み取り、サーボ信号のタイミングと出力レベルとを用いてトラッキングサーボを行う構成としたことにより、ＬＴＭと速度変動とを判別することができる。すなわち、サーボ信号のタイミング及び出力レベルが共に変動した場合は磁気テープにＬＴＭが発生したと判断し、サーボ信号の出力レベルが変動せず、タイミングのみ変動した場合は速度変動が発生したと判断する。

また、サーボ記録装置におけるサーボ記録ヘッド２８は、図５Ａに示すように磁気テープ２０の表面２０ａとのスペーシングを異ならせるために、磁気テープ２０に対向する面を傾斜面とした。このような構成とすることで、簡単なサーボ記録ヘッドの構成で、磁気テープに、その幅方向に磁化量が異なるサーボストライプを形成することができる。

なお、本実施の形態における駆動部２４、巻き取りリール２２を駆動するモータは、本発明の移送手段の一例である。また、本実施の形態におけるＶＣＭ５２は、本発明の駆動手段の一例である。また、本実施の形態におけるピーク検出回路４３は、本発明のタイミング検出手段の一例である。また、本実施の形態におけるピークホールド回路４５は、本発明のレベル検出手段の一例である。また、本実施の形態における第１の演算回路４４、ＡＤＣ４６、第２の演算回路４７、制御量調整部４８、サーボコントローラ４９、ＤＡＣ５０、ＶＣＭドライバ５１は、本発明における制御手段の一例である。

本発明の磁気テープは、コンピュータ用のデータストレージシステムにおける情報媒体として有用である。また、本発明のサーボ信号記録装置は、コンピュータ用のデータストレージシステムにおける情報媒体にサーボ信号を記録する装置に有用である。また、本発明の磁気テープ装置は、コンピュータ用のデータストレージシステムに有用である。

実施の形態における磁気テープの構成を示す模式図 実施の形態における磁気テープのサーボストライプの構成を示す模式図 実施の形態における磁気テープのサーボストライプの他の構成を示す模式図 実施の形態におけるサーボ信号記録装置の構成を示すブロック図 実施の形態におけるサーボヘッドの構成を示す側面図 実施の形態におけるサーボヘッドの構成を示す平面図 実施の形態におけるサーボヘッドの構成を示す側面図 実施の形態におけるサーボヘッドの構成を示す平面図 実施の形態における磁気テープ装置の構成を示すブロック図 実施の形態におけるトラッキングサーボの動作の流れを示すフローチャート 実施の形態におけるトラッキングサーボを説明するための模式図

符号の説明

２０ 磁気テープ
２８ サーボ記録ヘッド
４１ ヘッドユニット
４３ ピーク検出回路
４４ 第１の演算回路
４５ ピークホールド回路
４７ 第２の演算回路
４８ 制御量調整部
４９ サーボコントローラ

Claims (9)

1. 磁気テープを移送する移送手段と、
   前記移送手段により移送されている前記磁気テープにサーボストライプを形成可能なサーボ記録ヘッドとを備えたサーボ信号記録装置であって、
   前記サーボ記録ヘッドは、前記磁気テープの幅方向に磁化量が異なるサーボストライプを形成可能である、サーボ信号記録装置。
2. 前記サーボ記録ヘッドは、前記サーボストライプの一方の端部が最も磁化量が大きく、他方の端部が最も磁化量が小さくなるように、サーボストライプを形成する、請求項１記載のサーボ信号記録装置。
3. 前記サーボ記録ヘッドは、前記サーボストライプの一方の端部と他方の端部との間で連続的に磁化量が異なるように、サーボストライプを形成する、請求項１または２記載のサーボ信号記録装置。
4. 前記サーボ記録ヘッドは、前記サーボストライプの一方の端部と他方の端部との間で段階的に磁化量が異なるように、サーボストライプを形成する、請求項１または２記載のサーボ信号記録装置。
5. 前記サーボ記録ヘッドは、前記磁気テープにサーボストライプを形成する際に、前記磁気テープに対向する面と、前記磁気テープの記録面との間隔が、前記磁気テープの幅方向において異なるように構成された、請求項１〜４のいずれかに記載のサーボ信号記録装置。
6. 前記サーボ記録ヘッドは、前記磁気テープにサーボストライプを形成する際に、前記磁気テープに対向する面に形成された磁気ギャップの幅が、前記磁気テープの幅方向において異なるように構成された、請求項１〜４のいずれかに記載のサーボ信号記録装置。
7. 幅方向に磁化量が異なるサーボストライプが形成された磁気テープに、データ信号を記録または再生可能な磁気テープ装置であって、
   前記磁気テープに形成されたサーボストライプを読み取りサーボ信号を出力するサーボヘッドを備え、前記磁気テープの幅方向に変位可能に配されたヘッドユニットと、
   前記ヘッドユニットを前記磁気テープの幅方向に変位させることが可能な駆動手段と、
   前記サーボヘッドから出力されるサーボ信号のタイミングを検出するタイミング検出手段と、
   前記サーボヘッドから出力されるサーボ信号のレベルを検出するレベル検出手段と、
   前記タイミング検出手段で検出されたタイミングの情報と前記レベル検出手段で検出されたレベルの情報とに基づき、前記駆動手段を動作を制御する制御信号を生成する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記タイミングの情報と前記レベルの情報とからオフトラック量を算出し、算出したオフトラック量に基づき、前記制御信号を生成する、磁気テープ装置。
8. 前記制御手段は、
   前記タイミングと前記レベルの両方が変動したことを検出した場合、前記磁気テープにおいて幅方向の位置変動が生じたと判断し、前記駆動手段を動作を制御する制御信号を生成し、
   前記タイミングのみが変動したことを検出した場合、前記磁気テープにおいて移送速度変動が生じたと判断する、請求項７記載の磁気テープ装置。
9. 磁性層を備え、前記磁性層にデータを記録可能なデータ領域とサーボ信号を記録可能なサーボ領域とが形成された磁気テープであって、
   少なくとも前記磁性層に、当該磁気テープの幅方向に磁化量を異ならせたサーボストライプが形成されている、磁気テープ。

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