JPH0831206B2 - 記録されたデータトラックの中心を識別する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ヘッド位置決め装置の
ステッパー機構（ステップ送り機構）分解能によって制
限されない、そしてまたテープふれによっても制限され
ない、テープ上に記録されたデータトラックの中心を見
つけるための方法、これによってより高いトラック密度
でデータトラックがテープ上に記録されることが可能に
なる、に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気テープ上のデータトラック密度（す
なわち隣接データトラックの近さ）を制限する１つの要
素は、ライトまたはリードヘッドを選択されたデータト
ラックに対して信頼できる位置に置き、それによってデ
ータが正確に、正しいトラックに書き込まれ、または正
しいトラックから読み出されるようにできる、ドライブ
装置の能力である。「エッジシーク」技術と呼ばれるを
使用したヘッド位置決め装置が知られており、ここでは
読みとりヘッドがデータトラツクに垂直に、即ちデータ
トラックのエッジに向かって、移動し、そしてリードヘ
ッドからの出力が前もって決められたスレッショールド
を越えるとき、リードヘッドがトラックを越えていると
推定される。少なくとも２つの、正確さを制限する要素
がこの公知技術の使用においては存在する。第１は、リ
ードヘッドがテープエッジに向かって連続的なパスで移
動するのではなく、ヘッドステッピング機構によって段
階的に移動されることである。このため、テープエッジ
の位置が決められる正確さは、リードヘッドが移動する
ステップのサイズによって制限される。エラーの別の源
はテープふれ（ないし変動的変位）によるエラーであ
る。これはテープ走行の方向に垂直な方向におけるテー
プの移動の状況から生ずる結果であり、これはドライブ
リールおよびテークアップリールおよびテープキャプス
タンの不可避な、しかもわずかなぐらつきから生じるも
のである。それらのコンポーネントは回転できるように
取り付けできねばならないため、それらのコンポーネン
トのベアリングにおいて常にいくらかの不可避の遊びが
存在し、そのようなぐらつきを生じさせる。これはテー
プにおいて、基準となるどのような固定した点に対して
も、僅かなうねり運動を発生させる結果となる。このこ
とはまた分離されたリードおよびライトヘッドが使用さ
れている装置における、テープスロープエラーと呼ばれ
るものの原因ともなっている。リードおよびライトヘッ
ドは互いに他から僅かな距離を隔てて設けられ、それぞ
れの中心は直線上に整列されていなければならない。テ
ープふれ（変動的変位）（tapewander）によるテープの
うねり状の通過によって生じる、この直線に対するテー
プの僅かな傾斜によって、リードヘッドが正確にトラッ
クエッジの場所を識別している場合であっても、テープ
がライトおよびリードヘッドの中心の間の直線に対して
僅かな角度だけ傾いているので、テープがライトヘッド
に達したときにはトラックエッジは正確にはその位置に
ない。

【０００３】限りあるテープ幅（即ちテープ走行の方向
と垂直な方向におけるテープの広がり）が与えられてい
るので、可能な限りその中に多くのデータを取り込むこ
とが望ましく、これはその幅の中に可能な限り多くのデ
ータトラックを持つことを意味している。与えられたテ
ープ幅に関するデータトラックの数はトラック密度とし
て取り扱われる。より高いトラック密度を発生するため
の能力は、データの書き込みおよび読み出しの両方にお
いて、データトラックの場所を正確に識別する能力に直
接的に関係している。データがテープ上に書き込まれる
密度を無視して、もし望ましいトラックが識別されるこ
とができず、そしてテープがリードヘッドを通過するに
従いリードヘッドによって確実に読みとることができな
いならば、そのデータは正確には再生させることが不可
能である。

【０００４】前に指摘したように、従来技術において知
られている探索アルゴリズムは、どのステップ位置にお
いてリードヘッドからの出力が決められたスレッショー
ルドの上或いは下にあるかを監視することによって、選
択されたデータトラックの下側エッジおよび／または上
側エッジを調べるのが普通である。このスレッショール
ドは標準的には、スレッショールドに到達したときに、
読みとられるトラックがリードヘッドの１０％から５０
％が覆われているように選択される。データトラックの
下側エッジおよび上側エッジの両方が検出された装置に
おいては、次にデータトラックの中心が下側および上側
エッジ位置の間の中央位置として計算される。このため
そのような装置の正確さは、トラックからの読みとり出
力の品質によって著しく影響を受けることはないが、し
かしステッピング機構の分解能（各ステップのサイズ）
および探索動作の期間におけるテープの動的な縦方向
（垂直）移動（テープふれ）（tapewander）によって制
限される。位置識別の正確さは、ステッピングの分解能
によって制限されており、これはスレッショールドコン
パレータ内でリードヘッド出力が固定されたスレッショ
ールドと比較されるときに、直前のステップにおける出
力が実際にスレッショールドレベルを越えている出力を
提供しているこのステップよりもスレッショールドレベ
ルに実際に接近してるかどうかを決めることが不可能だ
からである。例えば、リードヘッドが選択されたデータ
トラックのエッジの近くに位置決めされており、そして
スレッショールドよりも低い出力を発生しており、そし
て次にステッパー機構の限度のあるステップによって移
動させられたときに、ヘッドの次の位置が著しくスレッ
ショールドを越えるようになったとする。エッジ位置に
相当するものとして解釈されるものはこのステップであ
るが、リードヘッドが実際にエッジに最も接近して位置
決めされたのは以前のステップにおいてである。

【０００５】従来リードヘッドの平均出力を測定するこ
とが不可能であり、そしてそれによってテープふれを平
均化すること、およびそれを考慮に入れることが不可能
であったため、テープふれもまたエラーの原因となる。
公知の装置においては、そのうねっているパスにおける
トラックの一番端の最も上の、または一番端の最も下の
位置として識別されている下側および上側トラックエッ
ジにおいては、このことが結果として生じる。

【０００６】従来装置においては、ステッピング分解能
は標準的に５から１０μｍ（０．１９６から０．３９４
ミル）の範囲をもっており、そしてテープふれは＋／−
１２．７μｍ（＋／−０．５ミル）の最大値として規定
されている。

【０００７】

【発明の目的】ステッパー機構の分解能によって、およ
びテープふれによって制限されない正確さをもって、テ
ープの記録されたデータトラックの中心を識別探索する
ための方法を提供することが本発明の目的である。

【０００８】記録されたデータトラックの中心を探索す
るためのより正確な方法を提供することにより、与えら
れた幅のテープ上に増加された密度をもってデータトラ
ックが記録されることを可能にすることが本発明のさら
に別の目的である。

【０００９】

【発明の構成】この方法は、テープの開始および終了に
おけるテープふれの基本的なコンポーネントはカートリ
ッジのベンダーには無関係であり、そしてテープの長さ
にも無関係であるという知識を基にして成り立ってい
る。このためテープふれは、テープふれ周期の整数倍に
相当する平均長さを選択することによって効果的に平均
化される。そのように行うため、リードヘッドがテープ
ふれの完全な周期に関してトラックを僅かに覆うことが
知られている場所において、磁気リードヘッドがデータ
トラックの下側および上側エッジに相対するように位置
決めされる。リードヘッドの位置および、読みとり用電
子回路のゲインは、読みとり用電子回路がテープふれの
周期にわたって飽和することのないような方法で調節さ
れることが可能である。それら２つの位置に位置決めさ
れたリードヘッドを用いて、それらの位置におけるトラ
ックからのそれぞれの出力がテープふれ周期の整数倍の
期間にわたって測定される。

【００１０】それによってトラックの平均位置は比較的
短い距離において高い正確さを持って見いだされる。こ
のことから４つの変数が結果として得られ、それらは下
方エッジ位置（ＬＥＰ）、下方エッジ出力（ＬＥＯ）、
上方エッジ位置（ＵＥＰ）および上方エッジ出力（ＵＥ
Ｏ）である。ＬＥＰおよびＵＥＰはそれぞれ、ステッピ
ング機構からの位置信号によって得られたトラックの上
方および下方エッジにおけるリードヘッドのその位置で
ある。ＬＥＯおよびＵＥＯはそれぞれその位置における
リードヘッド出力である。加えて、リードヘッドはデー
タトラックの中心においておおよその位置に位置決めさ
れており、そしてその場所におけるその出力は中心出力
（ＣＯ）として取り扱われる変数である。リードヘッド
素子の幅は知られているので、リードヘッドが部分的に
データトラックを覆っているときの出力変化対位置は次
のようにして見いだされる； 出力対位置＝センター出力／リードヘッド幅。

【００１１】次にＵＥＰまたは ＬＥＰのいずれかが、
出力対反対エッジにおける出力における差異に関して補
正されることができる。例えば、ＵＥＰは以下のように
補正される； 補正されたＵＥＰ＝ＵＥＰ＋（ＵＥＯ−ＬＥＯ）／出力
対位置。

【００１２】この例においては、上方エッジ位置は下方
エッジにおいて見いだされたと同様の出力が得られる位
置に補正される。変数ＵＥＯ、ＬＥＯおよび出力対位置
は下方位置に対してトラック内で対称である上方エッジ
位置を計算するのに用いられる。こうして補正された上
方位置がステッパー機構分解能に無関係に見いだされ
る。次に中心位置が次のように計算される； 中心位置＝（ＬＥＰ＋補正されたＵＥＰ）／２。

【００１３】さらに詳細は本発明の以下の詳細な説明の
中に示される。

【００１４】本発明の請求項１の下記の実施態様が可能
である。

【００１５】前記請求項１中に記載のリードヘッドの出
力を増幅するために、前記リードヘッドが高ゲイン及び
低ゲインにセットできる処理回路に接続され、当該方法
の実施態様において前記第１及び第２出力値を得るとき
に前記高ゲインで前記処理回路を動作させるステップ
と、前記中心出力値を得るときには前記低ゲインで前記
処理回路を動作させ、そしてスケール化された中心出力
値を得るために、前記第１及び第２エッジ位置の間のほ
とんど中央の前記位置において前記リードヘッドで得ら
れた前記中央出力値を、前記高及び低ゲインの比で乗ず
るステップと、そして前記中央出力値を前記リードヘッ
ドの幅で割るステップにおいて、前記スケール化された
中央出力値を前記中央出力値として用いること、を含む
ようにするのである。更に付加的なステップとして、テ
ープ蛇行の周期の間のテープ走行の距離として９．１５
インチを用いるステップ、を含むような特許請求の範囲
第１項記載の方法の実施態様が可能である。

【００１６】

【実施例】本発明の方法を実行するための装置が図１に
示されている。この装置は、ステッピング機構（ステッ
プ送り機構）によって（示されていない）磁気テープ状
のデータトラックに相対的に移動できるリードヘッド１
を含んでいる。ステッピング機構２はテープ移送の実質
的に垂直な方向に、即ちテープの幅に沿って、ステップ
ごとにリードヘッドを移動させる。リードヘッド１はデ
ータトラックの内容に相当する電気信号を発生し、それ
らの電気信号は、固定された高ゲインおよび固定された
低ゲインとの間をデジタル的に切り替えることのできる
ゲインスイッチ３に供給され、高ゲインはトラックのエ
ッジにおける測定の時に用いられ、そして低ゲインはリ
ードヘッド１が完全にトラック内にあって測定されると
きに用いられる。

【００１７】ゲインスイッチ３の出力は、デジタル−ア
ナログコンバータ（ＤＡＣ）５の出力によってアナロク
゛的に制御される電気的ゲイン制御器（ＥＧＣ）段４に
供給される。電気的制御器段４は幾つかの利用できるゲ
インセッテングを有し、その結果リードヘッドの出力は
選択的に異なるレベルに増幅されることが可能である。
電気的制御器段４の出力はピーク−ピーク検出器６に供
給され、その出力はアナログ−デジタルコンバータ（Ａ
ＤＣ）７に供給される。アナログ−デジタルコンバータ
７の出力はマイクロプロセッサー８に供給され、これは
リードヘッド１によって読みとられた、今やデジタル形
式となっている信号の分析と操作を以下の方法で実行す
る。マイクロプロセッサー８は、ステッピング機構２、
ゲインスイチ３およびデジタル−アナログコンバータ５
をも制御する。

【００１８】動作においては、ステッピング機構２を用
いて、リードヘッド１は、下側及び上側エッジの位置に
おいて、リードヘッド１がテープふれの完全な周期にわ
たって僅かにデータトラック内に（越えて）位置決めさ
れるように、読みとられるべきデータトラックの下側及
び上側エッジそれぞれにおいて位置決めされる。リード
ヘッド１の位置、および電気的ゲイン制御器段４のゲイ
ンは、読みとり電子回路がテープふれの１つの周期にわ
たって飽和しないように、マイクロプロセッサー８によ
ってセットされる。それら２つの位置に位置決めされた
リードヘッド１によって、問題のデータトラックからの
出力はテープふれ周期の整数倍だけ測定される。上に示
されたように、テープふれコンポーネントはデータカー
トリッジの（示されていない）回転部分に関係してい
る。４つの現存する製造者からの多数のＱＩＣカートリ
ッジに関して行われた測定は、テープの開始位置（ＢＯ
Ｔ）およびテープの終了（ＥＯＴ）におけるテープふれ
の基本的なコンポーネントは、カートリッジベンダーに
無関係であり、そしてまたテープの長さにも無関係であ
ることを示している。テープふれ周期は、ＢＯＴおよび
ＥＯＴにおいて９インチおよび９．３インチの間、そし
て標準的には９．１５インチのテープ距離に相当するよ
うに見いだされる。テープふれの標準的な例が、リード
ヘッド出力によって記録された形として図２に示されて
いる。図２は９６ＩＰＳのテープ速度によるＢＯＴにお
けるテープふれを示している。図３に示されるスペクト
ル分解は図２に示される信号をＦＦＴに加えて得られた
ものである。

【００１９】テープふれ周期の正確な整数倍にわたるリ
ードヘッド出力を測定することにより、短い距離にわた
って高い正確さを持ってトラックの平均位置が見いださ
れる。トラックからの出力は、最も高いテープふれコン
ポーネントの２倍よりも高いサンプリングレートをもっ
てアナログ−デジタルコンバータ７によって測定され
る。前述の２つのリードヘッド位置において得られた測
定値は４つの変数を結果として得させ；それらはステッ
ピング機構によりマイクロプロフェッサー８に供給され
た位置信号によりリードヘッド１のそれぞれの位置に相
当して得られる下側エツジ（ＬＥＰ）および上側エッジ
（ＵＥＰ）、およびそれぞれの上側および下側エッジ位
置においてリードヘッド１により得られた出力信号であ
る下側エッジ出力（ＬＥＯ）および上側エッジ出力（Ｕ
ＥＯ）である。加えて、リードヘッド１はステッピング
機構２によって問題のトラックの中心に近い位置に位置
決めされ、そしてその場所においてリードヘッド１の出
力が測定されそして中心出力（ＣＯ）と名づけられる変
数として蓄積される。リードヘッド１の幅（ＲＷ）は知
られているので、リードヘッド１が問題のデータトラッ
ク内に部分的に入り込んでいるときの出力変化対位置は
次のようにして見いだされる： 出力対位置＝ＣＯ／ＲＷ。

【００２０】この関係が識別された後に、上側または下
側エッジ位置のいずれかが、出力対反対エッジにおける
出力における差異に関して補正されることができる。前
に指摘されたように、上側エッジ位置は次のように補正
されることが可能である： 補正されたＵＥＰ＝ＵＥＰ＋（ＵＥＯ−ＬＥＯ）／出力
対位置。

【００２１】この場合においては、上側エッジ位置は下
側エッジにおいて見いだされるような同じ出力が得られ
るような位置に補正される。こうして、変数ＵＥＯ、Ｌ
ＥＯおよび出力対位置が、下側エッジに対してトラック
内において対称である上方エッジ位置を計算するのに用
いることができる。こうして得られた補正された上方位
置はステッパー機構分解能には無関係である。

【００２２】次に中心位置が、別のエッジ位置プラス補
正されたエッジ位置の和を２つに割って計算することが
できる。こうして、この例においては中心位置は次のよ
うに計算される： 中心位置＝（ＬＥＰ＋補正されたＵＥＰ）／２。

【００２３】ここで開示された方法は実験的には、５μ
ｍ（０．１９６ミル）のステッパー分解能をもつ装置に
適用されている。１０のカートリッジと各カートリッジ
上に設けられた５００トラックの探索動作の一連の試験
を行った結果、探索動作に関する標準偏差は０．２ステ
ップ（＝１μｍ＝０．０３９２ミル）となることが認め
られ、そして最大および最少位置は平均位置から＋／−
０．６１ステップ（＋／−３．０５μｍ＝＋／−０．１
１７ミル）において認められる。

【００２４】標準的な探索処理は次の通りである。

【００２５】位置センサーとして読みとり素子１の感度
を増加させるため、読みとりチャンネルゲインが１つの
ファクターによって、マイクロプロセッサー８によりゲ
インスイッチ３における固定された量だけ増加される。
このゲインは、標準的なテープふれピーク−ピーク振幅
が読みとり電子回路のダイナミックレンジに等しい出力
変化に相当する量だけ、増加されることが望ましい。こ
れはゲインが、もしリードヘッド１がデータトラック
（標準的なテープふれは＋／−８μｍまたは＋／−０．
３１５ミル）内に１６μｍ（０．６３ミル）だけ入って
いれば読みとり電子回路が飽和に達するようにされてい
ることを意味している。

【００２６】最初にリードヘッド１は問題のトラックの
下側に位置決めされる。この位置から、リードヘッドか
らの出力がノイスレベルを越えて増加するまでリードヘ
ッド１は上方に移動され；リードヘッド１がトラックに
入ったときにはリードヘッド１からの出力は直ちに顕著
に増加し始める。この位置においてリードヘッド１を用
いてテープふれの２周期（１８．３インチ）にわたって
出力が測定される。もしどのようなときにでも出力がノ
イズレベルにまで低下するならばリードヘッド１はトラ
ック内にさらに１ステップだけ進められる。同様に、ど
のようなときにでも出力が電子回路の飽和レベルに達す
るならば、読みとりゲインは１つのファクターまたは３
０％だけ減少される。もしリードヘッド１がステップさ
れるべきであるか、または電子ゲイン制御段４のゲイン
を減少させるべきであるかのいずれかであればテープふ
れの２つの周期の測定周期が再スタートされる。この方
法は標準的に、テープふれの１つの周期（９．１５イン
チ）の間、適切なゲインをもって、ヘッドを測定のため
の位置に持ってくることができる。基準トラックの残り
（約３５インチ）はテープふれを平均化するために用い
ることができる。

【００２７】テープふれの２つの周期にわたるリードヘ
ッド１からの平均出力が見いだされたとき、この出力は
利用可能な下側エッジ出力（ＬＥＯ）としてマイクロプ
ロセッサー８のメモリー領域または独立したメモリーの
中に蓄積される。その場所におけるステップ位置もまた
利用可能な下側エッジ位置（ＬＥＰ）として蓄積され
る。この点におけるテープは次の通過において中心出力
及び上方エッジを測定する目的で巻き戻される。次にリ
ードヘッド１はそのトラックの中心に近い位置まで上昇
ステップされる。固定されたゲイン増加はターンオフさ
れ、そしてリードヘッド１の出力が変数中心出力（Ｃ
Ｏ）として測定される。変数ＣＯをエッジ出力（即ちＬ
ＥＯ及びＵＥＯ ）にスケールあわせするために、変数
ＣＯはゲインスイッチ３の固定されたゲイン増加によっ
て測定された出力に等しくなるようにセットされる。リ
ードヘッド１が問題のデータトラック内に部分的に入り
込んだとき、変数出力対位置は前に述べたようにリード
ヘッド幅ＲＷによって割られる変数ＣＯとして計算する
ことができる。

【００２８】固定されたゲイン増加は次に再びターンオ
ンされ、そしてリードヘッド１は、その出力が飽和値の
下に降下するまで上方にステップされる。この位置にお
けるリードヘッド１を用いて、リードヘッド１からの出
力がテープふれの２つの周期（１８，３インチ）にわた
って測定される。いかなる時でもその出力が飽和値まで
増加したならば、リードヘッド１は停止し１ステップだ
けトラックより外側に位置決めされ、そして測定周期が
再スタートされる。この方法は標準的にリードヘッド１
をテープふれの１周期（９．１５インチ）の間測定のた
めの位置にもってくる。再び基準トラックの残り（約３
５インチ）の部分はテープふれを平均化するために利用
できる。下側エッジにおいてゲインは、そのトラックか
らの出力におよびテープふれのピーク−ピーク振幅値に
整合するよう調節されているので、上方エツジにおいて
見いだされる平均振幅（ＵＥＯ）は明らかに変数ＬＥＯ
に近い。リードヘッド１の位置およびその場所における
平均出力はそれぞれ変数上方エッジ１（ＵＥＰ）および
上方エッジ出力（ＵＥＯ）として蓄積される。補正され
た上方エッジ位置（補正された ＵＥＰ）が次に計算さ
れ、これは測定された変数（ＬＥＯ）に等しい上方エッ
ジ出力における結果としての上方エッジ位置である。こ
の補正された上方エッジ位置は次のように計算される： 補正されたＵＥＰ＝ＵＥＰ＋（ＵＥＯ−ＬＥＯ）／出力
対位置。

【００２９】次に中心位置が次のように計算される： 中心位置＝（ＬＥＰ＋補正されたＵＥＰ）／２ 問題の中心の実際の位置はこのようにしてステッパー機
構分解能に無関係に見いだすことが可能である。

【００３０】当業技術者にとっては変更及び変形が示唆
されるとしても、本発明の範囲道理にかなってそして適
切に帰されるすべての変更及び変形は本発明に含まれる
ものであることが強調される。

【００３１】

【発明の効果】ステッパー機構の分解能によって、およ
びテープふれによって制限されない正確さをもって、テ
ープの記録されたデータトラックの中心を探索するため
の方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理による方法を実行するための、テ
ープ駆動ユニット用のヘッド位置決め、および読みとり
装置のブロック回路図である。

【図２】ＢＯＴにおける標準的なテープふれを示すリー
ドヘッドの出力の例を示す図である。

【図３】図２の図面のスペクトル分解図である。

【符号の説明】

１ リードヘッド ２ ステッピング機構 ３ ゲインスイッチ ４ ゲイン制御器 ５ デジタル−アナログコンバータ（ＤＡＣ） ６ Ｐ−Ｐ検出器 ７ アナログ−デジタルコンバータ（ＡＤＣ） ８ マイクロプロセッサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移送されるにつれて周期的なテープふれ
   を示すテープのテープ走行の方向に垂直な方向でステッ
   プで移動できるリードヘッドを用いて、磁気テープ上の
   データトラックの中心を識別するための方法において、 前記テープが移送されるに従いデータトラックの第１エ
   ッジを部分的に覆う第１の位置に前記リードヘッドを位
   置決めし、そして第１出力値を得るためにテープふれ周
   期の整数倍にわたってリードヘッドの平均出力を測定す
   るステップと、 前記テープが移送されるに従い前記データトラックの第
   ２エッジを部分的に覆う第２エッジ位置に前記リードヘ
   ッドを位置決めし、そして第２出力値を得るためにテー
   プふれ周期の整数倍にわたって前記リードヘッドの平均
   出力を測定するステップと、 前記テープが移送されるに従い前記第１および第２エッ
   ジ位置の間のほとんど中央の位置に前記リードヘッドを
   位置決めし、そして中心出力値を得るために前記リード
   ヘッドの出力を測定するステップと、 出力対位置値を得るために前記リードヘッドの幅で前記
   中心出力値を割るステップと商を得るために前記第１及
   び第２出力値の間の差異を前記出力対位置値によって割
   ることにより前記第１または第２エッジ位置の１つを補
   正し、そして補正されたエッジ位置を得るために補正さ
   れるべき前記第１または第２エッジ位置の１つに前記商
   を加え、それによって前記第１または第２エッジ位置以
   外は補正されていないエッジ位置として残されるステッ
   プと、 和を得るために前記補正されたエッジ位置に前記補正さ
   れていないエッジ位置を加え、そして前記和を２で割る
   ことによって前記データトラックの中心を識別するステ
   ップと、を含むことを特徴とする方法。