JPH06503673A - テーパ付き変換キャップを有するサーボヘッドを備えたトラッキング制御装置 - 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】 ミニぺけ灸又樽キャ・ｌプを有する竺ニホヘノドを（ｉｉえたトラ・・キング制 御装置 土遭し生り １　発明の分野 この発明は一般的には磁気記録に関係している。更に詳細には、二の発明はトラ ・／キング制御に関係している。

２　従坐技翫に■１々説朋 磁気記録技術に関して、トラッキングは記録又は再生の磁気ヘッドを特定のトラ ック上に保持する過程て゛ある。トラｌキング制御の目的はトランクに対する磁 気へノドの位置又はその逆を調整することである。記録モードにおいては、トラ ｌキング制御は現存する記録トラックのオーバライドを伴うことなく利用可能な 記録面積を最大化するのに役立つ。再生モートにおいては、トラｌキング制御は 最大の信号対雑音出力をめて再生へノドを記録トラｌりと整列させて維持するよ うに機能する。

トラｌキング制御はトラックの密度が非常に高い磁気記録装置に対して特に有利 である。再生か記録のために使用されたものとは別の装置において行われるとき には、トラｌキング制御は、異なった装置に固有の機械的公差増大、テープ又は ディスクの磁気媒体における変動、及び他の二次的公差のためになお一層有利て ゛あることがセＩ明している。

磁気ヘッドを配置する際には、普通ヘッドは閉ループへ・・ノド配置用サーボ機 構によって還択トラックと直接一致するように固定される。−サーホーは磁気媒 体に事前記録された情報と利用する。専らサーボ活動のために使用される磁気へ ノドにより再生される記録サーボ信号のために専ら（ディスク又はテープにおけ る）一つ以上のトラックを使用することは従来の技術において知られている。

普通、サーボ情報は基準中心線の両側に記録される。基準中心線の正に上方に中 心を配置された場合には、磁気へノドは等しい振幅の二つの信号を読み取るが、 中心外れの場合には、再生された一方の信号の振幅は他方のそれを上回る。閉ル ープヘッド配置用サーボは再生された二つのサーボ信号のそれぞれの振幅を等し く整合させるような方向に磁気ヘッドを駆動して、これによりヘッドを基準中心 線の上方に中心配置するのに役立つ。

従来技術のトラッキング制御システムはその意図された目的のためにはよく機能 することが判明しているけれども、従来技術のトラッキング制御システムか付加 的な原価及び複雑性を磁気記録装置に導入することは自明である。まず、そのよ うなシステムはトラ・ｌり中心線の両側にサーボ信号を記録するために精密プレ フォーマット装置を必要とする。多くの場合信号はトラック位置においてだけで なく又内容、例えば周波数など、においても互いに異なっている。次に、再生電 子回路は再生されたサーボ信号を互いに比較することを要求される。ある場合に は、これは意味のある比較を行うために整合した電気的特性を有する多重再生チ ャネルを必要とすることがある。

免」ＬのＪＬり 前述のことを考慮して、この発明の目的は簡単な設計及び構成のトラッキング制 御装置を提供することである。

この発明の目的は、（ａ）固定空間波長を有するサーボ信号が記録されている専 用のサーボトラックを備えた磁気記録媒体、及び（ｂ）サーボトラックを横断す る、細長いテーバの付いた変換ギャップを備えていて、（１）細長い変換ギヤ・ ツブの第１の端部においては記録サーボ信号の空間波長より小さい磁気ギヤ・ノ ブ長を有し且つ（２）変換ギャップの第２の対立する端部においては記録サーボ 信号の空間波長より大きい磁気ギヤノブ長を有しているサーボトラッキングヘッ ドを備えている磁気再生装置、の組合せの装置によって達成される。磁気記録装 置は更に、サーボヘッドの出力信号に応答してサーボトラ・ｌキングヘッドをサ ーボトラックに対して側方に移動させて、磁気ギャップ長が記録サーボ信号の空 間波長に等しい、対立する端部間のテーバ付き変換ギャップのセグメント又は部 分をサーボトラ・ンクと整列させるように配置されたトランキングアクチュエー タを備えている。

サーボヘッドの「オントラック」位置においては、すなわち、サーボトラ・・ｌ りと整列１−７たり”−ボヘノドのセグメンＩ・が、サーボ信号の空間波長に等 しい磁気ギャップ長をも−っているときには、サーボヘッドの出力は零である。

逆に、サーボパ＼・川・がオ〉トラック位置のいずれかの側に位置しているとき には、出力信号はサーボヘッドの実際の位置とヘッドの所望の［オントラック」 位置との間のずれに開数的に関係づけらｉｔでいる非零極性依存性振幅を持って いる。換言すれば、サーボヘッドの出力は、従来技術のトラッキング制御装置に より要求されるＪ：うな所定の基準信号との比較を必要とすることなく、ｌ・ラ ッキング制御のための誤差信号と１７で直接役立つ。

この発明のこの利点、及びその他の利点は丁に与えられた採択実施例の詳細な説 明において一層明らかになるであろう。

図面Ω囚巣な説明 下に与えられたこの発明の採択実施例の詳細な説明においては添付の諸図面に言 及が行われるが、この諸図面中、 図１は記録波長に対するギャップ長の比の関数としての誘導性再生ヘッドの応答 を例示しており、 図２は磁気テープに記録された専用のサーボトラックと整列したこの発明による テーパ付き変換ギャップを有するサーボヘッドの上からの平面図であり、図３は 専用のサーボトラックに対するテーパ付き変換ギャップの位置の関数としてのサ ーボ再生信号を図解しており、図４は図２のサーボヘッドと共に使用され得るト ラッキング制御装置の概略図であり、 図５はこの発明を利用することのできる多重チャンネル線形記録装置のためのへ ラド−テープ間インタフェースの透視図であり、図６は多重トラック磁気テープ のそれぞれのデータトラックと整夕１化た多数の磁気へノドを示した破断した平 面図であり、図７は磁気テープの多数の専用サーボトラックに対して配置された この発明によるサーボヘッドの上からの平面図であり、又図８は図７のサーボヘ ッド及び多数のサーボトラックと共に使用可能なトランキング制御装置の部分的 概略図である。

採沢Ｘ嬶逍の詳但な説明 ３ｅ錬技術における用語「空間波長」は交番極性式記録の連続した同じ極性の部 分間の距離を指している。技術上知られていることであるが、再生過程の効率は 誘導性再生へ・ノドの変換ギャップの長さ及び記録信号の空間波長の関数である 。

特に、再生時の最大の信号対雑音比のためには、誘導性再生ヘッドの変換ギャッ プの長さは記録信号の波長の半分であるべきである。例えば、ＩＥＥＥ磁気学関 係会報Ｎａｇ　、−１巻４号、１９６５年１２月、３５７〜３６３ページ所載、 フィリップスモーラ著「広帯域磁気記録システムにおける再生システム雑音Ｊ　 （ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎ　Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ、　Ｖｏｌ　 、　Ｍａｇ、−１，ＮＯ，４，Ｄｅｃｅｍｂｅｒ　１９６５．　Ｐａｇｅｓ　３ ５７〜３６３．　ｅ獅狽奄狽撃■■ Ｒｅｐｒｏｄｕｃｅ　５ｙｓｔｅａ＋　Ｎｏ１ｓｅ　ｉｎ　Ｗｉｄｅ−Ｂａｎｄ 　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ、ｂ凵@Ｐｈｉｌｉｐ Ｓｍａｌｌｅｒ）を見よ。

図１は記録波長に対する再生ヘッドのギャップ長の比の関数としてのボルト単位 の再生ヘッドの相対的出力を概略的に示している。注目されることであろうが、 再生信号は交番極性のものであって、ギヤツブ長力椙己壜波長の整数倍であると きには零が現れる。零は記録信号のそれぞれの反対極性の半部が再生信号に等し くて反対の量のフラックスを与える場合に生じる。他方、ギャップ長が記録波長 の整数値以外である場合には、ｎを正の整数として、記録波長に対するギャップ 長の比が（２ｎ−１）／２に等しいときに出力において、次第に減小する振幅の 且つ交番する極性の極大か生じる。図１の文字Ｘは出力信号がほぼ線形である最 初の零の両側におけるギャップ長対波長比の範囲を示すのに役立っている。

更に先へ進む前に、この時点で、特に記録波長の再生に関係しているときの誘導 性再生ヘッドのギヤノブ（又はギャップ長）を収り扱うのが適当であると考えら れる。この明細書を通して使用された用語「ギャップ長」は、別のように指示さ れていないかぎり、「磁気ギャップ長」を意味するものと解釈される。磁気ヘッ ドの磁気ギャップ長は、例えば、（１）種々の波長の一組の試験信号を磁気媒体 に記録すること、及び（２）試験中の再生ヘッドが零を経験する波長を決定する ことによって決定することができる。換言すれば、再生ヘッドの磁気ギヤ・ノブ 長は零か生じる波長に等しい、これについてのより以上のことに関しては、アセ イ著、「磁気テープ記録Ｊ、Ｎ、ＡＳＡ出版Ｓｔ’−５０３８号、６６ページ（ ＾ｔｈｅｙ、　ＭａｇｎｅｔｉｃＴａｐｅ　Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ、ＮＡＳＡ　Ｐ ａｂｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｎｏ、　５Ｐ−５０３８，Ｐａｇｅ　６６）を見よ。

この発明の目的は簡単な設計及び構成のトラッキング制御装置を提供することで ある。この目的のために、この発明は磁気記録媒体、ディスク又はテープ、が固 定空間波長を有するサーボ信号を記録している専用のサーボトラックを備えてい ることを必要とする。例えば、図２は専用のサーボトラック１２を有する磁気テ ープ１０を示している。トラｌり１２には固定空間波長＾を有するサーボ信号１ ４か記録されている。（サーボ信号の１サイクルだけが図２に示されている。） 簡単な設計及び構成のトラ・・ｌキング制御装置は更に、サーボトランク１２３ 横断する細長いテーパ付き変換ギャップ１８を有する、１６で示されたサーボヘ ッドを必要とする。変換ギャップ１８は、（１）その相対的に狭い端部では記録 サーボ信号１２の空間波長より小さい磁気ギャップ長を且つ（２）その対立する 相対的に広い端部では記録サーボ信号の空間波長より大きい磁気ギャップ長を持 っている。現在採択された実施例においては、変換ギャップ１８の狭い端部の「 長さ」は専用サーボ信号の波長の長さのほぼ半分であるように選択され且つ変換 ギヤ・ｌプの広い端部は記録サーボ信号１４の波長λよりほぼ五十パーセント（ ５０％）であるように選ばれている。

この構成では、サーボトランクと整列した変換ギャップ１８のセグメントが記録 波長＾に等しい磁気ギヤ・シブ長を持っているときにサーボヘッド１６の出力に 零か存在する。他方、サーボヘッド１６はテープ付き変換ギャップ１８のどちら かの端部部分かサーボトランク１２と整列しているときには非零出力を持ってい る。例えば、ヘッド１６は、サーボへ・ノドが図２で観察されたときにチー１１ ０の上部の方へ位置していて、変換ギャップ１８の狭い端部がサーボトラック１ ２と整列しているときには正の最大出力を持っている。このトランキング条件が 存在するときには、再生信号の振幅はサーボへ・ノドのギャップ長が記録波長の ほぼ半分であるので最大である（図１を見よ）。他方、サーボヘッド１６がチー １１０の下部の方へ漂遊して変換ギヤノブの広い端部がサーボトランク１２と整 列したときには、再生信号の振幅は負向極性の最大値を持つであろう。

図３は図２で観察されたときのサーボへ・ノドの上部がサーボトランク１２がら 離れている側方距離りの関数としてのサーボヘッド１６の中間位１に関する再生 出力を概略的に示している。

図４はサーボヘッド１６を磁気テープ１０に関して側方に移動させて所望のトラ ッキング位置に配置するためのトラッキング制御装置を示している。この目的の ために、サーボヘッド１６の出力に結合された増幅器は再生信号を適当なレベル に増幅するのに役立つ。増幅器２０の出力に接続された帯域フィルタ２２は再生 された信号における雑音を抑制するように機能する。この目的のために、フィル タ２２は再生信号の時間的周波数ｆに中心を配置された通過帯域を持っている。

時間的周波数は ＾はもちろん記録サーボ信号の空間波長であり、且つ■はテープ１０とサーボヘ ッド１６との間の相対速度である。

帯域フィルタ２２の出力及びサーボヘッド１６を結合するトラッキングアクチュ エータ２４は、帯域フィルタの出力における、以下トラッキング誤差信号と呼ば れる信号の振幅の関数としてサーボへラド１６を配置するのに役立つ。この目的 のために、トラッキングアクチュエータ２４はフィルタ２２から受信した誤差信 号の極性に間数的に関係づけられた方向にサーボヘッドを移動させるように機能 する。フィルタ２２が正の誤差信号を発生すると、アクチュエータ２４はサーボ ヘッド１６をテープ１０の下方縁部の方へ移動させ、逆にアクチュエータ２４は 負の信号に応答してサーボヘッド１６をテープ１０の上方縁部の方へ側方に駆動 する。サーボヘッド１６が移動される量は受信信号の振幅に比例している。

図５はこの発明が利用され得る、総括的に４０で示された、多重トラック線形記 録装置のためのへラド−テープ間インタフェースの透視図である。磁気テープ１ ０は二つの群の２０のデータトラック４４を収容している。４０のデータトラン ク４４は八つの磁気記録／再生ヘッド４６を収容したヘッド組立体４５を横切っ てのテープ１０の５回の通過によってアクセスされる。サーボトラック１６は、 この発明に従って、二つの群の四つの記録／再生へ・ｌド４６の間に位置してお り、２０のデータトラック４４の二つの群の間のテープ１０の中心に配置された 六つの専用サーボトラックに記録された所定の空間周波数のプレフォーマット式 サーボ信号を再生するために役立つ。

データはテープ１０の幅を横切る五つの離散的位置にヘット組立体４５を増分的 に配置することによって４０のデータトラック４４に記録され又これから再生さ れる。図６の破断した平面図は、テープ１０の１回の通過中にトラック６２゜６ ４．６６及び６８にそれぞれ記録を行うように配置された八つのデータ記録／再 生ヘッド４６のうちの四つを示している。ヘッド配置用トラッキングアクチュエ ータ２４の制御の下で、ヘッド組立体４５は矢印６９ａの方向に増分的に階動さ せられて、この場合図示された四つのヘッド４６は７０，７２．７４及び７６で 示されたトラックに記録を行うように配置される。これら四つのトラックに記録 を行うために、テープは今度は逆の方向に移送される。テープ１０の利用可能な 全区域にわたって記録を行うために、データは一つの方向における３回のテープ 通過及び反対の方向における２回の通過中へび状のパターンでテープに記録され る。

多数のサーボトラ・ツク１２については、望ましくは、特定のサーボトランクに 対して記録されたサーボ信号（各サーボトラックに対して一つ）は他のトランク に記録されたサーボ信号のそれぞれの波長とは異なった長さの波長を持っている ６図７はそれぞれのサーボ信号の波長λ１、λ２・・・・λ６、及びサーボヘッ ド１６のテーパ付き変換ギャップ１８に対する六つの専用サーボトラック１２の 間のサーボ信号の配置を図解している。図示されたように、サーボヘフド１６の 幅Ｗは多数のサーボトラック１２が記録されているテープ１０の幅Ｗ′に一致し ている。

多数のサーボ信号は最下方のサーボトラック１２ａに記録されたサーボ信号の波 長＾１が変換ギャップ１８の上方端部の長さλ、に等しいように配列されている 。

変換ギャップ１８は角度θでテーバが付けられていて、最上方のサーボトラック １２ｆに記録されたサーボ信号の波長λ、はギャップの下方端部の長さλ、に等 しくなっている。変換ギヤング】８の中間セグメントは、それぞれ中間サーボト ランク１２ｂ　・・・・１２ｅに記録された波長＾２．＾３．λ４、及びλ、に 逆の順序で等しくなっている。

この配列で、サーボヘッド１６はサーボトラックピッチ、すなわち、隣り合った サーボトラック間の中心から中心までの間隔、に一致する増分で六つのサーボト ラック１２ａ・・・・　１２ｆを横切って階動させられればよい。六つのサーボ ヘッド位置のそれぞれには変換ギャップ１８のただ一つのセグメントがあって、 これの磁気ギャップ長はこのギャップセグメントが整列しているサーボトラック におけるサーボ信号の波長に等しくなっている。この配列の独特の利点は、「整 列した」サーボトラック１２の両側における変換ギャップ１８のそれぞれのセグ メントから再生された信号が互いに相殺する傾向があり、これによって、サーボ ヘッド１６が六つのサーボトラック１２の特定の一つと正しく整列したときにそ れの出力において零を維持することである。

再生された雑音は更に、記録データ信号のそれぞれの波長よりはるかに大きい空 間波長を有するサーボ信号を使用することによって抑制されることができる。

それゆえ、再生された短波長のデータ信号はサーボヘッドの応答曲線（図１）に おける多数の「ギヤツブ零」出力になり、従って比較的小さくなる。

図８は種々の空間波長を有する多数のサーボ信号と共に使用可能なトラッキング 制御装置を示している。この目的のために、サーボへラド１６の出力に結合され た広帯域増幅器５０は、時間的周波数ｆｉ＝ｖ／λｉを有するサーボ再生信号を 適当なレベルに増幅するために役立つ。増幅器５０の出力に接続された同調可能 な帯域フィルタ５２はベッド１６が追跡することになっているサーボトランクか ら再生されたサーボ信号の時間的周波数を通過させることによって雑音を抑制す るように機能する。この目的のために、トラックアドレス復号器５４は制御器５ ６からの入力に応答してフィルタ５２を適当な中心周波数に同調させるように機 能する。

この発明は諸口面に言及して詳細に説明されたが、しかし、この発明の精神及び 範囲内において種々の変形及び変更が可能であることは察知されるであろう。

例えば、この発明はテーパ付き変換キャップを有するサーボへノドを必要とする けれども、図２及び４に示されたように対称的に■形であるのではないそのよう なテーパ付きギヤリブが、一方の磁極面がサーボトラックに直交しており且つ他 Ｈの磁極面がサーボトラ・・ｌりに対して斜めに向けられている対立する平面状 磁極面によって定義され得ることは技術に通した者には明らかであろう。

ＦＩＧ、６

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．（ａ）固定空間波長を有するサーボ信号が記録されている専用のサーボトラ ックを備えた磁気記録媒体、及び、（ｂ）前記の専用のサーボトラックを横断す る、細長いテーパ付き変換ギャッアを備えていて、（１）前記の細長いギャップ の第１の端部においては記録サーボ信号の空間波長より小さい磁気ギャッア長を 有し且つ（２）前記のテーパ付きギャップの第２の対立する端部においては記録 サーボ信号の空間波長より大きい磁気キャップ長を有しているサーボトラッキン グヘッドを備えている磁気再生装置、の組合せからなっているトラッキング制御 装置。
2. ２．前記の磁気再生装置が更に、前記のサーボトラッキングヘッドにより発生さ れたトラッキング誤差信号に応答して前記のトラッキングヘッドを前記のサーボ トラックに対して側方に移動させて、磁気ギャップ長が記録サーボ信号の空間波 長に等しくなっている、対立する端部間の前記のテーパ付き変換キャップの部分 を前記のサーボトラックと整列させるように前置されたトラッキングアクチュエ ータ装置を備えている、請求項１に記載のトラッキング制御装置。
3. ３．トラッキング誤差信号が記録サーボ信号の空間波長間の差、及び前記のサー ボトラックと整列している前記のテーパ付き変換ギャップの部分の磁気キャップ 長に関数的に関係づけられている、請求項２に記載のトラッキング制御装置。
4. ４．前記のサーボトラッキングヘッドがＶ形変換キャップを有している、請求項 １に記載のトラッキング制御装置。
5. ５．前記のサーボトラッキングヘッドが（１）前記の細長いキャップの前記の第 １端部においては記録サーボ信号の空間波長のほぼ半分である磁気ギャップ長を 且つ（２）前記のテーパ付きキャップの前記の第２の対立端部においては記録サ ーボ信号の空間波長よりほぼ５０％大きい磁気ギャップ長を有している、請求項 １に記載のトラッキング制御装置。
6. ６．（ａ）各トラックが独特の固定空間波長を有するサーボ信号を記録している 、複数のＮの専用サーボトラックを備えた磁気記録媒体、及び（ｂ）前記のＮの 専用サーボトラックのそれぞれを横断する細長いテーパ付き変換ギャップを備え ていて、（１）前記の細長いギャップの第１の端部においては記録されたＮのサ ーボ信号の最小の空間波長より大きくない磁気ギャップ長を有し且つ（２）前記 のテーパ付きキャップの第２の対立する端部においてはＮの記録サーボ信号の最 大の空間波長より小さくない磁気キャップ長を有しているサーボトラッキングヘ ッドを備えた磁気再生装置、の組合せからなっているトラッキング制御装置。
7. ７．それぞれのサーボ信号が、前記のテーパ付き変換ギャップの磁気キャップ長 における変化に対して逆の順序でそれらの波長に関して単調に前記のサーボトラ ックに配列されている、請求項６に記載のトラッキング制御装置。
8. ８．前記のサーボトラッキングヘッドが、磁気ギャップ長が前記のＮのサーボト ラックのただ一つに記録されたサーボ信号の空間波長に等しい、対立する端部間 の前記のテーパ付き変換ギャップの部分を適当な位置に配置するために、前記の Ｎのサーボトラックに対して側方に移動可能である、請求項７に記載のトラッキ ング制御装置。