JP5207833B2

JP5207833B2 - サーボ信号記録装置、磁気テープ装置、およびトラッキングサーボ方法

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Publication number: JP5207833B2
Application number: JP2008144774A
Authority: JP
Inventors: 真男藤田; 伸二川上; 敏夫川北; 定久世
Original assignee: Hitachi Maxell Energy Ltd
Current assignee: Hitachi Maxell Energy Ltd
Priority date: 2008-06-02
Filing date: 2008-06-02
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2028-06-02
Also published as: US8068308B2; JP2009295199A; US20090296269A1

Description

本発明は、磁気テープにサーボ信号を記録可能なサーボ信号記録装置に関する。また、本発明は、磁気テープに記録されたサーボ信号に基づきトラッキングサーボを行いながら、磁気テープに各種情報を記録可能な磁気テープ装置に関する。特に、コンピュータ用のデータストレージシステムに適用することができる学習型最適ノッチフィルター制御システムに関する。また、その学習型最適ノッチフィルター制御システムを実行可能な記録再生装置に関する。

磁気テープは、オーディオテープ、ビデオテープ、コンピュータテープなど種々の用途があるが、特にデータバックアップ用テープの分野では、バックアップの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以上の記録容量を持つ磁気テープが商品化されている。また、今後４ＴＢを超えるデータをバックアップする技術が開発されるのに伴い、大容量バックアップテープが提案されている。

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、特許文献３には、ヘッドアクチュエーターの共振周波数とノッチフィルターに設定された中心周波数とのずれを検出するずれ検出器と、そのずれをノッチフィルターに設定された中心周波数の設定値を変更する手段とを備えたデータ記録装置が開示されている。
特開平８−３０９４２号公報米国特許第６，２２６，６８８号明細書特開２００４−８６９５９号公報

しかしながら特許文献１及び２に開示されている構成では、磁気テープにおける高記録密度化に伴って記録トラック幅が狭くなると、ＰＥＳ（Position Error Signal）を小さくしないといけないという問題があった。また、特許文献３では、アクチュエーターの共振周波数をノッチフィルターで抑えるという構成は開示されているが、その他の周期性ノイズ、狭帯域ノイズを抑える構成に関しては開示されていない。

本発明は、記録トラック幅が狭くなり、テープ速度が速くなった場合においても、磁気ヘッドを記録トラックに高速かつ正確に追従させることができる学習型最適ノッチフィルター制御が可能なサーボ信号記録装置、磁気テープ装置、およびトラッキングサーボ方法を提供することを目的とする。

本発明の第１のサーボ信号記録装置は、磁気テープにおけるサーボトラックにサーボ信号を記録可能なサーボ信号記録装置であって、前記磁気テープに記録されているサーボ信号を再生するサーボ信号再生手段と、前記サーボ信号再生手段で再生されたサーボ信号から得られるＰＥＳをフーリエ変換した周波数成分情報を生成する周波数変換手段と、前記周波数変換手段で生成された周波数成分情報に基づきフィルター値を生成するフィルター値生成手段と、前記フィルター値生成手段で生成されたフィルター値を記録媒体に書き込む記録制御手段とを備え、前記フィルター値生成手段は、前記周波数成分情報に含まれる周期性を有するノイズ成分を除去可能なフィルター値を生成するものである。

本発明の第２のサーボ信号記録装置は、磁気テープにおけるサーボトラックにサーボ信号を記録可能なサーボ信号記録手段を備えたサーボ信号記録装置であって、前記磁気テープに記録されているサーボ信号を再生するサーボ信号再生手段と、前記サーボ信号再生手段で再生されたサーボ信号から得られるＰＥＳをフーリエ変換した周波数成分情報を生成する周波数変換手段と、前記周波数変換手段で生成された周波数成分情報に基づきフィルター値を生成するフィルター値生成手段とを備え、前記フィルター値生成手段は、前記周波数成分情報に含まれる周期性を有するノイズ成分を除去可能なフィルター値を生成し、前記サーボ信号記録手段は、前記フィルター値生成手段で生成されたフィルター値に基づいてサーボ信号を変調して、変調した前記サーボ信号を前記磁気テープに記録するものである。

本発明によれば、フィルターをフィードバック制御に組み込むことでＰＥＳの周期性ノイズ、狭帯域ノイズを除去することが可能である。その結果、ＰＥＳを低減することができる。

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態におけるサーボ信号記録装置の構成を示す。本実施の形態におけるサーボ信号記録装置は、磁気テープの製造工程においてリール１に巻かれたパンケーキ状の磁気テープ４にサーボ信号を記録するための装置（所謂サーボライター）である。

図１に示すように、サーボ信号記録装置は、巻き取りリール２，モータ３，ガイドロール５，制御部６，駆動部７，パルス発生部８，サーボ信号再生部９，周波数変換部１０，フィルター値生成部１１，メモリー制御部１２，第１のサーボヘッド１４，第２のサーボヘッド１５を備えている。

巻き取りリール２は、モータ３によって矢印Ａに示す方向に回転駆動され、本装置に装着されたリール１から巻き出した磁気テープ４を巻き取るものである。モータ３は、駆動部７によって駆動制御される。ガイドロール５は、リール１から巻き出された磁気テープ４を所定の位置において走行するようにガイドするものである。制御部６は、パルス発生部８において発生するパルスの周期や振幅を制御する。また、制御部６は、駆動部７に対してモータ３の駆動命令を出力する。パルス発生部８は、制御部６からの制御に基づきパルスを生成し、生成したパルスを第１のサーボヘッド１４に出力する。第１のサーボヘッド１４は、パルス発生部８から出力されるパルスに基づき、磁気テープ４の所定の位置にサーボパターンを形成する。

サーボ信号再生部９は、第２のサーボヘッド１５において磁気テープ４のサーボパターンを読み取ることにより得られた電気信号に基づき、サーボ信号を再生する。周波数変換部１０は、サーボ信号再生部９で再生されたサーボ信号から得られるＰＥＳを、高速フーリエ変換処理（以下、ＦＦＴ処理と称する）により周波数成分に変換する。フィルター値生成部１１は、周波数変換部１０から出力される周波数成分を解析して、後述するノッチフィルターの各値を生成する。メモリー制御部１２は、メモリー１３への情報を書き込みを制御するものであり、フィルター値生成部１１で生成されたフィルター値をメモリー１３に書き込むよう制御するものである。

以下、動作について説明する、
まず、制御部６は、駆動部７に対してモータ３の駆動開始命令を出力する。駆動部７は、制御部６からの命令に基づきモータ３の動作を開始させる。モータ３は、駆動を開始することで巻き取りリール２を矢印Ａに示す方向へ回転駆動させ、磁気テープ４を矢印Ｂに示す方向へ移送させる。これにより、リール１から巻き出された磁気テープ４は、ガイドロール５によりガイドされながら、第１のサーボヘッド１４及び第２のサーボヘッド１５に摺接し、巻き取りリール２に巻き取られる。なお、リール１にパンケーキ状に巻かれた磁気テープ４は、例えば全長が約１００００ｍである。また、磁気テープ４の移送速度は、例えば約１０ｍ／秒である。

一方、制御部６は、磁気テープ４の移送中、パルス発生部８に対してパルスを発生する命令を出力する。パルス発生部８は、制御部６からの命令に基づき、所定の周期及び振幅を有するパルスを出力する。第１のサーボヘッド１４は、パルス発生部８から出力されるパルスに基づき通電／停止が繰り返され、磁気テープ４における所定のサーボトラックを磁化することでサーボパターンを形成する。サーボパターンは、磁気テープ４の長手方向に対して傾斜して形成される。また、サーボパターンは、第１の方向に傾斜した第１のストライプと、第１のストライプの傾斜方向に対して反対方向に傾斜した第２のストライプとで構成され、よって第１のストライプと第２のストライプとは略「ハ」の字状に配されている。

以上の動作により、磁気テープ４にサーボ信号を記録することができる。しかし、上記動作に基づきサーボ信号が記録された磁気テープを、各種データを記録再生可能な磁気テープ装置（所謂ドライブ）に装着して移送させた場合、周期性ノイズがＰＥＳに重畳されてしまう可能性がある。本実施の形態における周期性ノイズには、スリッター成分によるノイズがある。スリッター成分によるノイズとは、磁気テープ４の元となるジャンボロールを裁断してパンケーキを得るスリット工程において、パンケーキのエッジが湾曲した場合、そのようなパンケーキから作製した磁気テープを磁気テープ装置において走行させた際に、磁気テープのエッジの湾曲が原因で発生するノイズのことである。このようなスリッターが原因で生じる磁気テープのエッジの歪みは磁気テープの長手方向に周期性を持っており、したがってスリッター成分によるノイズは磁気テープの長手方向に周期性を持っている。

本実施の形態では、サーボ信号記録装置を用いて磁気テープにサーボ信号を記録した後に、磁気テープ４に記録されたサーボ信号を再生して、サーボ信号から得られるＰＥＳに含まれる周期性ノイズを除去できるフィルター値をメモリーなどに書き込むことを特徴としている。磁気テープ装置では、磁気テープ４に各種データを記録する前に、最初にメモリーからフィルター値を読み出し、ＰＥＳをフィルタリングして周期性ノイズを除去し、周期性ノイズが除去されたＰＥＳに基づきトラッキングサーボを行う。以下、サーボ信号記録装置でサーボ信号から得られるＰＥＳを学習する動作について説明する。

図２は、本実施の形態のサーボ信号記録装置の動作の流れを示す。まず、パンケーキ状に磁気テープ４が巻かれたリール１をサーボ信号記録装置に装着し、磁気テープ４の端部をサーボ信号記録装置側の巻き取りリール２に巻き回す。次に、巻き取りリール２をモータ３により回転駆動させ、磁気テープ４の移送を開始する。次に、第１のサーボヘッド１４に所定周期のパルスを入力して、磁気テープ４のサーボトラックにサーボ信号の記録を行う（Ｓ１）。

次に、第２のサーボヘッド１５は、磁気テープ４に記録されたサーボパターンを読み取り電気信号を出力する。サーボ信号再生部９は、第２のサーボヘッド１５から出力される電気信号に基づきサーボ信号を再生する（Ｓ２）。

次に、サーボ信号再生部９は、再生したサーボ信号に基づきＰＥＳを算出する。具体的には、磁気テープ４の長手方向に、第１の方向に傾斜した第１のストライプａ、第２の方向に傾斜した第２のストライプｂ、第１の方向に傾斜した第３のストライプｃ、第２の方向に傾斜した第４のストライプｄの順にストライプが形成されている場合において、ＰＥＳは、磁気テープ４のサーボトラックに形成されたストライプの傾斜角をＹ（本実施の形態ではＹ＝６°）、第１のストライプａと第２のストライプｂのテープ幅方向の中心における距離をＡＢ（本実施の形態ではＡＢ＝５０μｍ）、第１のストライプａと第２のストライプｂとの距離をａｂ、第１のストライプａと第３のストライプ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。

ＰＥＳ＝（ＡＢ−（ａｂ／ａｃ）×１００）／２ｔａｎＹ・・・（数式１）
ＰＥＳは、上記数式に基づいて所定期間毎に算出される。算出されたＰＥＳは、順次、周波数変換部１０に送られる（Ｓ３）。

なお、第１のサーボヘッド１４による磁気テープ４へのサーボ信号の記録（Ｓ１）と、第２のサーボヘッド１５による磁気テープ４に記録されたサーボ信号の再生（Ｓ２）とは、同時に実行してもよいし、磁気テープ４の始端から終端までサーボ信号を記録した後に、磁気テープ４を始端まで巻き戻し、再度磁気テープ４を始端から走行させてサーボ信号の再生を行う構成としてもよい。

次に、周波数変換部１０は、サーボ信号再生部９から送られるＰＥＳをＦＦＴ処理して、周波数成分に変換する。この時、ＦＦＴ処理は、リール１の１巻毎に実行する。図３は、ＦＦＴ処理による解析結果を示す。図３における破線に示すように、所定の周波数帯域（図３に示す例では、２０Ｈｚ、３０Ｈｚ、５０Ｈｚ付近）において値が大きくなっていることがわかる。通常、ＬＴＭ（Lateral Tape Motion）が原因で発生するＰＥＳの劣化によるノイズ成分は、その発生に周期性がないが、上記したようなスリットの精度が原因で生じる磁気テープ４のエッジの湾曲は周期性があるため、ＰＥＳを周波数成分に変換すると図３に示すように特定の周波数帯域に値が集中することがわかる。周波数変換部１０で算出されたＰＥＳの周波数成分は、フィルター値生成部１１に送られる（Ｓ４）。

次に、フィルター値生成部１１は、周波数変換部１０で生成された周波数成分に基づき、ノッチフィルターの値を生成する。具体的には、磁気テープ装置に搭載されるノッチフィルターにおける中心周波数、ノッチ幅、ノッチ深さを算出する。磁気テープ装置に搭載されるノッチフィルターは、数式２に示す演算が行われる。

Ｇ_N（ｓ）＝（Ｓ²＋２ｄζω_nｓ＋ω_n ²）／（Ｓ²＋２ζω_nｓ＋ω_n ²）・・・（数式２）
フィルター値生成部１１では、図３に示す周期性ノイズを除去可能な、中心周波数ω_nとノッチ幅ζとノッチ深さｄとを算出する。図４は、フィルター値生成部１１において生成されたフィルター特性である。図４に示すようなフィルター特性に基づいて磁気テープ装置においてノッチフィルターを生成することで、図３における実線の特性に示すように周期性ノイズに基づいて発生していたＰＥＳを抑えることができる（Ｓ５）。

次に、メモリー制御部１２は、フィルター値生成部１１で生成されたフィルター値をメモリー１３に書き込む。なお、メモリー１３は、磁気テープ４が収容されるカートリッジに装着される半導体メモリーで構成され、フィルター値の他、磁気テープ４に関する各種情報や、磁気テープ装置の走行履歴などが書き込まれる（Ｓ６）。

上記工程に基づいてサーボ信号が記録された磁気テープ４を所定の長さ（例えば８２０ｍ）で裁断してリールに巻き付けてカートリッジに組み込み、さらにメモリー１３をカートリッジに装着することで、磁気テープカートリッジが完成する。

本実施の形態に基づいて完成した磁気テープカートリッジの磁気テープに各種データを書き込む際は、まず磁気テープ装置においてメモリー１３に書き込まれているフィルター値を読み出し、ノッチフィルターを生成する。これにより、磁気テープ４に各種データを記録している時に発生する周期性ノイズを除去することができる。

本実施の形態によれば、サーボ信号記録装置を用いたサーボ信号書き込み工程において、磁気テープ４に記録されたサーボ信号を再生し、再生したサーボ信号からＰＥＳを算出し、算出したＰＥＳを周波数成分に変換することで、周期性ノイズを把握することができる。さらに、把握した周期性ノイズを低減するためのノッチフィルターのフィルター値を生成し、メモリー１３に書き込むことで、当該磁気テープカートリッジを磁気テープ装置に装着して磁気テープ４に各種データを書き込む際にＰＥＳにおける周期性ノイズを除去することができる。その結果、ＰＥＳを低減することができる。

なお、本実施の形態では、サーボ信号記録装置で生成したフィルター値をメモリー１３に書き込む構成としたが、磁気テープ４に記録するサーボ信号に含ませる構成としてもよい。図５は、サーボ信号にフィルター値を含ませることができるサーボ信号記録装置の構成を示す。図１に示す構成と異なるのは、フィルター値生成部１１で生成されたフィルター値がパルス発生部８に入力されている点である。パルス発生部８では、フィルター値生成部１１から出力されるフィルター値に基づいて、第１のサーボヘッド１４に出力するパルスの周期を変調する。通常、磁気テープに形成されるサーボ信号のストライプは一定間隔であるが、ストライプの間隔を所定の規則性に従って異ならせることで、サーボ信号に情報を持たせることができる。例えば、ＬＴＯ（Linear Tape Open）の磁気テープにおいては、互いに同一方向に傾斜した５本あるいは４本のストライプを１つのグループとし、そのグループ内においてストライプの間隔を所定の規則性に従って異ならせる。グループ毎にストライプの間隔のパターンが異なる２つのパターンを形成し、第１のパターンを値「０」に対応させ，第２のパターンを値「１」に対応させることで、二値情報を含ませることができる。したがって、フィルター値生成部１１で生成されたフィルター値をアナログデジタル変換器（不図示）でデジタルデータに変換し、そのデジタルデータに基づいてパルス発生部８で発生するパルスを変調させることで、フィルター値の情報を含んだサーボ信号を磁気テープ４に記録することができる。

（実施の形態２）
図６は、実施の形態２における記録再生装置の構成を示すブロック図である。図６に示すように、記録再生装置２０は、入力端子２１、記録信号処理部２２、出力端子２３、再生信号処理部２４、ヘッドユニット２５、制御部２７、アクチュエータ２８、およびメモリー制御部２９を備えている。また、記録再生装置２０は、磁気テープカートリッジ３３を着脱可能である。磁気テープカートリッジ３３は、カートリッジ３０、磁気テープ３１、およびメモリー３２で構成されている。磁気テープ３１は、カートリッジ３０内に配されたリールに巻き回されている。メモリー３２は、情報を書き込む及び読み出し可能な例えば半導体メモリーで構成され、カートリッジ３０に組み込まれている。なお、記録再生装置２０は、磁気テープ３１を走行させるための機構や制御回路などを備えているが、図示及び説明を省略している。

入力端子２１は、磁気テープ３１に記録するためのデータが入力される端子である。入力端子２１に入力されるデータは、デジタルデータで構成されている。

記録信号処理部２２は、入力端子２１から入力されたデジタルデータに基づいて、データヘッド２５ａにおける電流を制御する。

出力端子２３は、再生信号処理部２４から出力されるデジタルデータを、他の回路等に出力することができる。

再生信号処理部２４は、データヘッド２５ａによって磁気テープ３１から再生されたデータ（アナログ信号）をデジタル変換することができる。

ヘッドユニット２５は、データヘッド２５ａとサーボヘッド２５ｂとを備えている。また、ヘッドユニット２５は、磁気テープ３１の幅方向に移動可能に配されている。データヘッド２５ａは、データ記録用のヘッドとデータ再生用のデータヘッドとを備えている。また、サーボヘッド２５ｂは、磁気テープ３１のサーボバンドに形成されているストライプをスキャンして、サーボ信号を再生することができる。

制御部２７は、サーボヘッド２５ｂで再生されたサーボ信号に基づいて、現在のヘッドユニット２５のテープ幅方向の位置を検出する。また、制御部２７は、現在のヘッドユニット２５の位置情報と、メモリー制御部２９（後述）から出力されるテープ変動情報とに基づき、オフトラック量を算出し、そのオフトラック量に基づきアクチュエータ２８を動作制御する制御信号を生成する。生成された制御信号は、ヘッドユニット２５の位置を制御することができる信号であり、少なくともヘッドユニット２５の移動方向の情報と移動量の情報とが含まれている。また、制御部２７は、ＰＥＳに含まれる周期性ノイズ及び狭帯域ノイズを除去可能なコントロールフィルター４９（詳細は後述）を備えている。

アクチュエータ２８は、制御部１７から出力される制御信号に基づいて、ヘッドユニット２５を磁気テープ３１の幅方向に変位させることができる。

メモリー制御部２９は、磁気テープカートリッジ３３に搭載されているメモリー３２との間で交信を行い、メモリー３２に記録されている情報を読み取る。読み取った情報のうち、少なくともテープ変動情報は、制御部２７に出力される。本実施の形態では、メモリー制御部２９は、メモリー３２に対して非接触にて交信を行う。なお、メモリー制御部２９とメモリー３２とは非接触による交信を行う構成としたが、磁気的交信や光学的交信、あるいは電気的交信など、接触して交信を行う構成であってもよい。

本実施の形態では、磁気テープカートリッジ３３は、ＬＴＯ規格に準拠した磁気テープカートリッジで構成されている。ＬＴＯ規格に準拠した磁気テープカートリッジは、磁気テープが巻回されているリールが１個内蔵されている。

磁気テープ３１は、データヘッド２５ａによってデジタルデータが記録される。本実施の形態では、磁気テープ３１は、ＬＴＯ規格に準拠しているため、テープ幅が約１２．６５ｍｍの磁気テープが使用される。

メモリー３２は、カートリッジ３０、磁気テープ３１、および磁気テープカートリッジ３３に関する各種情報が書き込まれているメモリーで構成されている。メモリー３２に書き込まれている情報は、磁気テープ３１のフォーマット、記録電流（％）、磁気テープ３１においてデータが書き込まれている範囲などである。これらに加えて、本実施の形態では、制御部２７内のコントロールフィルター４９のフィルター値が書き込まれている。

図７は、制御部２７の内部構成を示す。図７に示すように、サーボ信号再生部４２は、サーボヘッド２５ｂ（図６参照）に接続された入力端子４１を介して入力される電気信号に基づきサーボ信号を再生する。周波数変換部４３は、サーボ信号再生部４２から出力されるサーボ信号から得られるＰＥＳをＦＦＴ処理し、周波数成分に変換する。周波数成分変換後の特性を図９に示す。フィルター値生成部４４は、周波数変換部４３から出力される周波数成分に基づき、コントロールフィルター４９で動作するノッチフィルターの値を生成する。生成されたフィルター値は、出力端子４５を介してメモリ制御部２９に出力される。フィルター値読み出し部４７は、入力端子４６を介してメモリ制御部２９からメモリー３２に記録されているフィルター値を読み出す。サーボ信号再生部４８は、サーボヘッド２５ｂ（図６参照）に接続された入力端子４１を介して入力される電気信号に基づきサーボ信号を再生し、上記数式１に基づいてＰＥＳを算出する。コントロールフィルター４９は、前述の数式２及びフィルター値読み出し部４７から送られるフィルター値に基づき、ノッチフィルターを生成し、サーボ信号再生部４８から出力されるＰＥＳに含まれる周期性ノイズ及び狭帯域ノイズを除去する。制御信号生成部５０は、コントロールフィルター４９を介して出力されるＰＥＳに基づき、ヘッドユニット２５の制御量（移動量）を算出し、制御信号を出力端子５１へ出力する。出力端子５１は、アクチュエータ２８に接続されている。

以下、動作について説明する。

本実施の形態では、磁気テープ装置に初めて装着する磁気テープカートリッジ３３については、データ記録の前に学習工程を実行する。磁気テープ装置は、装着された磁気テープカートリッジ３３が初めて装着されたものであるか否かについて、磁気テープカートリッジ３３に搭載されているメモリー３２に記録されているドライブ履歴情報（例えば磁気テープ装置のシリアル番号）を解析することで把握することができる。ドライブ履歴情報に当該磁気テープ装置の履歴が記録されていなければ、学習工程を開始し、当該磁気テープ装置の履歴が記録されていれば、学習工程を行わず、データ信号を記録可能な状態に移行する。図８は、本実施の形態の磁気テープ装置による学習工程の流れを示す。

まず、磁気テープ装置は、磁気テープカートリッジ３３に含まれる磁気テープ３１をローディング機構（不図示）によりカートリッジ３０から引き出し、磁気テープ装置内のドライブリール（不図示）に巻き付ける。次に、ドライブリールをモータにより回転駆動させ、磁気テープ３１の移送を開始する。磁気テープ装置は、磁気テープ３１の始端から終端まで移送（ＦＷＤ）させた後、終端から始端まで移送（ＲＥＶ）させる。なお、本実施の形態では、磁気テープ３１の移送速度を約６．１ｍ／秒とした。１巻の磁気テープカートリッジ３３に収容されている磁気テープ３１の全長が約８２０ｍであるため、磁気テープ３１を始端と終端との間で１往復させるのに要する時間は約４分である。

磁気テープ３１を１往復移送させている間、サーボヘッド２５ｂは、磁気テープ３１のサーボトラックに形成されているストライプを読み取り、電気信号を制御部２７に出力している。図７において、入力端子４１に入力される電気信号は、サーボ信号再生部４２及び４８に入力される。サーボ信号再生部４２では、入力される電気信号に基づきサーボ信号を再生する（Ｓ１１）。なお、サーボ信号再生部４８、コントロールフィルター４９、制御信号生成部５０は、学習工程においては動作しない。

次に、サーボ信号再生部４２は、再生したサーボ信号に基づきＰＥＳを算出する。具体的には、磁気テープ３１の長手方向に、第１の方向に傾斜した第１のストライプａ、第２の方向に傾斜した第２のストライプｂ、第１の方向に傾斜した第３のストライプｃ、第２の方向に傾斜した第４のストライプｄの順にストライプが形成されている場合において、ＰＥＳは、磁気テープ３１のサーボトラックに形成されたストライプの傾斜角をＹ（本実施の形態ではＹ＝６°）、第１のストライプａと第２のストライプｂのテープ幅方向の中心における距離をＡＢ（本実施の形態ではＡＢ＝５０μｍ）、第１のストライプａと第２のストライプｂとの距離をａｂ、第１のストライプａと第３のストライプｃとの距離をａｃとした時、下記の数式３により算出することができる。

ＰＥＳ＝（ＡＢ−（ａｂ／ａｃ）×１００）／２ｔａｎＹ・・・（数式３）
ＰＥＳは、上記数式に基づいて所定期間毎に算出される。算出されたＰＥＳは、順次、周波数変換部４３に送られる（Ｓ１２）。

次に、周波数変換部４３は、サーボ信号再生部４２から送られるＰＥＳをＦＦＴ処理して、周波数成分に変換する。図９は、ＦＦＴ処理による解析結果を示す。図９に示すように、所定の周波数帯域において値が大きくなっていることがわかる。通常、ＬＴＭ（Lateral Tape Motion）が原因で発生するＰＥＳは周期性がないが、上記したようなスリットの精度が原因で生じる磁気テープ４のエッジの湾曲は周期性があるため、ＰＥＳを周波数成分に変換すると図９に示すように特定の周波数帯域にピークが発生することがわかる。周波数変換部４３で算出された周波数成分情報は、フィルター値生成部４４に送られる（Ｓ１３）。

次に、フィルター値生成部４４は、周波数変換部４３から出力される周波数成分情報に基づき、コントロールフィルター４９におけるノッチフィルターの値を生成する。具体的には、図９に示す周波数特性においてピーク検出を行い（図中の四角マーク）、ピークを検出した周波数成分におけるノイズを低減するためのノッチフィルターの中心周波数、ノッチ幅、ノッチ深さを算出する。磁気テープ装置に搭載されるノッチフィルターは、数式４に示す演算が行われる。

Ｇ_N（ｓ）＝（Ｓ²＋２ｄζω_nｓ＋ω_n ²）／（Ｓ²＋２ζω_nｓ＋ω_n ²）・・・（数式４）
フィルター値生成部４４では、上記数式４における中心周波数ω_nと、ノッチ幅ζと、ノッチ深さｄとを、図９に示すＦＦＴ処理の結果においてピーク検出された周波数ごとに生成する。生成されたフィルター値は、出力端子４５を介してメモリー制御部２９に出力される（Ｓ１４）。

次に、メモリー制御部２９は、フィルター値生成部４４で生成されたフィルター値をメモリー３２に書き込む（Ｓ１５）。以上により、学習工程が完了する。

上記のように、フィルター値が書き込まれたメモリー３２を搭載する磁気テープカートリッジ３３の磁気テープ３１に各種データを書き込む際は、まず、フィルター値読み取り部４７は、メモリー制御部２９を制御して、メモリー３２に書き込まれているフィルター値を読み出す。次に、フィルター値読み出し部４７は、メモリー３２から読み出したフィルター値をコントロールフィルター４９に送り、コントロールフィルター４９においてノッチフィルターを生成する。

次に、サーボ信号再生部４８は、サーボヘッド２５ｂから入力端子４１を介して入力される電気信号に基づき、サーボ信号を再生する。サーボ信号再生部４８は、再生したサーボ信号に基づきＰＥＳを算出する。算出したＰＥＳはコントロールフィルター４９に送られる。コントロールフィルター４９では、入力されるＰＥＳに対してノッチフィルターをかけて、ＰＥＳに含まれる周期性ノイズ及び狭帯域ノイズを除去する。コントロールフィルター４９から出力されるＰＥＳは、制御信号生成部５０に入力される。制御信号生成部５０は、入力されるＰＥＳに基づき、アクチュエータ２８を動作させるための制御量の情報を含む制御信号を生成する。すなわち、ヘッドユニット２５を磁気テープ３１の幅方向における正規の位置に移動させるための制御信号を生成する。

アクチュエータ２８は、制御信号生成部５０で生成された制御信号に基づき、ヘッドユニット２５をテープ幅方向へ移動させる。

本実施の形態によれば、ノッチフィルターとして動作するコントロールフィルター４９をフィードバック制御に組み込むことで、ＰＥＳの周期性ノイズ、狭帯域ノイズを除去することが可能である。その結果、ＰＥＳを低減することができる。なお、ＰＥＳの周期性ノイズ、狭帯域ノイズには、磁気テープカートリッジ３３に含まれるリールの変形や偏心などが原因で生じる成分、磁気テープ装置に搭載されるドライブリールの変形や偏心などが原因で生じる成分、磁気テープ３１の製造工程におけるスリット工程において磁気テープのエッジに生じる湾曲が原因で生じる成分などがある。

また、本実施の形態のように、磁気テープ装置において学習工程を実行することにより、磁気テープカートリッジ３３に含まれるリールやドライブリールの変形や偏心などが原因で生じる周期性ノイズ、狭帯域ノイズを除去できるので、サーボ信号記録装置において学習工程を実行する構成に比べてよりＰＥＳを低下させることができる。

また、本実施の形態のように、算出したフィルター値をメモリー３２に書き込む構成とし、さらに学習工程を実行した磁気テープ装置のシリアル番号に対応させてメモリー３２に書き込む構成とすることにより、磁気テープ装置毎にフィルター値をメモリー３２に書き込むことができる。これにより、１つの磁気テープカートリッジ３３を複数の磁気テープ装置で選択的に使用する場合においても、磁気テープ装置に対応したフィルター値を読み出してＰＥＳにノッチフィルターをかけることにより、個々の磁気テープ装置ごとに異なる周期性ノイズ、狭帯域ノイズを低減することができる。

なお、本実施の形態におけるサーボ信号再生部９、第２のサーボヘッド１５、サーボヘッド２５ｂは、本発明のサーボ信号再生手段の一例である。また、本実施の形態における制御部６、パルス発生部８、第１のサーボヘッド１４は、本発明のサーボ信号記録手段の一例である。また、本実施の形態における周波数変換部１０，４３は、本発明の周波数変換手段の一例である。また、本実施の形態におけるフィルター値生成部１１，４４は、本発明のフィルター値生成手段の一例である。また、本実施の形態におけるメモリー制御部１２，２９は、本発明の記録制御手段の一例である。また、本実施の形態における制御部２７は、本発明の制御手段の一例である。また、本実施の形態におけるアクチュエータ２８は、本発明の移動手段の一例である。また、本実施の形態におけるコントロールフィルター４９は、本発明のフィルターの一例である。

本発明のサーボ信号記録装置は、磁気テープにサーボ信号を記録可能な装置に有用である。また、本発明の磁気テープ装置は、磁気テープを情報媒体として用いる装置に有用である。

実施の形態１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１におけるサーボ信号記録装置の学習工程の流れを示すフローチャートＰＥＳのＦＦＴ解析結果を示すグラフノッチフィルターの特性を示すグラフ実施の形態１におけるサーボ信号記録装置の他の構成例を示すブロック図実施の形態２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２における制御部の構成を示すブロック図実施の形態２における磁気テープ装置の学習工程の流れを示すフローチャートＰＥＳのＦＦＴ解析結果を示すグラフ

符号の説明

９，４２，４８サーボ信号再生部
１０，４３周波数変換部
１１，４４フィルター値生成部
２７制御部
４９コントロールフィルター
５０制御信号生成部

Claims

磁気テープにおけるサーボトラックにサーボ信号を記録可能なサーボ信号記録装置であって、
前記磁気テープに記録されているサーボ信号を再生するサーボ信号再生手段と、
前記サーボ信号再生手段で再生されたサーボ信号から得られるＰＥＳ（Position Error Signal）をフーリエ変換した周波数成分情報を生成する周波数変換手段と、
前記周波数変換手段で生成された周波数成分情報に基づきフィルター値を生成するフィルター値生成手段と、
前記フィルター値生成手段で生成されたフィルター値を記録媒体に書き込む記録制御手段とを備え、
前記フィルター値生成手段は、
前記周波数成分情報に含まれる周期性を有するノイズ成分を除去可能なフィルター値を生成する、サーボ信号記録装置。
磁気テープにおけるサーボトラックにサーボ信号を記録可能なサーボ信号記録手段を備えたサーボ信号記録装置であって、
前記磁気テープに記録されているサーボ信号を再生するサーボ信号再生手段と、
前記サーボ信号再生手段で再生されたサーボ信号から得られるＰＥＳをフーリエ変換した周波数成分情報を生成する周波数変換手段と、
前記周波数変換手段で生成された周波数成分情報に基づきフィルター値を生成するフィルター値生成手段とを備え、
前記フィルター値生成手段は、
前記周波数成分情報に含まれる周期性を有するノイズ成分を除去可能なフィルター値を生成し、
前記サーボ信号記録手段は、
前記フィルター値生成手段で生成されたフィルター値に基づいてサーボ信号を変調して、変調した前記サーボ信号を前記磁気テープに記録する、サーボ信号記録装置。