JPH04351711A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ヘッド（以下単に
「ヘッド」と称する。）が磁気テープ（以下単に「テー
プ」と称する。）の幅方向の蛇行に追従するように、ヘ
ッド位置を調整をしながら情報の記録再生を行う磁気記
録再生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】磁気記録再生装置の高密度化，高速（高
転送速度）化を進める上で、主流をなす技術として、面
記録密度の増加を目的とし、種々の技術開発が行われて
いる。面記録密度は一般的に磁気記録媒体の移動する方
向の密度である線記録密度（単位としては、ＢＰＩ＝Ｂ
ｉｔ　　Ｐｅｒ　　Ｉｎｃｈを用いる。）と、前記方向
と直交する方向の密度であるトラック密度（単位として
は、ＴＰＩ＝ＴｒａｃｋＰｅｒ　　Ｉｎｃｈを用いる。 ）との積として表わされる。

【０００３】ここで、トラック密度に着目し議論すると
、ＶＴＲやＤＡＴ等に代表される回転型ヘッドを搭載し
たものを除くと、固定型ヘッドを搭載した磁気記録再生
装置においては、一般的にテープ上に記録されるトラッ
ク数と、ヘッド数とが等しい構成となっており、トラッ
ク密度を増加させるためには、トラック幅を狭くし、単
位長さ当たりのトラック数を増加させる手法が取られて
いる。ここで、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し、ヘッド数と
は、記録ヘッド，あるいは記録再生ヘッド等の磁気ヘッ
ドを一体的に有するコンビネーションヘッドに含まれる
ヘッド数を指すものである。

【０００４】単位長さ当りのトラック数を説明の便宜上
トラックピッチという項目で表現するとすれば、従来技
術によれば、フェライト等の磁性材料を機械加工技術で
加工し、ヘッドの構造体を形成するバルク型のヘッドに
おいては数百μｍ程度が限界とされていた。

【０００５】一方、近年開発が著しい薄膜磁気ヘッド（
以下、単に「薄膜ヘッド」と称する。）においては、数
十μｍ〜百数十μｍ程度のトラックピッチを実現できる
可能性があり、百数十μｍのトラックピッチを有するヘ
ッドについては各種報告例がある。

【０００６】以上のように、薄膜ヘッドを採用すること
により従来以上にトラック数を増加させることが可能だ
が、その反面、並列処理回路規模が大きくなるという問
題点が生じる。また、並列処理回路規模を制限し、トラ
ックを順次切換えて行けば良いが、この場合には別途ト
ラック切換回路が必要となり、回路規模として増大傾向
にあることは、避けられなかった。

【０００７】以上のような問題点に鑑みて、情報処理シ
ステムのバックアップ用記憶装置等に代表される多トラ
ックの磁気記録再生装置では、サーペンタイン記録再生
方式という方式が採用されている。

【０００８】これはテープ上のトラック数よりヘッド数
を少なくし（順次トラックの切換が必要）、データ信号
を処理する場合は信頼性を確保するためにＲｅａｄ　　
Ａｆｔｅｒ　　Ｗｒｉｔｅを行い、更に処理時間の短縮
化を図るために往復で記録再生を行うというものである
。

【０００９】ここで、図６を参照して、前記サーペンタ
イン記録再生方式を簡単に説明する。

【００１０】まず、走行方向がＸ，幅方向がＹで示され
るテープ１がＹ方向に等ピッチａで形成された１６個の
トラックＴ１〜Ｔ１６から成るトラック群２を有してい
るものとする。この場合、前記のトラック群２に対して
、４個の記録ヘッドＷ１〜Ｗ４および４個の再生ヘッド
Ｒ１〜Ｒ４を備えたコンビネーションヘッド３が配設さ
れている。記録ヘッドＷ１〜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Ｒ１〜
Ｒ４は対応する記録ヘッドＷ１〜Ｗ４と対をなしてＸ方
向あるいは−Ｘ方向に並設されている。これら対を成す
記録ヘッドＷ１〜Ｗ４と再生ヘッドＲ１〜Ｒ４同志はＹ
方向の配設位置毎に入れ変わった状態で交互に配設され
ている。

【００１１】記録あるいは再生動作の際、前記のコンビ
ネーションヘッド３は、まず図６に示す位置に駆動され
る。即ち、記録ヘッドＷ１および再生ヘッドＲ１の中心
がトラックＴ１の中心と一致し、同様に記録ヘッドＷ２
および再生ヘッドＲ２の中心とトラックＴ５の中心、記
録ヘッドＷ３および再生ヘッドＲ３の中心とトラックＴ
９の中心、ならびに記録ヘッドＷ４および再生ヘッドＲ
４とトラックＴ１３の中心とがそれぞれ一致する位置で
ある。

【００１２】次に、この相対位置を保持しながら、記録
する場合には、テープ１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Ｔ１およびＴ９に同時に
記録する。

【００１３】この場合、データが正しく記録されたかど
うかを判断するために、トラックＴ１においては、記録
ヘッドＷ１にてデータが記録された直後に再生ヘッドＲ
１にてデータを再生し、（Ｒｅａｄ　　Ａｆｔｅｒ　　
Ｗｒｉｔｅ）記録の良否を確認する。トラックＴ９にお
いては記録ヘッドＷ３と再生ヘッドＲ３を用いて同時に
同様の確認をおこなう。万が一トラックＴ１で記録不良
が発生した場合は、不良箇所の前までテープ１を巻き戻
し、記録ヘッドＷ１にて再度データの記録をおこなう（
Ｒｅｗｒｉｔｅ）。このＲｅａｄ　　Ａｆｔｅｒ　　Ｗ
ｒｉｔｅおよびＲｅｗｒｉｔｅの動作はその他のＴ２〜
Ｔ１６にわたる全トラックにおいて同様である。

【００１４】この様にしてテープ１の長手方向の一端部
までの記録を終えると、今度は−Ｘ方向にテープ１を走
行させ、記録ヘッドＷ２およびＷ４によってトラックＴ
５およびＴ１３に同時に記録する。そして、テープ１の
長手方向端部まで記録終了後、コンビネーションヘッド
３を−Ｙ方向へトラックピッチａ分だけ移動させ、記録
ヘッドＷ１および再生ヘッドＲ１の中心がトラックＴ２
の中心を一致するように配設する。その後、この相対位
置を保持しつつ、前記と同様にテープ１をＸおよび−Ｘ
方向に往復させながらトラックＴ２，Ｔ６，Ｔ１０，Ｔ
１４に記録を行い、以下同様にして、テープ１が一往復
する毎にコンビネーションヘッド３を−Ｙ方向にａだけ
移動させながら、合計４往復ですべてのトラックＴ１〜
Ｔ１６に情報の記録を行う。

【００１５】前記サーペンタイン記録再生方式の多トラ
ック磁気記録再生装置では、小数のヘッドをテープ幅方
向へ移動させて多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、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となる。

【００１６】これらの従来技術は、例えば特開昭６２−
１５７３０５号公報に開示されており、前記ヘッドのテ
ープ幅方向への移動について、アクチュエータとしてス
テッピングモータを用いた開ループ制御でのヘッド位置
決め技術が報告されている。

【００１７】また、特開昭６２−１８３０１８号公報な
らびに特開昭６２−１８３０１９号公報においては、ス
テッピングモータを用いた開ループ制御のヘッド位置決
め技術について更に詳しく開示されており、具体的には
簡単な構成でヘッドの基準位置を決定することが可能な
位置決め機構をキャリブレーション手法について報告さ
れている。

【００１８】一方、前記のような磁気記録再生装置では
、ヘッドに対するテープの相対位置を規制するテープ位
置規制手段を備えており、その構成としてはテープの幅
方向両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たものが一般的であ
る。

【００１９】ところが、前記のテープ位置規制手段は、
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。したがって、前記の規制手段で
は、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となり、許容オフトラ
ック量が十数〜数十μｍ程度の高密度記録再生装置では
、前記のフランジ類によるテープの蛇行規制だけでは不
十分であった。また薄膜ヘッドを用いたヘッド数の多い
コンビネーションを搭載した多数トラック磁気記録再生
装置においては、トラック幅の狭い記録が可能であるが
、それに伴って許容オフトラック量も小さくなっている
。

【００２０】以上より、テープ，ヘッド相対位置規制手
段としては、前記のフランジによる規制構造に加えて、
ヘッドとテープまたはトラックとの相対位置検出手段と
、テープ幅方向にヘッドを移動させるヘッド駆動手段と
により、テープの幅方向にヘッドを移動させるヘッド駆
動手段とにより、テープの幅方向の上下蛇行（以下「ウ
ェイビング」と称する。）に対してヘッドを追従制御し
ていく構成が採用されている。

【００２１】このような装置の一例としては、ヘッド数
とトラック数が等しい固定ヘッドディジタルオーディオ
テープレコーダがある。同装置では、例えば、信学技報
ＥＡ８３−５６，８１−６４およびシャープ技報１９８
４−２８に開示されているように、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り、ヘッドとテープとの相対位置
を規制する構成となっている。

【００２２】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、テープ幅方向一端部にトラッキン
グ用の信号を記録し、これをサーボ用再生ヘッドで再生
して信号レベルを基準レベルと比較するか、もしくはテ
ープの幅方向両端部にトラッキング用の情報を記録し、
これらを一対のサーボ用再生ヘッドで再生して信号レベ
ルを比較することによりトラッキングを行うようにした
構成が提案されている。（特公昭６３−６４８１１号公
報参照）しかしながら、いずれの場合もトラック密度（
ＴＰＩ）を増加させようとすれば、ヘッド数が増加し、
並列処理回路規模が大きくなるかあるいはトラック切換
回路が必要となり回路規模が大きくなるという問題点が
あった。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】前述のように多トラッ
クの磁気記録再生装置の高密度化，高速化を実現しよう
とすれば、（１）トラック数の増加（トラック幅の狭寸
法化）（２）トラッキングの高精度化（３）並列処理回
路規模の減少（４）情報処理時間の短縮化（５）磁気記
録再生装置の小型化，低コスト化等の課題を解決しなけ
ればならなかった。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明においては、前述
のサーペンタイン記録再生方式の採用に加え、ヘッドと
テープとの相対位置検出手段と、テープ幅方向にヘッド
を移動させるヘッド移動手段とにより、テープのウエイ
ビングに対してヘッドを追従制御させる構成（以下「ダ
イナミックトラッキング」と称する。）の採用により、
前述の課題を解決しようとするものである。すなわち、
前述の課題（１）および（２）に対してはダイナミック
トラッキングの採用により、（３）および（４）に対し
てはサーペンタイン記録再生方式の採用により対応する
。

【００２５】具体的には、（Ａ）データ信号記録再生用
磁気ギャップとサーボ信号記録再生用磁気ギャップが同
一基板上に形成された薄膜コンビネーションヘッドを採
用すること、（Ｂ）前記薄膜コンビネーションヘッド以
外に、サーボ信号を記録するための固定ヘッドを配設す
ること（Ｃ）データ信号記録再生のタイミングは、まず
サーボ信号を記録した後、該サーボ信号を再生しながら
データ信号の記録再生をおこなうか、あるいはサーボ信
号を記録するときに同時にデータ信号を記録すること（
Ｄ）ダイナミックトラッキングはテープ上に２本のサー
ボトラックを配設し、該サーボトラックを再生して得ら
れる２本のサーボ信号の差信号に基づいて閉ループ制御
をおこなうか、あるいは２本のサーボ信号のうち、どち
らか一方のサーボ信号と基準信号との差信号に基づいて
閉ループ制御をおこなうこと、（Ｅ）サーペンタイン記
録再生方式に準拠したトラックの切り換えに伴うヘッド
の移動と、ダイナミックトラッキングに伴うヘッドの位
置調整を、それぞれ個別のアクチュエータを用いておこ
なうか、ひとつのアクチュエータを用いておこなうこと
、（Ｆ）サーペンタイン記録再生方式に準拠したトラッ
クの切り換えに伴うヘッドの移動と、ダイナミックトラ
ッキングに伴うヘッドの位置調整を、それぞれ個別のア
クチュエータを用いておこなう場合は該ヘッドの移動を
、ひとつのアクチュエータを用いておこなう場合は該ヘ
ッドの移動と該ヘッドの位置調整をステッピングモータ
を用いておこなうこと。

【００２６】

【作用】サーペンタイン記録再生方式に準拠し、かつダ
イナミックトラッキングを採用することにより、コンピ
ュータ周辺機器としての下位互換性を確保しつつ高密度
化，高速化を実現できる。

【００２７】

【実施例】本発明の一実施例を図１〜図５を用いて詳細
に説明する。

【００２８】本実施例は上述の従来の技術の項の中で説
明したサーペンタイン記録再生方式に準拠した磁気記録
再生装置を示しており、テープ上のトラック数よりヘッ
ド数が少なく、順次トラックを切り換えながら、往復テ
ープ走行で記録再生を行うものである。

【００２９】図１に示すように、磁気記録再生装置は、
それぞれテープ１の幅方向であるＹ方向に延び、互いに
貼り合わされた一対の基板３ａ，３ｂを備え、該基板３
ａ，３ｂ上に薄膜ヘッドとして形成されたデータ信号記
録ヘッドＷ１〜Ｗ４，データ信号再生ヘッドＲ１〜Ｒ４
およびサーボ信号記録再生ヘッドＳ１〜Ｓ４，Ｓ１′〜
Ｓ４′によりヘッドユニットとしてのコンビネーション
ヘッド３が構成されている。コンビネーションヘッド３
は図３〜図５に示したヘッド移動手段８によりＹまたは
−Ｙ方向に移動されるようになっている。テープ１とし
ては、例えば横幅３．８ｍｍの規格品が使用され、上記
テープ１ではそれぞれ走行方向（Ｘ方向）と平行に延び
、所定のトラックピッチａでＹ方向に配列された１６本
のデータトラックＤＴ１〜ＤＴ１６に沿って、データ信
号の記録再生が行われるようになっている。さらに、Ｙ
方向においてデータトラックＤＴ１〜ＤＴ１６の両側に
位置し、所定のトラックピッチ（ここでは２ａ）をもっ
て配列された２本のサーボトラックＳＴ１，ＳＴ２に沿
ってサーボ信号の記録再生が行われるようになっている
。

【００３０】２本のサーボトラックＳＴ１、ＳＴ２の記
録は、専用の固定ヘッド１１によって行われる。固定ヘ
ッド１１には、Ｘ方向の位置としてはギャップライン１
１ａ上に、Ｙ方向の位置としてはテープ１のサーボトラ
ックＳＴ１、ＳＴ２のそれぞれトラック中心に位置する
ように、ヘッドの中心が位置決めされた１対のサーボ信
号記録ヘッドＳＷ１、ＳＷ２が配設されている。サーボ
トラックＳＴ１の記録にはサーボ信号記録ヘッドＳＷ１
が、同様にサーボトラックＳＴ２の記録にはサーボ信号
記録ヘッドＳＷ２が対応する。ここで前記テープ１のサ
ーボトラックＳＴ１及びＳＴ２のトラック中心とは本来
テープが走行すると考えられる理論位置に準じて決定さ
れる位置で、予め光学的手段等によりサーボ信号記録ヘ
ッドＳＷ１及びＳＷ２のヘッド中心が該トラック中心に
一致するように固定ヘッド１１を位置決めしておく。ま
た、固定ヘッド１１は、Ｙ方向には移動不可能なように
固定されており、Ｘ方向においてはコンビネーションヘ
ッド３の右側、あるいは左側のどちらに位置しても良い
。（図１では右側に位置決め固定されている。）次に前
記コンビネーションヘッド３において、一方の基板３ａ
には、奇数番目のデータ信号記録ヘッドＷ１，Ｗ３と偶
数番目のデータ信号再生ヘッドＲ２，Ｒ４および奇数番
目のサーボ信号記録再生ヘッドＳ１，Ｓ１′，Ｓ３，Ｓ
３′が配設され、基板３ａ上の各ヘッドのギャップ位置
は直線３ｃ上に設定されている。また、他方の基板３ｂ
上には、偶数番目のデータ信号記録ヘッドＷ２，Ｗ４と
奇数番目のデータ信号再生ヘッドＲ１，Ｒ３および偶数
番目のサーボ信号記録再生ヘッドＳ２，Ｓ２′，Ｓ４，
Ｓ４′が配設され、基板３ｂ上の各ヘッドのギャップ位
置は直線３ｄ上に設定されている。対応するデータ信号
記録ヘッドＷ１とデータ信号再生ヘッドＲ１，同様にＷ
２とＲ２，Ｗ３とＲ３，Ｗ４とＲ４は、それぞれテープ
１の走行方向であるＸ方向に並べて配置されてデータ信
号記録再生ヘッド対Ｈ１〜Ｈ４を構成し、隣接するデー
タ信号記録再生ヘッド対毎にデータ信号記録ヘッドとデ
ータ信号再生ヘッドのＸ方向の位置が入れ換えられてい
る。また、データ信号記録ヘッドとデータ信号再生ヘッ
ドのトラックの幅（Ｙ方向の幅）は、テープ１のウェイ
ビング等を考慮して、各データ信号記録ヘッドＷ１〜Ｗ
４の記録幅は、各データ信号再生ヘッドＲ１〜Ｒ４の再
生幅より若干大きくなるように設定されている。隣接す
るデータ信号記録再生ヘッド間のＹ方向の間隔は、ｂ＝
４ａに設定され、ヘッド移動手段８によりコンビネーシ
ョンヘッド３をトラックピッチａずつＹ方向に４回移動
させ、４回のトラック切換を行うことによりすべてのデ
ータトラックＤＴ１〜ＤＴ１６においてデータ信号の記
録、あるいは再生を行うようになっている。

【００３１】次に一方の基板３ａ上に配設された奇数番
目のサーボ信号記録再生ヘッドＳ１とＳ１′およびＳ３
とＳ３′はそれぞれ対を構成しており、Ｙ方向の位置関
係は、データ信号再生ヘッドＲ４のＹ方向の中心が、さ
らに距離２ａを離れた下方にサーボ信号記録ヘッドＳ１
のＹ方向の中心が、データ信号記録ヘッドＷ１のＹ方向
の中心から距離１．５ａ離れた上方に（＋Ｙ方向）サー
ボ信号記録再生ヘッドＳ１′のＹ方向の中心が、さらに
距離２ａ離れた上方にサーボ信号記録再生ヘッドＳ３′
のＹ方向の中心が位置するように設定されている。他方
の基板３ｂ上に配設された偶数番目のサーボ信号記録再
生ヘッドＳ２とＳ２′およびＳ４とＳ４′もそれぞれ対
を構成しており、Ｙ方向の位置関係は、データ信号記録
再生ヘッドＳ４のＹ方向の中心が、さらに距離２ａ離れ
た下方にサーボ信号記録再生ヘッドＳ２のＹ方向の中心
が、データ信号再生ヘッドＲ１のＹ方向の中心から距離
２．５ａ離れた上方にサーボ信号記録再生ヘッドＳ２′
のＹ方向の中心が、さらに距離２ａ離れた上方にサーボ
信号記録再生ヘッドＳ４′のＹ方向の中心が位置するよ
うに設定されている。

【００３２】すなわち、Ｙ方向について言えば、１対の
サーボ信号記録再生ヘッドＳ１，Ｓ１′の距離ａ（＝デ
ータトラックピッチ）離れた上方に次の対を構成するサ
ーボ信号記録再生ヘッドＳ２，Ｓ２′が位置し、同様に
さらに距離ａ離れた上方に次の対を構成するサーボ信号
記録再生ヘッドＳ３，Ｓ３′が位置し、同様にさらに距
離ａ離れた上方に次の対を構成するサーボ信号記録再生
ヘッドＳ４，Ｓ４′が位置する。

【００３３】Ｘ方向について言えば、前述のように奇数
番目のサーボ信号記録再生ヘッドＳ１，Ｓ１′，Ｓ３，
Ｓ３′のＸ方向の中心が直線３Ｃ上に、偶数番目のサー
ボ信号記録再生ヘッドＳ２，Ｓ２′，Ｓ４，Ｓ４′のＸ
方向の中心が直線３ｄ上に位置することから、Ｘ，Ｙ両
方向を合わせ見た時にそれぞれのサーボ信号記録再生ヘ
ッド対は、図１に示したようにトラックピッチａを有し
、千鳥状に配設されていることになる。

【００３４】このサーボ信号記録再生ヘッドのレイアウ
トには、以下に示す長所がある。まず第一にテープ幅方
向に記録可能な情報量を増やそうとすると、データ信号
を記録する領域をできるだけ広く設定しなければならな
い。換言すれば、サーボトラック等のデータ信号の記録
以外に使用する領域は狭いほうが望ましい。この要求を
満たすために、本発明においては、テープ上に必要十分
条件である２本のサーボトラックのみを配設している。 第二にサーボトラック幅は、広いダイナミックレンジを
得ようとすると広い方が望ましいが、前記第一の理由か
ら、本発明ではデータトラック幅と同等のトラック幅に
設定している。この値はテープ１がテープ幅方向にＤＣ
的に大きく変化しても（例えば走行方向反転時），ダイ
ナミックトラッキングに引き込めるだけの幅があれば良
い。

【００３５】更に詳しく説明すると、例えば図１のサー
ボトラックＳＴ２とサーボ信号記録再生ヘッドＳ１に着
目すると、図示した理論位置に対し、テープ１がＹ正方
向に変位した場合には、サーボトラックＳＴ２とサーボ
信号記録再生ヘッドＳ１とがＹ方向において離脱するま
での距離は１．５ａであり、逆にテープ１がＹ負方向に
変位した場合には、サーボトラックＳＴ２とサーボ信号
記録再生ヘッドＳ１とがＹ方向において離脱するまでの
距離は０．５ａとなる。一方サーボトラックＳＴ１とサ
ーボ信号記録再生ヘッドＳ１′に着目すると、テープ１
がＹ正方向に変位した場合には０．５ａ，Ｙ負方向に変
位した場合には１．５ａの距離だけ変位マージンがある
と言える。サーボトラックＳＴ１，ＳＴ２およびサーボ
信号記録再生ヘッドＳ１，Ｓ１′はそれぞれ対をなして
いることから、テープ１がＹ正方向に変位した場合はサ
ーボ信号記録再生ヘッドＳ１を、テープ１がＹ負方向に
変位した場合はサーボ信号記録再生ヘッドＳ１′を用い
、ダイナミックトラッキングに引き込むようにすれば、
Ｙ正負両方向においてそれぞれ最大１．５ａ弱（１．５
ａまで変位するとサーボ信号記録再生ヘッドの再生出力
が０となりダイナミックトラッキングに引き込めない）
のテープ変位マージンが確保できる。

【００３６】ここでテープ１の変位量をテープ停止時の
ＤＣ的な変位も含むものとしＤとすると、Ｄ＜１．５ａ
であれば、テープ１がどのような位置にあってもダイナ
ミックトラッキングに引き込むことが可能となる。一般
的にテープ１の変位量Ｄは、テープガイド等の位置規制
手段を設けることにより数十μｍ程度に抑えられるため
、仮にＤ＝３０μｍとするとａ＞２０μｍとなり、現在
一般的とされている薄膜磁気ヘッドのトラック幅である
５０〜１２０μｍ程度の数値に対し、十分妥当性のある
トラック幅であると同時に、更なるテープ幅方向の高記
録密度化にも十分対応できることがわかる。

【００３７】第三に高記録密度化に伴いテープ上のトラ
ックピッチを小さくすると、一般的に隣接するヘッドの
ピッチ（特にここでは隣接するサーボ信号記録再生ヘッ
ドのピッチに着目する）も小さくしなければならない。 ところが同一ギャップライン上に隣接するヘッドを配設
した場合は、例えばコイル巻線等のヘッド構造体を形成
するために要するスペース等の制約があり、トラックピ
ッチ＝ヘッドピッチ＝ヘッドピッチ＝トラック幅（ここ
ではサーボトラック幅＝サーボ信号記録再生ヘッドピッ
チ）となるようには設定することが困難であった。

【００３８】このような問題点に対し、本発明において
は前述のように４対のサーボ信号記録再生ヘッド対Ｓ１
−Ｓ１′，Ｓ２−Ｓ２′，Ｓ３−Ｓ３′，Ｓ４−Ｓ４′
がそれぞれ千鳥状に配設されているため、実質的に同一
ギャップライン上に位置する隣接サーボ信号記録再生ヘ
ッドは、２倍のヘッドピッチ（＝２ａ）を有することと
なり、トラックピッチ＝ヘッドピッチ＝トラック幅とな
るようなトラックパターンを実現することが可能となる
。これはトラックピッチを小さくする上で大きな長所で
あるといえる。ここでサーボトラック幅を前記２０μｍ
とすると、同一ギャップライン上に位置する隣接サーボ
信号記録再生ヘッドのピッチは４０μｍとなり、現在の
技術レベルをもって対応可能な範囲にあることがわかる
。

【００３９】次に、サーボトラックＳＴ１，ＳＴ２の記
録について説明する。図２は、図１に示した状態から、
ヘッド移動手段８によりコンビネーションヘッド３をＹ
方向下方に距離２分の１ａだけ移動した状態を示してい
る。この状態ではサーボトラックＳＴ１のＹ方向の中心
とサーボ信号記録再生ヘッドＳ２′のＹ方向の中心、お
よびサーボトラックＳＴ２のＹ方向の中心とサーボ信号
記録再生ヘッドＳ１のＹ方向の中心がそれぞれにおいて
一致している。ただし、この場合のサーボトラックＳＴ
１，ＳＴ２のＹ方向の中心とは、本来両トラックの中心
が位置すべき理論位置を示すもので、この状態における
テープ１にはサーボ信号は記録されていないと考える。

【００４０】この状態でテープ１をＸ方向に走行させ、
サーボ信号記録再生ヘッドＳ１およびＳ２′を用いてサ
ーボ信号をサーボトラックＳＴ１，ＳＴ２に記録する。 テープ１が走行中は、テープテンション変動，リール等
の回転体の振れ、あるいはテープガイドの等の構造体（
テープが接触する部材）の傾き等により、テープ１にウ
ェイビングが発生し、テープ１のエッジを基準として見
た場合は記録された２本のサーボトラックはＹ方向上下
に蛇行していることになる。

【００４１】しかしながら、サーボ信号を記録する際に
用いる一対のサーボ信号記録再生ヘッド（図２の場合、
Ｓ１，Ｓ２′）はサーボ信号記録再生時には一体的に固
定されていることから、両サーボトラックの相対的な位
置関係は一定で（図１，図２の場合中心間距離１９ａ）
、なおかつデータ信号の記録再生時には両サーボトラッ
クＳＴ１，ＳＴ２のサーボ信号を再生しながらダイナミ
ックトラッキング（詳細は後述する）を行うため、実質
的に、サーボトラックＳＴ１，ＳＴ２のの記録時に発生
するウェイビングはキャンセルされる。

【００４２】また、サーボトラックＳＴ１，ＳＴ２の記
録は、その他のサーボ信号記録再生ヘッド対Ｓ２−Ｓ３
′，Ｓ３−Ｓ４′によっても可能であり、その場合には
、サーボトラックＳＴ１のＹ方向の中心に対してはＳ３
′あるいはＳ４′のＹ方向の中心を、またサーボトラッ
クＳＴ２のＹ方向の中心に対してはＳ２あるいはＳ３の
Ｙ方向の中心を一致させるようにヘッド移動手段８によ
ってコンビネーションヘッド３を移動すれば良い。前記
サーボ信号記録再生ヘッド対の選定には特に制約がある
わけではなく、任意のサーボ信号記録再生ヘッド対を用
いれば良い。

【００４３】次にサーボトラックの再生について説明す
る。コンビネーションヘッド３は前述のようにトラック
切換のためにＹ方向に４回移動するが、これを静的なヘ
ッド位置と考え、図１に示した位置をポジション１とし
、順次トラックピッチａだけコンビネーションヘッド３
をＹ方向下方に移動した位置をそれぞれポジション２〜
４とする。

【００４４】ポジション１においては、サーボ信号記録
再生ヘッド対Ｓ１−Ｓ１′はテープ１に対して図１に示
した位置を取る。すなわち、サーボトラックＳＴ２のＹ
方向の中心に対してはサーボ信号記録再生ヘッドＳ１の
Ｙ方向の中心が距離２分の１ａだけＹ方向上方に離れた
位置にあり、サーボトラックＳＴ１のＹ方向の中心に対
してはサーボ信号記録再生ヘッドＳ１′のＹ方向の中心
が距離２分の１のａだけＹ方向下方に離れた位置にある
。この状態でサーボ信号記録再生ヘッド対Ｓ１−Ｓ１′
を用い、サーボトラックＳＴ１およびＳＴ２を再生する
と、サーボ信号記録再生ヘッドＳ１およびＳ１′からは
、それぞれＶなる再生出力電圧が得られる。これは任意
のサーボトラックのＹ方向の中心に任意のサーボ信号記
録再生ヘッドのＹ方向の中心が一致した状態でサーボ信
号を再生した時に得られる再生出力電圧の２分の１に相
当する。

【００４５】同様にして、ポジション２においてはサー
ボ信号記録再生ヘッドＳ２およびＳ２′により、ポジシ
ョン３においてはサーボ信号記録再生ヘッドＳ４および
Ｓ４′によりそれぞれ再生出力電圧Ｖが得られる。

【００４６】以上をまとめると、コンビネーションヘッ
ド３はトラック切替のために、ポジション１〜４の静的
なヘッド位置に位置決めされるが、それぞれのポジショ
ンにおいて、２本のサーボトラックＳＴ１，ＳＴ２に対
し、対応するサーボ信号記録再生ヘッド対はそれぞれ半
ピッチ（２分の１ａ，これはサーボ信号記録再生ヘッド
幅の２分の１に相当する。）離れた位置に位置決めされ
る。

【００４７】ここで、テープ１の走行方向がＸ正方向の
場合を往路、Ｘ負方向の場合を復路とし、それぞれのポ
ジションにおいて使用するトラックとヘッドを表１にま
とめる。

【００４８】

【表１】

【００４９】表１において、サーボトラックはどのポジ
ションにおいてもＳＴ１とＳＴ２のどちらか１本（これ
については後述する）か、あるいは２本を使用し、サー
ボ信号記録ヘッドはどのポジションにおいてもＳＷ１と
ＳＷ２の一対のヘッドを使用する。以上はサーペンタイ
ン記録再生方式に伴うトラック切り換えにおけるトラッ
クとヘッドの配列について述べているが、次にダイナミ
ックトラッキングの動作について説明する。

【００５０】ダイナミックトラッキングの基本動作は前
記各ポジションにおいてテープ１にウエイビングが発生
し、テープ１が理論位置からＹ方向に位置変動した場合
、それぞれサーボトラックＳＴ１，ＳＴ２に対応するサ
ーボ信号記録再生ヘッドの再生出力電圧の変化に基づい
て、図２および図３の場合はヘッド移動手段８，図４お
よび図５の場合はヘッド位置調整手段９によりコンビネ
ーションヘッド３をＹ方向に移動させて、各データ信号
記録再生ヘッド対Ｈ１〜Ｈ４を対応するデータトラック
のＹ方向の中心に誘導するものである。この誘導は図２
〜図５に示した制御手段によっておこなわれる。

【００５１】まず図２，図４に示した制御手段は、一対
のサーボ信号記録再生ヘッドの内どちらか一方のサーボ
信号記録再生ヘッドの再生出力電圧を選択するためのス
イッチ４と、基準電圧Ｖ０を発生する基準電圧発生器６
と、スイッチ４により選択されたサーボ信号記録再生ヘ
ッドと基準電圧発生器６の出力同士を比較して誤差信号
を発生する比較器５と、比較器５から得られた誤差信号
に基づき、ヘッド移動手段８あるいはヘッド位置調整手
段９へ駆動信号を出力するヘッド移動手段駆動回路７あ
るいはヘッド位置調整手段駆動回路１０とを備え、ヘッ
ド移動手段８あるいはヘッド位置調整手段９は、ヘッド
移動手段駆動回路７あるいはヘッド位置調整手段駆動回
路１０からの駆動信号に基づいてコンビネーションヘッ
ド３をＹ方向に移動させ、所定のデータトラックＤＴ１
〜ＤＴ１６に追従させるようになっている。

【００５２】ここで基準電圧Ｖ０は、任意のサーボトラ
ックに対応するサーボ信号記録再生ヘッドのＹ方向の中
心が、該サーボトラックのＹ方向の中心に対し半ピッチ
（＝０．５ａ）離れた位置にある状態で、該サーボ信号
記録再生ヘッドから得られる再生信号出力に等しい。次
に図３，５に示した制御手段は、一対のサーボ信号記録
再生ヘッドから得られるそれぞれの出力同士を比較して
誤差信号を発生する比較器５と、比較器５から得られた
誤差信号に基づきヘッド移動手段８あるいはヘッド位置
調整手段９へ駆動信号を出力するヘッド移動手段駆動回
路７あるいはヘッド位置調整手段駆動回路１０とを備え
、ヘッド移動手段８あるいはヘッド位置調整手段９は、
ヘッド移動手段駆動回路７あるいはヘッド位置調整手段
駆動回路１０からの駆動信号に基づいてコンビネーショ
ンヘッド３をＹ方向に移動させ、所定のデータトラック
ＤＴ１，ＤＴ１６に追従させるようになっている。

【００５３】前記２種類の構成において、テープ１にデ
ータ信号を記録する場合は、まずヘッド移動手段８によ
りコンビネーションヘッド３をポジション１に移動する
。次いでテープ１をＸ正方向に走行させ、サーボ信号記
録再生ヘッド対Ｓ１〜Ｓ１′を用いダイナミックトラッ
キングを作動させながら、データ信号記録ヘッドＷ１，
Ｗ３を用いてデータトラックＤＴ１，ＤＴ９にそれぞれ
データ信号（情報）を記録する。このとき、データ信号
再生ヘッドＲ１，Ｒ３により、記録したデータ信号を直
ちに再生して記録に誤りがないか否かを確認し、万一誤
りがあれば再度記録をおこなう。

【００５４】さらにデータ信号を記録するときに、同時
にサーボ信号記録ヘッドＳＷ１、ＳＷ２を用いてサーボ
トラックＳＴ１、ＳＴ２にそれぞれヘッド位置決め用の
サーボ信号を記録する。この状態でテープ１がＸ正方向
終端まで走行すると、今度はＸ負方向に走行方向を切り
換え、ポジション１はそのままで、データ信号記録ヘッ
ドＷ２，Ｗ４，データ信号再生ヘッドＲ２，Ｒ４を用い
てデータトラックＤＴ５，ＤＴ１３にデータトラック信
号を同時録再する。このときはサーボトラックＳＴ１、
ＳＴ２には往路でサーボ信号が記録されているので、今
度はサーボ信号再生ヘッドＳ１、Ｓ１’を用いてサーボ
トラックＳＴ１，ＳＴ２を再生し、図２〜５に示した制
御手段によりコンビネーションヘッド３をＹ方向に移動
させ、データトラックＤＴ５，ＤＴ１３が先に記録した
サーボトラックＳＴ１，ＳＴ２に対して、本来記録され
なければならない位置に記録されるように、閉ループで
コンビネーションヘッド３の位置調整（トラッキング）
をおこなう。

【００５５】テープ１がＸ負方向終端（＝Ｘ正方向始端
）まで走行すると、ヘッド移動手段８によりコンビネー
ションヘッド３をポジション２に移動する。次いでテー
プ１をＸ正方向に走行させ、同時にサーボ信号記録再生
ヘッドＳ２，Ｓ２′を用いてサーボトラックＳＴ１，Ｓ
Ｔ２を再生し、前記制御手段によりコンビネーションヘ
ッド３をＹ方向適性位置に閉ループで位置調整しながら
、以下表１に示したトラックとヘッドの組み合わせによ
り、順次データトラックにデータ信号を前記と同様に記
録する。以上の動作はデータ信号が記録されていない、
又は消去されたテープにデータ信号を記録する場合に関
するが、既にデータ信号が記録されている場合（この場
合はサーボ信号も記録されている）、あるいは既にサー
ボ信号のみが記録されている場合については、コンビネ
ーションヘッド３をポジション１に移動した後、テープ
１をＸ正方向に走行させながら、同時にサーボ信号記録
再生ヘッドＳ１，Ｓ１′を用いてサーボトラックＳＴ１
，ＳＴ２を再生し、前記制御手段によりコンビネーショ
ンヘッド３の位置調整を行い、前記第１の場合はデータ
信号再生ヘッドＲ１，Ｒ３を用いてデータ信号の再生を
おこない、前記第２の場合はデータ信号記録再生ヘッド
対Ｈ１，Ｈ３を用いてデータ信号の記録再生をおこなう
。

【００５６】以下前記制御手段によりコンビネーション
ヘッド３をＹ方向適性位置に閉ループで位置調整しなが
ら、表１に示したトラックとヘッドの組み合わせにより
順次データトラックにデータ信号を記録するか（既に記
録されたデータトラックにデータ信号をオーバーライト
する場合を含む）、あるいは既に記録されたデータトラ
ックのデータ信号を再生すれば良い。また前述したデー
タ信号記録ヘッドＷ１〜Ｗ４，データ信号再生ヘッドＲ
１〜Ｒ４，サーボ信号記録再生ヘッドＳ１，Ｓ１′〜Ｓ
４，Ｓ４′は薄膜ヘッドとして記述してきたが、バルク
型磁気ヘッドを使用しても本発明を実施することができ
ることは明らかである。

【００５７】次にサーペンタイン記録再生方式に準拠し
たトラックの切り換えに伴うヘッドの移動と、ダイナミ
ックトラッキングに伴うヘッドの位置調整に用いるアク
チュエータについて説明する。

【００５８】まず前者のヘッドの移動は、図１における
トラックピッチａ単位の比較的大きな移動量（一般的に
百数十μｍ程度）を伴う動作で、要求される応答周波数
も数Ｈｚ〜十数Ｈｚ程度である。以下便宜上これを粗動
と称する。一方後者のヘッドの位置調整は、サーボ信号
記録再生ヘッドのレイアウトの説明の中で述べたように
、移動量としては数十μｍ以下であるが、要求される応
答周波数は数Ｈｚ〜百Ｈｚ程度の動作となる。以下便宜
上これを微動と称する。これらの移動量と応答周波数の
異なる二つの動作を実施するためには、それぞれの動作
に適応した特性を有する専用のアクチュエータを二つ使
用するか、あるいはそれぞれの動作に適応できる範囲は
狭くなるが、それぞれの動作に対応できる一つのアクチ
ュエータを使用するかの二通りの構成が考えられる。

【００５９】まず、図４，図５は前者の構成を示してお
り、粗動用としてヘッド移動手段８を、微動用としてヘ
ッド位置調整手段９を具備している。ここで、ヘッド移
動手段およびヘッド位置調整手段と呼称しているのは、
実際の構成としては上記アクチュエータと、その駆動力
を外部に伝達するための機構部とから成るためであるが
、以下においては主にアクチュエータを意味するものと
して扱うこととする。図示のように、ヘッド移動手段８
の上部にはヘッド位置調整手段９が搭載されており、ヘ
ッド位置調整手段９の上部にはコンビネーションヘッド
３が搭載されている。

【００６０】ヘッド移動手段８とヘッド位置調整手段９
は、それぞれ独立して駆動することができ、ヘッド移動
手段８は閉ループにて、ヘッド位置調整手段９は閉ルー
プにて駆動制御される。ヘッド移動手段８に要求される
駆動特性は、上述のように比較的低い性能となり、具体
的にはステッピングモータが最適であるが、位置検出用
のセンサを配備すれば、ＤＣモータを使用することもで
きる。一方ヘッド位置調整手段９に要求される駆動特性
は、上述のように比較的高い性能となり、数μｍオーダ
ーの分解能が要求されるため、平行板バネとボイスコイ
ルモータの組み合わせが最適である。また閉ループ制御
を行うための帰還信号としては、ヘッド位置調整手段駆
動回路１０からの駆動信号が用いられる。これらのアク
チュエータを使用すれば、高い要求特性を満足すること
が可能であるが、メカニズムの小型化が困難であり、駆
動回路規模も大きくなるという短所を合わせ持つ。

【００６１】つぎに、図２、図３は後者の構成を示して
おり、粗動、微動兼用としてヘッド駆動手段８のみを具
備している。この場合は、アクチュエータがひとつであ
るため、実現できる駆動特性の範囲は狭くなるが、メカ
ニズムの小型化が容易であり、駆動回路規模も小さく、
コストダウンが容易であるという長所を合わせ持つ。基
本的に粗動は開ループ制御を行うことがコストメリット
向上につながるため、この場合のアクチュエータとして
はステッピングモータが好ましい。ただし、微動におい
ては数μｍオーダーの分解能が要求されるため、マイク
ロステップ駆動法を採用する必要がある。すなわち、粗
動の場合は１−２層励磁（あるいは１層励磁，２層励磁
，ダブル１−２層励磁）開ループ駆動法を用い、微動の
場合は閉ループマイクロステップ駆動法を用いれば、上
述の要求分割能を満足することができる。また、マイク
ロステップ駆動法の分割精度を高めるために、励磁層分
割電流を補正すればさらに効果的である。周波数応答性
については位相補償回路を付加することにより、要求特
性に近い特性を得ることができる。

【００６２】

【発明の効果】本発明に係る磁気記録再生装置は、（Ａ
）データ信号記録再生用磁気ギャップとサーボ信号記録
再生用ギャップが同一基板上に形成された薄膜コンビネ
ーションヘッドを採用し、（Ｂ）前記薄膜コンビネーシ
ョンヘッド以外にサーボ信号を記録するための固定ヘッ
ドを配設し、（Ｃ）データ信号記録再生のタイミングは
、まずサーボ信号を記録した後、該サーボ信号を再生し
ながらデータ信号の記録再生を行うか、あるいはサーボ
信号を記録するときに同時にデータ信号を記録再生し、
（Ｄ）ダイナミックトラッキングは、テープ上に２本の
サーボトラックを配設し、該サーボトラックを再生して
得られる２本のサーボ信号の差信号に基づいて閉ループ
制御を行うか、あるいは２本のサーボ信号のうち、どち
らか一方のサーボ信号と基準信号との差信号に基づいて
閉ループ制御を行い、（Ｅ）サーペンタイン記録再生方
式に準拠したトラックの切り換えに伴うヘッドの移動と
、ダイナミックトラッキングに伴うヘッドの位置調整は
、それぞれの動作に適応した特性を有する専用のアクチ
ュエータを２つ使用するか、あるいはそれぞれの動作に
適応できる１つのアクチュエータを使用し、（Ｆ）サー
ペンタイン記録再生方式に準拠したトラックの切り換え
に伴うヘッドの移動と、ダイナミックトラッキングに伴
うヘッドの位置調整を、それぞれ個別のアクチュエータ
を用いておこなう場合は該ヘッドの移動を、ひとつのア
クチュエータを用いておこなう場合は該ヘッドの移動と
該ヘッドの位置調整をステッピングモータを用いておこ
なう構成としたので、（１）トラック数の増加（２）ト
ラッキングの高精度化（３）並列処理回路規模の減少（
４）情報処理時間の短縮化（５）磁気記録再生装置の小
型化、低コスト化等の課題を解決することができ、さら
なる高密度化、高速化を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す磁気記録再生装置の概
略正面図である。

【図２】本発明の一実施例を示す磁気記録再生装置の制
御手段およびヘッド移動手段を示すブロック図である。

【図３】本発明の一実施例を示す磁気記録再生装置の制
御手段およびヘッド移動手段を示すブロック図である。

【図４】本発明の一実施例を示す磁気記録再生装置の制
御手段およびヘッド移動手段を示すブロック図である。

【図５】本発明の一実施例を示す磁気記録再生装置の制
御手段およびヘッド移動手段を示すブロック図である。

【図６】従来技術の一実施例を示すサーペンタイン記録
再生方式を、採用した磁気記録再生装置の概略正面図で
ある。

【符号の説明】

１　　テープ ２　　トラック群 ３　　コンビネーションヘッド ４　　スイッチ ５　　比較器 ６　　基準電圧発生器 ７　　ヘッド移動手段駆動回路 ８　　ヘッド移動手段 ９　　ヘッド位置調整手段 １０　　ヘッド位置調整手段駆動回路 １１　　固定ヘッド ＤＴ１〜ＤＴ６　　データトラック ＳＴ１、ＳＴ２　　サーボトラック Ｗ１〜Ｗ４　　データ信号記録ヘッド Ｒ１〜Ｒ４　　データ信号再生ヘッド Ｓ１、Ｓ１′〜Ｓ４、Ｓ４′　　サーボ信号記録再生ヘ
ッド

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　テープ状の磁気記録媒体に情報を記録
   し、再生する磁気記録再生装置において、サーペンタイ
   ン記録再生方式に準拠し、情報の記録されていない又は
   消去されたテープに情報を記録するときに、同時に他の
   トラックにヘッド位置決め用のサーボ信号を記録し、次
   に情報を再生する又は他の空きトラックに情報を記録す
   るときに、最初に記録したサーボ信号に基づいてヘッド
   位置を調整しながら情報を再生又は記録することを特徴
   とする磁気記録再生装置。
2. 【請求項２】　　前記サーボ信号を再生する磁気ギャッ
   プが、情報を記録又は再生する磁気ギャップと同一の基
   板上に形成された薄膜ヘッドを用いることを特徴とする
   請求項１記載の磁気記録再生装置。
3. 【請求項３】　　テープに対するヘッド位置は、２本の
   前記サーボ信号の差信号に基づいて閉ループで調整され
   ることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の磁気記
   録再生装置。
4. 【請求項４】　　テープに対するヘッド位置は、２本の
   前記サーボ信号のうち、どちらか一方のサーボ信号と基
   準信号との差信号に基づいて閉ループで調整されること
   を特徴とする請求項１又は請求項２記載の磁気記録再生
   装置。
5. 【請求項５】　　サーペンタイン記録再生方式に準拠し
   たトラックの切り換えに伴うヘッドの移動と、前記２本
   のサーボ信号の差信号か、あるいは前記どちらか一方の
   サーボ信号と基準信号との差信号に基づいて閉ループで
   制御するヘッドの位置調整を、それぞれ個別のアクチュ
   エータを用いておこなうことを特徴とする請求項１又は
   ２又は３又は４記載の磁気記録再生装置。
6. 【請求項６】　　サーペンタイン記録再生方式に準拠し
   たトラックの切り換えに伴うヘッドの移動と、前記２本
   のサーボ信号の差信号か、あるいは前記どちらか一方の
   サーボ信号と基準信号との差信号に基づいて閉ループで
   制御するヘッドの位置調整を、ひとつのアクチュエータ
   を用いておこなうことを特徴とする請求項１又は２又は
   ３又は４記載の磁気記録再生装置。
7. 【請求項７】　　サーペンタイン記録再生方式に準拠し
   たトラックの切り換えに伴うヘッドの移動をおこなうア
   クチュエータとしてステッピングモータを用いたことを
   特徴とする請求項５記載の磁気記録再生装置。
8. 【請求項８】　　サーペンタイン記録再生方式に準拠し
   たトラックの切り換えに伴うヘッドの移動と、前記２本
   のサーボ信号の差信号か、あるいは前記どちらか一方の
   サーボ信号と基準信号との差信号に基づいて閉ループで
   制御するヘッドの位置調整をおこなうアクチュエータと
   してステッピングモータを用いたことを特徴とする請求
   項６記載の磁気記録再生装置。