JPH04132008A - 磁気記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、記録媒体として磁気テープを使用するマルチ
トラックの磁気記録再生装置に関し、特に、狭トラツク
幅による高速、高密度且つ大容量の記録再生を高精度の
トラッキング制御を維持しながら行うことができる磁気
記録再生装置に関する。

〈従来の技術〉 従来、オーディオ装置として使用される磁気記録再生装
置では、回転ヘッドを備えたものを除くと、通常、トラ
ック数と記録ヘッド或いはこの記録ヘッドと対をなす再
生ヘッドの数とが等しい構成となっている。上記のトラ
ック数とは、テープ走行方向に平行に形成されたデータ
トラックの総数を指す。上記のような磁気記録再生装置
では、磁気テープと磁気ヘッドとの相対位置を規制する
手段を備えており、その構成としては、固定され°た磁
気ヘッドに対して、磁気テープの上下端をガイドする一
対のフランジが形成されたガイドポスト等をテープ走行
経路に設け、テープの上下変動を規制するものが最も一
般的である。

一方、情報処理システムのバックアップ用記憶装置であ
って、一般にカセットストリーマと呼ばれている多トラ
ツクの磁気記録再生装置では、サーペンタイン方式と呼
ばれる記録再生方式が取られている。従来のサーペンタ
イン方式は、テープを一方向に走行させた場合に記録お
よび再生を行う一組の記録ヘッドおよび再生ヘッドと、
テープ番他方向に走行させた場合に記録および再生を行
う他の一組の記録ヘッドおよび再生ヘッドが、それぞれ
、複数トラックに対応し得るようになっており、磁気テ
ープに情報を記録する際、複数トラックに対して同時に
記録するのではなく、磁気テープを一方向および他方向
へ走行させて！トラックずつ順次記録或いは再生してい
くものである。この動作の際には、上記２組の記録ヘッ
ドと再生ヘッドを磁気テープの幅方向へ移動させること
によりトラックの切り換えが行われると共に、所望のト
ラック位置への磁気ヘッドの位置決めが行われる。

このヘッド・テープ相対位置規制手段としては、例えば
特開昭６２−１１８３０１９号公報に開示されているよ
うに、前述のフランジ類による規制に加え、ステッピン
グモータによる開ループ制御でのヘッド位置決め技術が
知られている。

又、近年、薄膜磁気ヘッドの発達に伴いヘッド数の多い
コンビネーションヘッドが開発され、マルチトラック磁
気記録再生装置はさらなる高密度化が可能となっている
。このような装置では、トラック幅の狭い記録を行うこ
とができ、許容オフトラック量も小さくなっている。従
って、高精度のトラッキング制御を行うために、テープ
・ヘッド相対位置規制手段としては、前述のフランジ類
による磁気テープの上下変動の規制に加えて、テープ幅
方向に磁気ヘッドを移動させるヘッド駆動手段を併用し
、磁気テープのウェービングに対して磁気ヘッドを追従
制御して行く構成が採用されている。

このような装置の一例としては、記録ヘッド或いはこの
記録ヘッドと対をなす再生ヘラ下の数とトラック数とが
等しい固定ヘッドデジタルオーディオテープレコーダが
ある。同装置では、例えば信学技報ＥＡ８３−５６　、
信学技報ＥＡＩ１１−６４およびシャープ技報１９８４
−２１ｉに開示されているように、磁気テープ上に記録
されたサーボ専用トラック′をテープ幅方向に並設され
た２個の再生ヘッドにてトレースし、その再生出力を比
較して追従制御することによって、磁気ヘッドと磁気テ
ープの相対位置を規制する構成となっている。

その他のテープ・ヘッド相対位置規制手段の例としては
、ヘッド数とトラック数とが等しい磁気記録再生装置に
おいて、磁気テープ端部と磁気ヘッドとの相対位置を磁
気的に検出する構成が、特公昭６３−６４　＆　１１号
公報に開示されている。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところが、フランジ養育するガイドポストによるテープ
・ヘッド相対位置規制手段では、磁気テープの上下端を
ガイドポストのフランジに接触させることにより磁気テ
ープの上下運動を防止するものであるため、上下の両フ
ランジ間距離よりも広い幅の磁気テープが走行する場合
には、磁気テープの上下端に機械的なストレスが加わり
、上下端を損傷させる恐れがある。従って、上記の規制
手段では、磁気テープ端部の損傷を回避しなければなら
ない関係から、数十μｍ程度の規制幅が限界であり、許
容オフトラック量が十数〜数十μｍ程度の高密度磁気記
録再生装置では、上記のフランジ類により磁気テープの
変動を規制するだけでは不十分である。

更に高記録密度化する場合、磁気ヘッドのトラック幅を
狭くすることにより磁気テープのトラック幅を狭くする
ことは可能であるが、薄膜ヘッドの集積には限界がある
ため、ある程度以上にはトラックピッチを小さくするこ
とはできな・い。又、ヘッド数を増加させることは回路
規模の大型化につながり、コストアップを招来する。従
って、トラックピッチが数十μｍ、トラック数が数十か
ら数百の高密度磁気記録再生装置では、ヘッド数とトラ
ッり数とが等しい構成とすることは困難である。

次に、マルチトラック磁気記録再生装置で従来のサーペ
ンタイン方式を採用したカセットストリーマは、磁気ヘ
ッドをテープ幅方向に移動させて多数トラックに対する
記録および再生を行う構成であるから、トラックピッチ
が小さくなり、トラック数が増加した場合であっても、
磁気ヘッドを多数回移動させることにより対応すること
が可能である。従って、薄膜ヘッドの集積化に対して障
害がない。

しかしながら、例えばトラックピッチが数十μｍとなっ
た場合、当然トラック幅も数十μｍとなり、許容オフト
ラック量も十数〜数μｍとなってくる。このようになる
と、フランジ類による規制と、ステッピングモータによ
る開ループ制御とによるテープ・ヘッド相対位置規制手
段では、上記の許容オフトラック量に対応することがで
きない。

そこで、磁気ヘッドと磁気テープとの相対位置をセンサ
によって検出し、検出信号によってヘッド駆動手段をフ
ィードバック制御して、磁気ヘッドのトラッキング制御
を行い、上記の許容オフトラック量の問題に対応するこ
とが考えられる。

ところが、上記のような数μｍのトラッキング制御を実
現するためには、磁気ヘッドの支持機構、磁気ヘッドの
推力源、磁気ヘッドへの推力伝達機構および磁気テープ
と磁気ヘッド間の相対位置検出センサに高精度なものが
要求される。しかし、ステッピングモータ等の回転モー
タを利用した推力源、回転モータの回転運動を直線運動
に変換するための機械機構、軸受支持機構等を備えた従
来のヘッド駆動手段は、構造が複雑であるのみならず、
不感帯が大きく、制御精度が期待出来ない。

更に、従来、平行板バネによる磁気ヘッド支持機構を採
用した場合であっても、二次共振の影響を受けやすくゲ
インの高いフィードバック制御が難しい。二次共振の影
響は、板バネの形状を工夫することによっである程度回
避することができるが、その場合、平行板バネの占める
体積は、一般に大きくなってしまう。

本発明は上記事情に鑑みて創案されたものであって、サ
ーペンタイン方式の磁気記録再生装置において、コンビ
ネーションヘッドを高精度に位置決めするトラッキング
制御を行いつつ、高速、高密度、且つ、大容量の記録再
生を行うことができる磁気記録再生装置を提供すること
を目的としている。

く課題を解決するための手段〉 上記問題を解決するために、本発明の磁気記録再生装置
は、それぞれの数が磁気テープのトラック数よりも少な
い記録ヘッドと再生ヘッドを備えたコンビネーションヘ
ッドを、複数のトラックをテープ走行方向に各々平行に
形成した磁気テープの走行方向に一回走行させることに
よって同時に複数のトラックに対する記録或いは再生を
行うと共に、コンビネーションヘッドをヘッド駆動手段
で磁気テープの幅方向へ移動させるトラック切り換え動
作によって全トラックに対する記録或いは再生を行い、
且つ、コンビネーションヘッドを、一端が固定され他端
が自由端を構成する２枚の平行板バネの自由端部に支持
している。

又、磁気ヘッドを移動させるヘッド駆動手段の推力源は
、ボイスコイル型リニアモータとし、更に、該リニアモ
ータは前記２枚の平行板バネの間に配置されている。

く作用〉 磁気テープを一方向に走行させ、この方向に磁気テープ
を走行させた場合に磁気テープに記録させる複数の記録
ヘッドで磁気テープの複数のトラックの一端まで記録す
る。この後、磁気テープを他方向に走行させ、端方向に
磁気テープを走行させた場合に磁気テープに記録させる
複数の記録ヘッドで磁気テープの他の複数のトラックの
他端まで記録する。

次いで、コンビネーションヘッドを磁気テープの幅方向
にトラックピッチの整数倍の距離だけ移動し、前記と同
様な記録動作を行い、以下、このような動作が繰り返さ
れる。再生動作も、前記の記録動作と同様な要領で行わ
れる。

コンビネーションヘッドは一端が固定され他端が自由端
を構成する２枚の平行板バネの自由端部に支持されてい
るので、移動範囲が小さい場合、構造的に一軸方向のみ
のコンビネーションヘッドの駆動が行われる。又、ヘッ
ド駆動手段としてボイスコイル型リニアモータを使用す
ると、不感帯と摩擦負荷のほとんどない高精度のサーボ
制御が行われる。更に、リニアモータを２枚の板バネ間
に配置することにより、２次共振の影響の少ない板バネ
形状にしても、空間的に無駄の少ない小型のアクチュエ
ータでヘッドの駆動が行われる。

これらによって、サーペンタイン方式による高速、高密
度、且つ、大容量の記録再生が行われる。

〈実施例〉 以下、本発明の一実施例を説明する。

本実施例は、それぞれの数が磁気テープのトラック数よ
り少ない記録ヘッドと再生ヘッドとを備えたコンビネー
ションヘッドを、複数のトラックをテープ走行方向にそ
れぞれ平行に形成した磁気テープの走行方向に１回走行
させることによって同時に複数のトラックに対する記録
或いは再生を行うと共に、コンビネーションヘッドをヘ
ッド駆動手段で磁気テープの幅方向に移動させるトラッ
ク切り換え動作によって全トラックに対する記録或いは
再生を行うサーペンタイン方式の磁気記録再生装置の一
例である。

まず、このサーペンタイン方式の概要を第３図によって
説明する。同図において、磁気テープ２１の走行方向を
ｘ１磁気テープ２１の幅方向をＹとする。磁気テープ２
１にはトラック群２２が形成され、このトラック群２２
は、Ｙ方向に等ピッチλで１６個のトラック’ｒ、−Ｔ
、＊を有している。上記のトラック群２２に対しては、
一体をなすそれぞれ４個の記録ヘッドＷ、〜Ｗ４及び再
生ヘッドＲ８〜Ｒ４を備えたコンビネーションヘッド２
３が配されている。記録ヘッドＷ、〜Ｗ４はそれぞれ等
ピッチｂ　（ｂ＝４ａ）でＹ方向に並設され、各再生ヘ
ッドＲ，−Ｒ，は対応する記録ヘッドＷ、−Ｗ、と対を
なしてＸ方向あるいは−Ｘ方向に並設されている。これ
ら対をなす記録ヘッドＷ、−Ｗ、と再生ヘッドＲ，−Ｒ
，同士はＹ方向の配役位置毎に入れ代わった状態で、交
互に配されている。

記録或いは再生動作の際、上記のコンビネーションヘッ
ド２３は、まず第３図に示す位置に駆動される。即ち、
この位置においては、記録ヘッドＷ。

および再生ヘッドＲ３の中心がトラックＴ１の中心と一
致しており、同様に、記録ヘッドＷ、と再生ヘッドＲｔ
の中心がトラックＴＩとの中心と、記録ヘッドＷ、と再
生ヘッドＲ３の中心がトラックＴ、との中心と、記録ヘ
ッドＷ４と再生ヘッドＲ４の中心がトラックＴｌｓの中
心と一致している。

次に、各ヘッドと各トラックとの上記相対位置を保持し
ながら、記録の場合には、磁気テープ２１をＸ方向に走
行させ、記録ヘッドＷ１およびＷ３にてトラックＴ、お
上びＴ、を同時に記録するテープエンドまでの記録を終
えると、今度は−Ｘ方向に磁気テープ２１を走行させ、
記録ヘッドＷ、およびＷ４によってトラックＴ、および
Ｔ’＋ｓを同時に記録する。そして、テープエンドまで
の記録を終了後、コンビネーションヘッド２３を−Ｙ力
方向ａだけ移動させ、記録ヘッドＷＩおよび再生ヘッド
Ｒ１の中心がトラックＴ、の中心と一致するように配す
る。この相対位置を保持しながら、再び磁気テープ２１
をＸ方向に走行させ、記録ヘッドＷ１およびＷ、にてト
ラックＴ、およびＴ１゜への記録を終えると、今度は−
Ｘ方向に磁気テープ２１を走行させ、記録ヘッドＷ！お
よびＷ、によってトラックＴ、及びＴ　、４への記録を
行う。以下同様にして、全てのトラックＴ、−Ｔ、。に
対する記録を行う。なお、上述の例では、トラック数１
６に対して再生ヘッドおよび記録ヘッドの数がそれぞれ
４であるから、磁気テープ２１とコンビネーションヘッ
ド２３との相対位置は４ポジシヨンとなる。

次に、第１図、第２図、第４図および表１を参照して本
実施例の磁気記録再生装置を説明する。

第１図は本実施例の斜視図であって、アクチュエータの
構成を説明するものである。

磁気テープへの記録再生を行うコンビネーションヘッド
３は、コンビネーションヘッド３の支持部材であるホル
ダ４に取り付けられている。そして、コンビネーション
ヘッド３、ホルダ４、自由端支持部材５は一体となって
可動部１６を構成しており、一端が固定部８に固定され
平行に配置された平行板バネ７ａと７ｂの他端の自由端
部に取り付けられている。なお、固定部８は磁気記録再
生装置の図示しないメインフレームに取り付けられてい
る。又、コンビネーションヘッド３をテープ幅方向に移
動させる駆動手段としては、ボイスコイル型リニアモー
タ１５を使用している。ボイスコイル型リニアモータ１
５は、前記固定端部８に固定された角型ヨーク構造の磁
気回路１１と、推力を発生するコイル１０とを備えてお
り、前記可動部１６は、コイル１０に連結され、コイル
ｌＯの動きに連動するようになっている。更に、ボイス
コイル型リニアモータ１５を、前記２枚の板バネ７ａと
７ｂの間に配置することにより、２次共振の影響を避け
るために大きくなった平行板バネ機構の無駄な空間を有
効に利用している。なお、ｌｌａはボイスコイル型リニ
アモータ１５の磁気回路１１を構成する磁石であり、１
１ｂはヨークである。

第４図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および表１は、二次共振
周波数と平行板バネ形状の関係を説明するものである。

表１ （単位　ｍｍ） 第４図（ｃ）は、平行板バネの形状パラメータを説明す
るもので、板バネの長手方向長さをし、幅をＢ、厚さを
Ｈ１２枚の板バネの間隔をＤとする。

第４図（ａ）、（ｂ）は、表１に示す２種類の板バネ形
状の平行板バネ機構のばね系の伝達特性で、形状Ａ１形
状Ｂがそれぞれ第４図（ａ）、（ｂ）に対応する。形状
Ａは、−次共振周波数３０Ｈｚに対し、二次共振周波数
は８００Ｈｚとなる。形状Ｂは、形状Ａに比べ平行板バ
ネ機構の占有体積は大きいが、次共振周波数３０Ｈｚに
対し、二次共振周波数は約３ＫＨｚとなる。このように
、二次共振の影響を回避しようとすると平行板バネ機構
の占有体積は一般に大きくなってしまう。この平行板バ
ネ形状と二次共振周波数との関係は、１９９０年度精密
工学会春季大会論文集Ａ８３にも述べられている。第４
図（ｂ）のようなバネ系伝達特性であれば、位相補償等
の簡単なサーボコントローラを施し、相対位置検出セン
サによるフィードバック制御を行うことによって、カッ
トオフ周波数ＩＫＨｚ程度の閉ループサーボが可能とな
り、例えばテープのＤＣ的な変位に対しては約−６０ｄ
Ｂの圧縮率で、１００Ｈｚまでのテープウェービングに
対しては、約−４０ｄＢ以上の圧縮率での追従制御が期
待できる。

第２図は、本実施例のサーペンタイン記録再生の構成を
説明するものである。同図に示すように、磁気テープｌ
は、Ｙ方向に等ピッチで形成された４８個のトラックＴ
、−Ｔ、、からなるトラック群２を有している。本実施
例においては、磁気テープ１の幅Ｃは１／４インチ、ト
ラックピッチは１２０μｍに設定されている。コンビネ
ーションヘッド３は一体を成すそれぞれ１６個の記録ヘ
ッドＷ、−Ｗ７．および再生ヘッドＲ３〜Ｒ２，を備え
ている。各記録ヘッドＷ、〜ＷａＳは３６０μｍピッチ
でＹ方向に並設され、各再生ヘッドＲ＋−ＲＩｓは対応
する記録ヘッドＷ　＋　”−Ｗ　ｌ　＠と対をなしてＸ
方向あるいは−Ｘ方向に並設されている。これら対をな
す記録ヘッドＷ　１−Ｗｒｓおよび再生ヘッドＲ３〜Ｒ
ＳＳ同士はＹ方向の配置位置毎に入れ代わった状態で、
交互に配されている。

このようなコンビネーションヘツド３では、磁気テープ
ｌをＸ方向に走行させているときには、８個の記録ヘッ
ドｗｔｎ−１（ｎ　＝　１〜８　）にて記録を行い、磁
気テープｌを−Ｘ方向に走行させているときには、８個
の記録ヘッドＷａｎ　（ｎ　＝１〜８）にて記録を行う
構成である。さらに磁気テープ１が１往復する毎に、コ
ンビネーションヘッド３が−Ｙ方向へ駆動されて、磁気
テープｌとの相対位置を３回変えることにより、全部で
４８のトラックＴＩ−Ｔ４．に対しての記録を行い得る
ようになっている。上記の動作は、再生動作においても
同様である。

〈発明の効果〉 以上のように本発明の磁気Ｓ己録再生装置は、それぞれ
の数が磁気テープのトラック数より少ない記録ヘッドと
再生ヘッドとを備えたコンビネーションヘッドを、磁気
テープの走行方向に１回走行させることによって同時に
複数のトラックに対する記録或いは再生を行うと共に、
コンビネーションヘッドをヘッド駆動手段で磁気テープ
の幅方向に移動させるトラック切り換え動作によって全
トラックに対する記録或いは再生を行い、且つ、コンビ
ネーションヘッドを、一端が固定され他端が自由端を構
成する２枚の平行板バネの自由端部に支持している。従
って、狭トラツク幅、多トラツクの磁気テープに対して
、コンビネーションヘッドを高精度に位置決めし、高密
度大容量の記録再生が実現できる。

又、磁気ヘッドを移動させるヘッド駆動手段として、ボ
イスコイル型リニアモータを使用して、不感帯と摩擦負
荷のほとんどない高精度のサーボ制御を行うことができ
る。更に、リニアモータを２枚の板バネ間に配置するこ
とにより、２次共振の影響を回避するために大きくなっ
た平行板バネ形状において、空間的に無駄の少ない小型
のアクチュエータでヘッドの駆動が行われる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実施例を説明するための図
面であって、第１図はアクチュエータの構成を説明する
斜視図、第２図は、本発明のサーペンタイン方式の説明
図、第３図は、サーペンタイン記録方式の説明図、第４
図（ａ　）、（ｂ　）は、二次共振と平行板バネ形状と
の関係を説明するためのバネ系伝達特性のボード線図で
、横軸が周波数、縦軸がゲインを表す。第４図（ｃ）は
平行板ばね形状パラメータの説明図である。 図で、ｌは磁気テープ、２はトラック群、３はコンビネ
ーションヘッド、４はホルダ、５は自由端支持部材、７
ａ、　７ｂは板バネ、８は固定端、１０はコイル、１１
は磁気回路である。 代理人　弁理士　梅　　１）　　勝（他２名）Ｉ＃＆３
図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）それぞれの数が磁気テープのトラック数より少な
   い記録ヘッドと再生ヘッドとを備えたコンビネーション
   ヘッドを、複数のトラックをテープ走行方向に各々平行
   に形成した磁気テープの走行方向に１回走行させること
   によって同時に複数のトラックに対する記録或いは再生
   を行うと共に、コンビネーションヘッドをヘッド駆動手
   段で磁気テープの幅方向に移動させるトラック切り換え
   動作によって全トラックに対する記録或いは再生を行い
   、且つ、コンビネーションヘッドを、一端が固定され他
   端が自由端を構成する２枚の平行板バネの自由端部に支
   持したことを特徴とする磁気記録再生装置。
2. （２）ヘッド駆動手段として、リニアモータを使用し、
   且つ、該リニアモータを前記２枚の平行板バネの間に配
   置した請求項第１項記載の磁気記録再生装置。