JPH1116137A - 識別パルス幅を有する磁気トラックを追跡するサーボシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】磁気テープ上のトラックを追跡するためのヘッ
ドを、トラックから読取った信号からの位置情報を決定
することにより、位置決めするサーボシステムと、およ
びこのような信号を予備記録する方法および装置。 【解決手段】サーボシステム110は、読取りヘッド112に
より、テープから読取った複合信号ＳＰ２４からの位置
信号を決定し、磁気テープトラックを追跡するための読
取りヘッドの位置を定める。読取りヘッドと複合信号に
応答して駆動信号144を発生する弁別器111、およびその
駆動信号に応答して読取りヘッドを移動するヘッド位置
決め器114とを備える。一実施例における複合信号の一
つのフレームは、４つの同期パルスと４つの位置パルス
を備え、弁別器は、範囲チェック回路126、128と算術回
路132、138とを備え、移動平均に応答して、駆動信号を
発生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明の実施例は、磁気テー
プ上のトラックを追跡するためのヘッドを、トラックか
ら読み取った信号からの位置情報を決定することによ
り、位置決めするサーボシステムとおよびこのような信
号を予備記録する方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明が解決する問題の紹介として、パ
ーソナルコンピュータからの情報を格納するのに使用さ
れる通常の磁気テープ駆動機構を考察する。このような
テープ駆動機構は、着脱可能なテープカートリッジの内
側に巻かれた磁気テープにデータを記録する。テープ駆
動機構は、読み取り/書込みヘッドおよびテープをヘッ
ドを横断して移動させるための移動機構を備えている。
磁気テープは一般に、テープの長さ方向の中心線に平行
に配置された、またはヘリカルスキャン用にテープの中
心線に対して所定角度で配置された多数のトラックを備
えている。

【０００３】通常のヘッドは、各トラックのための小さ
いギャップを備えた積層構造である。特定のトラックに
対するギャップ幅をトラックの幅より狭くして、ギャッ
プがその特定のトラックから外れない状態にしてヘッド
上のテープの幾らかの位置合わせ不良を見込んでいる。
位置合わせ不良は、ギャップが特定のトラックの中心線
に戻るようにヘッドをテープの幅方向に移動させること
により補正される。ヘッドが移動すると、すべてのギャ
ップが再び位置合わせされる。したがってテープがヘッ
ドを横断して移動するにつれて、データを読み取るため
のギャップは、第２のギャップが位置合わせ不良の程度
を示す予備記録情報が入っている第２のトラック上をサ
ーボ制御することにより維持されるとき、データトラッ
ク上に絶えず整列する。

【０００４】通常のトラック追跡サーボシステムは、ヘ
ッドによってサーボトラックから読み取られた信号から
位置情報を決定することにより、読み取りヘッドを位置
決めする。ヘッドの確実な位置決めは、信号の質の変化
により困難になる。このような変化には、たとえば、テ
ープの欠陥、サーボトラックに予備記録する仕方の欠
陥、およびサーボトラックに予備記録されて以来生じた
伸びなどのテープの欠陥および寸法変化、サーボ読み取
りヘッドとテープとの間のゴミ、読み取りヘッド両端間
のテープ張力および速度の変化、および電気機械システ
ムに共通の雑音源、などの多数の原因があると考えられ
る。

【０００５】通常のサーボシステムでは、これらの困難
に対して、テープ容量を犠牲にして複雑な予備記録情報
を採用することにより、ある程度対応している。サーボ
システムの精度に限界があるために、信頼できる最大の
データ記録密度が減少し、また、テープ容量およびシー
ク時間に対して、同様な望ましくない影響がある。サー
ボシステムの安定性および位置決め精度を改善しようと
して、より複雑なサーボ信号パターンに対して、より多
量の媒体が利用できるように、一層高速なテープ速度が
要求されている。テープ速度の低い用途で通常のサーボ
システム設計技術を使用するとテープ容量は小さく、信
頼性は低くなる。

【０００６】このような制限の結果、コンピュータシス
テムレベルでのテープシステムの応答性の更なる改善が
妨げられている。テープシステムは、組織で利用するサ
ービスとして役立っているだけでなく、個人的なバック
アップとしても役立っている。上述の制限のために、テ
ープライブラリを操作し、テータベース管理サービスを
提供し、あるいは、確実なデータ保管と迅速な検索を期
待してコンピュータを操作するほとんど全ての人は、経
済的な影響を被っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述の問題および、結
果的として当業者に明らかになる関連問題を考慮する
に、トラック追跡サーボシステムにおいては、テープか
ら読み取った信号から位置情報を決定するための回路お
よび方法を改良するとともに、このような信号を予備記
録する方法および装置を改良する必要性が存在する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】したがって、本発明の一
実施例のサーボ書込みヘッドは、テープの中心線に沿っ
て測ったギャップ長が異なる、二つのギャップを備えて
いる。パルスのパターンをトラック上に書込むためにこ
のようなヘッドを使用すると、幅の異なるパルスが生ず
る。このようなパルスは容易に識別でき、このようなパ
ルスによって、サーボパターンを一層コンパクトにする
とともに、高いテープ速度で冗長性を大きくし、低いテ
ープ速度でも許容可能な性能を得ることができるように
なる。

【０００９】他の実施例では、上述のヘッドは、二つの
ギャップのギャップ長よりは大きい、二つのギャップ間
の距離が、最小であることを特徴としている。一つの用
途では、このようなヘッドは電力を供給されると一連の
交互配置パルスを発生する。

【００１０】本発明は、一実施例においては、テープを
読み取るための読み取りヘッドを位置決めする、一定間
隔で配置された一連の磁化領域をテープ上に予備記録す
る方法に従って実施することができる。この方法は、順
に、上述のようなサーボ書込みヘッドを準備するステッ
プ、書込みヘッドを操作するステップ、テープを中心線
に沿って最小距離より少ない所定距離だけ移動させるス
テップ、および書込みヘッドを再び操作して、複数のト
ラックの内の特定のトラックについて、読み取りヘッド
が検出するように一連のパルスを発生し、それによりそ
れぞれのパルス幅に従って第１のギャップと確認し得る
複数の第１のパルス、および第２のギャップと確認し得
る複数の第２のパルスとからなるパルスを発生するステ
ップとを備えている。一つの第１のパルスと一つの第２
のパルスとの間の時間は、読み取りヘッドを特定のトラ
ック上に保持するための位置情報を伝える。

【００１１】このような方法の第１の局面によれば、低
いテープ速度での動作が容易である。他の局面によれ
ば、正確なサーボ制御を行なうのに十分なパターンがテ
ープの短い部分に設けられ、埋め込みサーボ技法に対し
て、より大きいテープ容量を提供することができる。更
に他の局面によれば、テープの単位長あたりのパターン
を、より頻繁に繰返すことができ、サーボ機構の位置決
め精度および応答性が更に改善される。

【００１２】サーボシステムは、更に他の実施例によれ
ば、中心線を有する磁気テープトラックを追跡する。こ
のシステムは、ヘッド、弁別器、およびヘッド位置決め
器を備えている。ヘッドは、トラック内の磁束反転に応
答して複合信号を発生する。複合信号は、第１のパルス
幅を有する第１の信号、第１のパルス幅とは異なる第２
のパルス幅を有する第２の信号、および第２のパルス幅
とは異なる第３のパルス幅を有する第３の信号、を含む
複数のパルスを備えている。

【００１３】弁別器は、複合信号に応答して駆動信号を
発生する。弁別器は、範囲チェック回路、タイミング回
路、および算術回路を備えている。範囲チェック回路
は、第１のパルス幅が第１の範囲内にあるとき第１の同
期信号を発生し、第３のパルス幅が第１の範囲内にある
とき第２の同期信号を発生する。

【００１４】タイミング回路は、第１の同期信号に応答
して第１の時刻を識別し、第２の信号に応答して第２の
時刻を識別し、第２の同期信号に応答して第３の時刻を
識別する。

【００１５】算術回路は、第１の時刻および第２の時刻
に応答して第１の継続時間を決定し、第１の時刻および
第３の時刻に応答して第２の継続時間を決定し、第１の
継続時間を第２の継続時間で割ったものから成る比を決
定し、この比に応答して駆動信号を発生する。

【００１６】ヘッド位置決め器は、駆動信号に応答して
ヘッドを中心線の方に移動させる。このようなシステム
の第１の局面によれば、先の方法に従って記録されたサ
ーボパターンを追跡するとき、ヘッドは正確に位置決め
される。このようなシステムを使用することによって、
上述の方法の説明と共に挙げた利益が得られる。

【００１７】本発明のこれらの、および他の実施例、局
面、長所、および特徴は、一部は下記の説明で示され
る。一部は本発明の下記説明および参考図面を参照する
ことにより、または本発明を実行することにより当業者
には明らかになるであろう。本発明の局面、長所、およ
び特徴は、付記した特許請求の範囲において、特に指摘
した手段、手順、および組合せによって示され、実現さ
れる。

【００１８】図の一部が提示をより明瞭にするために、
拡大されていることを、当業者は認識するであろう。

【００１９】各タイミング図において、垂直軸は論理レ
ベルを表し、水平軸は時間を表している。垂直軸は、各
論理信号のアクティブ（アサートされた）レベルからパ
ッシブ（アサートされていない）レベルへの遷移を示す
ことを目的としている。種々の信号の論理レベルに対応
する電圧は、その種々の信号の間で必ずしも同一ではな
い。

【００２０】各機能ブロック図において、矢印の半分が
付いた線が互いに対向して形成された幅の広い線として
表示されている部分は、２進コードを表す一群の信号を
記号的に表している。たとえば、一群のアドレス線は、
２進アドレスが或る瞬間に、同時に取得された信号によ
って示されるので、この幅の広い線で表される。２進コ
ードに関係の無い一群の信号は、矢印の付いた単独の線
として示している。機能ブロック間の単独の線は一つま
たは２つ以上の信号を表している。幾つかの図に現れ、
同じ簡略記号を有する信号は、直接または間接に共に結
合される。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例におい
て、磁気テープ10の一区画と整列して配置されているサ
ーボ書込みヘッド12の正面図である。動作中、テープ10
のある長さの部分がテープ10の中心線11に沿ってヘッド
12を横断して移動し、サーボパターンをすべてのトラッ
クに同時に予備記録する。

【００２２】ヘッド12は、通常の積層構造のものであ
る。ヘッド12は、二つの磁束ギャップを備えている。ヘ
ッド12に電力を与えると、磁束が、ギャップ13(以下で
はシンクギャップ（Sync gap)と記載)および15の中に同
時に且つ、各ギャップの幅19を通じて実質上一様に現れ
る。シンクギャップ13は、テープ10の中心線11に平行な
線に沿って測って、狭いギャップ長14を備えている。シ
ンクギャップ13は、テープ10を横断して真っすぐに、す
なわち、直線状に、延びている。シンクギャップ13は、
一般に長方形で、その最長寸法は、通常、中心線11に対
して直角の向きにある。位置ギャップ（Position ga
p）15のギャップ長16は、テープ10の中心線11に平行な
線に沿って測って、ギャップ長14より大きい。位置ギャ
ップ15は、中心線11に対して、大きさが等しく、反対の
アジマス方向にジグザグに、テープ10を横断して延びて
いる。

【００２３】シンクギャップ13と位置ギャップ15との間
の距離は、中心線に平行な線11に沿って測って、最小距
離18である。最小距離18は、距離16より大きく、したが
って、また距離14より大きい。最小距離18を、ギャップ
13および15が互いに近接している、幾つかの対称位置の
うちの一つで図示してある。他のすべての対称位置は、
通常の製造公差の範囲内で同じ最小距離を示している。
最小距離18は、図３を参照して下記で一層明らかになる
ように、テープ10にパルスの交互配置パターンを作るの
に十分である。

【００２４】便宜上図示したように、ヘッド12およびテ
ープ10の向きは、中心線11に平行なトラックに対して最
適化されている。代わりの実施例では、テープ10および
ヘッド12の向きは、通常のヘリカルスキャン用のトラッ
ク配置に対して最適化されている。代わりの実施例で
は、バンドは二つより更に多いトラックを備えている。
当業者は、本発明の様々な実施例において、平行なトラ
ックとバンドあたり二つのトラックを有する図示した配
置とは異なるトラック配置について、本発明を実施する
方法を理解するであろう。

【００２５】図２は、図１に示したサーボ書込みヘッド
12およびテープ10の一部の拡大図である。位置ギャップ
15の区画17がトラックのバンドを備えたテープ10の一部
を横断して距離20だけ延びている。図示したとおり、バ
ンド21は、各々がそれぞれの中心線24および28を有する
二つのトラック22および26を備えている。トラツクの中
心線24および28はテープの中心線11に平行である。読み
取りヘッドが中心線24の上方、位置24A、または中心線2
4の下方、位置24Ｂにあるとき、このような読み取りヘ
ッドを中心線24の方に移動させることが、トラック追跡
サーボシステムの設計目標である。このような移動は、
実質的に、中心線24に対して直角である。

【００２６】図３は、本発明の一実施例のサーボパター
ンを書込む方法を示すタイミング図である。データの格
納および検索のためのテープ10を使用する準備として、
サーボ書込みヘッド12上をテープ10を１回通過させて、
本発明のサーボパターンをすべてのトラックに予備記録
する。本発明の一実施例の方法に従って、このようなサ
ーボパターンを書き込むために、移動するテープに書き
込む、他の点では通常のサーボシステムは、図１を参照
して説明した形式のサーボ書込みヘッドを備える。この
ような方法には、下記ステップが順に含まれている。

【００２７】ａ．ヘッド12を操作してテープ10のすべて
のトラックを横断して、二つのギャップ13および15に同
時に磁束を発生させるステップ、 ｂ．テープ10を中心線11に沿って最小距離18より少ない
第１の距離だけ移動させるステップ、 ｃ．ヘッド12を操作してテープ10のすべてのトラックを
横断して二つのギャップ13および15に同時に磁束を発生
させるステップ、 ｄ．テープ10を中心線11に沿って第２の距離だけ移動さ
せるステップ、そして、 ｅ．ステップａ．からｄ．までのステップを繰返して、
それぞれのフレームが、ａ．からｄ．までの各ステップ
を実行することにより作成される、一定間隔で配置され
た一連の磁化領域から構成されている、所望の多数のサ
ーボフレームを記録するステップ。

【００２８】本発明の方法を首尾よく行なうには精度が
重要である。ステップａ．およびｃ．においては、ヘッ
ド12に精密に測った時間だけ電力を供給するために、従
来の回路を使用している。テープは、一実施例において
は、正確に校正された速さで連続的に移動する。このよ
うな実施例においては、ステップｂ．およびｄ．は、精
密に規定された時間の経過を待つことにより同等に行な
われる。好適な実施例では、ステップｅ．はテープ10の
全長にわたって予備記録するよう繰返される。その結
果、読み取りヘッドはテープ10の幅の任意の位置、たと
えば、図２の24Aおよび24Bの位置で、および、テープ10
の長さに沿った任意の位置で、図３の信号SP24Aにより
例示されるパルスのパターンを検出する。

【００２９】図３の最上部の水平線は、参照のために時
刻t12からt60までを明確に示している。信号SP24Aは図
２の位置24Aにある読み取りヘッドにより検出された複
合信号を示す。信号SP24Aは上記の方法に従って予備記
録されており、通常の読み取りヘッドにより検出された
アナログ信号を増幅し、論理レベルの信号に変換するこ
とによって、通常の方法で作成されたものである。

【００３０】信号SP24Aのパルス特性は、特定の方法ス
テップに対応し、ヘッド12の特徴に対して識別すること
ができる。シンクギャップ13のギャップ長は位置ギャッ
プ15のギャップ長より短いので、同期パルスの特性パル
ス幅は位置パルスの特性パルス幅より短い。t12からt18
までの同期パルスおよびt28からt34までの位置パルス
は、方法ステップａ．に対応する。t20からt26までの同
期パルスおよびt36からt42までの位置パルスは、方法ス
テップｃ．に対応する。継続時間t18からt28までは一般
に最小距離18に対応する。継続時間t18からt20までおよ
び継続時間t34からt36までは、一般に方法ステップｂ．
のテープ移動に対応する。継続時間t26からt46までは一
般に方法ステップｄ．のテープ移動に対応する。

【００３１】同期パルスを備えた複合信号SP24Aの部分
はパルス幅により特徴付けられている。一実施例では、
このようなパルス幅は、t12からt14までの継続時間によ
り例示される。代わりの実施例では、このようなパルス
幅は、t12からt18までの継続時間により例示される。更
に他の実施例では、このようなパルス幅は、t12からt26
までの継続時間により例示される。同様の用語を用い
て、位置パルスのパルス幅特性は、t28からt30まで、t2
8からt34まで、およびt28からt42までの継続時間によっ
て、様々な実施例で例示される。同期パルス幅および位
置パルス幅は、図４を参照して説明する弁別器111の動
作にとって、不可欠の特徴を形成している。

【００３２】t42からt44までの継続時間は、テープ速度
に対して正規化されると、読み取りヘッドの位置合わせ
不良の程度を示す情報を伝える。図２に示す位置24Aに
ある読み取りヘッドは、読み取りヘッドが中心線24に位
置するや否や第２の位置パルスの最終遷移を検出する。
この結果は、読み取りヘッドにより検出されている信号
を予備記録したサーボ書込みヘッド上の点23が点25に先
行するという事実から生ずる。先行関係は、最終遷移が
検出される時刻t42と中心線24で最終遷移が検出される
時刻t44との間の時間の差を有する図３の信号SP24Aによ
り例示されている。

【００３３】信号ＳＹＮＣおよびＰＯＳは、図４を参照
して説明する弁別器により発生される。信号ＳＹＮＣお
よびＰＯＳは、図３では狭いパルスとして図示され、正
しい同期または位置パルスパターンが検出された時刻を
示す。パルスパターンを認識するために、何を適切な指
示として選択するか、たとえば、電圧パルスを選択する
か、あるいは電圧の遷移を選択するかは、通常の技術レ
ベルを有する設計者にとっては、単なる設計の選択にす
ぎない。

【００３４】図４は、本発明の一実施例のサーボシステ
ムの機能ブロック図である。サーボシステム110は主と
して読み取りヘッド112、ヘッド位置決め器114、テープ
移動制御回路118、および弁別器111を備えている。読み
取りヘッド112は通常の積層構造のものである。簡単の
ため、読み取りギャップ113を含む10個のギャップを示
してある。通常のヘッドは、データトラックあたり一つ
のギャップに加えて、専用のサーボトラックあたり一つ
のギャップを採用している。データトラックおよびサー
ボトラックの数は、システム設計の選択事項である。各
読み取りギャップは、予備記録されたサーボトラックを
読み取るときに複合信号を発生し、または、データトラ
ックを読み取るときにデータ信号を発生する。サーボト
ラックを読み取るために位置決めされることを期待する
ヘッドを、どの特定のヘッドにするかを決定すること
は、別の設計の選択事項である。一つ以上のギャップが
ヘッドインターフェース117に信号を供給する。このよ
うな信号は、読み取り中のトラックの磁束反転を検出す
ることに関係する弱い電流である。

【００３５】ヘッド位置決め器114は、駆動ねじ、およ
び、このねじの回転と共に容量を変える可変コンデンサ
とを組合せたステッパモータのような、一体型連続位置
センサを備えた従来の形式のものである。ヘッド位置決
め器114は、弁別器111により与えられた、ライン144上
の信号ＶＤＲＩＶＥに応答してヘッド112を移動させ
る。ヘッド位置決め器114は、ヘッド112の絶対位置に応
答してアナログ信号ＰＯＳ2を発生する。

【００３６】テープ移動制御回路118は、順方向読み書
き、逆方向読み書き、ストリーミング、および始動/停
止の動作モードで、ヘッド112を横断するテープ10の移
動を管理する。テープ移動制御回路118は、バス124上で
ディジタル位置決めコマンドを受取り、バス124上およ
びライン122上の両方にステータスを与える。ライン122
上の信号DIRECTIONはテープ10の移動方向、たとえば、
順方向か逆方向かを識別し、下記で説明するようにサー
ボ制御を改善するための弁別器111に向かう。テープ移
動制御回路118の構造および更に他の動作は、従来の電
子設計を採用している。

【００３７】弁別器111は、ヘッドインターフェース117
から受取った他の信号および雑音の中から同期パルスお
よび位置パルスを認識する。弁別器111は、図４のライ
ン120上の、たとえば図３に信号SP24Aとして図示した、
複合信号SP24の幾つかの特性に基づいたタイミング試験
をパスしたパルスパターンだけに作用することにより、
複合信号の質の変化に対する免疫性を向上させている。
弁別器111は、タイミング試験を適用することにより、
雑音を排除し、複合信号SP24の部分を位置情報を取り出
すために有効なものとして識別する。

【００３８】テープ速度の弁別および正規化について
は、図３で明示した時間を参照することにより、一層よ
く理解することができる。ここで、複合信号SP24Aに
は、一つの完全なサーボフレームと第２フレームの始ま
りが含まれている。第１のサーボフレームは時刻t12か
ら時刻t46まで延びている。第２のサーボフレームは、
時刻t46を越えて延びている。各フレームでは時刻t12か
らt26までにある４個の同期パルスは、時刻t28からt42
までにある４個の位置パルスに先行している。同期パル
スは、実質上、継続時間が等しく、反対極性のパルスの
対として進行する。位置パルスもまた、反対極性のパル
スの対として進行する。位置パルスのパターンでは、最
初および最後のパルスの継続時間が実質的に等しく、ま
た、中間の二つのパルスの継続時間が実質的に等しい。
最後に、位置パルスの継続時間は、同期パルスの継続時
間とは異なる。

【００３９】適切なタイミング試験を実施するために、
弁別器111は主として信号選択回路116、同期範囲チェッ
ク回路126、位置範囲チェック回路128、タイミング回路
130、算術回路132、および位置決めプロセッサ138を備
えている。ヘッドインターフェース117の適切なギャッ
プ信号が選択され、信号選択回路116によりディジタル
論理レベルに変換される。信号選択回路116は、複合信
号SP24をライン120上に乗せて、範囲チェック回路126お
よび128に与える。

【００４０】同期範囲チェック回路126は、複合信号SP2
4についてタイミング試験を行い、有効な同期パルスパ
ターンが発生するごとにライン127に信号ＳＹＮＣを与
える。位置範囲チェック回路128は、類似の試験を行な
ってライン129に信号ＰＯＳを与える。信号ＳＹＮＣお
よびＰＯＳを図３に示してある。範囲チェック回路126
の構造および動作の詳細について図５を参照して下に述
べる。範囲の限界は、下に説明する位置決めプロセッサ
138により規定されて、バス124上を、範囲チェック回路
126と128に伝えられる。

【００４１】タイミング回路130は、信号ＳＹＮＣ、Ｐ
ＯＳ、およびＤＩＲＥＣＴＩＯＮに応答してバス131に
信号ＥＶＥＮＴを与える。タイミング回路130は、主と
してエンコーダ、クロック回路、カウンタ、および先入
れ先出し（ＦＩＦＯ）パイプラインとして構成されたデ
ュアルポートメモリを備えている。クロツク回路および
カウンタは、クロノメータとして協調して動作する。Ｓ
ＹＮＣまたはＰＯＳ信号を受取ると、タイミング回路13
0は、信号形式（ＳＹＮＣまたはＰＯＳ）、現在のテー
プ移動方向、および現在のクロノメータ出力計数値をコ
ード化した結果を備えている事象コードをＦＩＦＯに格
納する。

【００４２】算術回路132は、タイミング回路130のＦＩ
ＦＯを定期的にアンロードするために、信号ＥＶＥＮＴ
を読み取る。図３に示すようにＳＹＮＣおよびＰＯＳの
発生に対応する一連の事象コードを受取ると、算術回路
132は、通常の２進減算と除算の技法を使用して、続く
継続時間および比を計算する。次に結果を位置決めプロ
セッサ138に伝える。

【００４３】フレーム継続時間を表す継続時間t26からt
60までは、連続する同期事象コードのクロノメータ値を
差し引くことにより計算される。フレーム継続時間は、
サーボパターンをテープ10に予備記録するために使用さ
れる参照定数に応じて、テープ速度に比例する。したが
って、算術プロセッサ132は、ＥＶＥＮＴ信号値から現
在のテープ速度を得る。

【００４４】継続時間t26からt42までは、現在の位置を
表すが、直前のＳＹＮＣ事象のクロノメータ値から、Ｐ
ＯＳ事象のクロノメータ値を差し引くことにより計算さ
れる。

【００４５】継続時間t26からt44までは、所望のヘッド
位置を表すが、幾つかの項目から計算される。基準時刻
t44はテープ速度、フレーム継続時間、および ＳＹＮＣ
事象のクロノメータ値から得られる。バンド内のトラッ
ク位置の許容量は、通常のアルゴリズムのまたはテーブ
ル参照の技法によって決まる。所望のヘッド位置をフレ
ーム継続時間で割った比は、テープ速度で正規化した所
望のヘッド位置を表す。

【００４６】現在のヘッド位置をフレーム継続時間で割
った比は、テープ速度で正規化した現在のヘッド位置を
表す。正規化した現在のヘッド位置と正規化した所望の
ヘッド位置との差はサーボシステムの誤差信号となる。

【００４７】サーボ位置決め精度を改善するために、算
術回路132は上記の継続時間および比の移動平均を計算
する。代わりの実施例では、他の従来のディジタルフィ
ルタリング技法を使用して、これらの継続時間および比
の値のいわゆる信号対雑音比を改善している。

【００４８】算術回路132は、以下のデータを平均した
形（すなわち、ディジタル的にフィルタリングして）お
よび、未加工の形で、バス124を介して位置決めプロセ
ッサ138に供給する。すなわち、現在のテープ速度、正
規化した現在のヘッド位置、正規化した所望のヘッド位
置、および現在の誤差信号である。

【００４９】位置決めプロセッサ138は、プログラムお
よびデータを格納するための十分なメモリを有する形式
のマイクロプロセッサ回路である。現在のテープ速度を
受取ると、位置決めプロセッサは、バス124を介して同
期範囲チェック回路126および位置範囲チェック回路128
のパルス幅の範囲を更新する。さらに、位置決めプロセ
ッサ138は、従来のモータ制御アルゴリズムを採用し、
主として、算術回路132により与えられる現在の誤差信
号に基づいて、ディジタル的に補償したモータ駆動信号
を発生する。ディジタル的に補償されたモータ駆動信号
の各値は、変換のため、バス124を介してディジタル・
アナログ変換器（ＤＡＣ）140に与えられる。ＤＡＣ140
はライン141に出力信号ＤＡＣＯを与える。

【００５０】アナログ補償回路146は、信号ＤＡＣＯを
ヘッド位置決め器114からの信号ＰＯＳ2と結合して、ラ
イン144に信号ＶＤＲＩＶＥを与える。ヘッド位置決め
用サーボループはテープ10からヘッド113により読み取
られたサーボパターンに応答し、雑音を除去するための
複雑なタイミング試験、多数フレームの移動平均のよう
なディジタルフィルタリング、およびディジタルとアナ
ログ補償を適用することにより正確な駆動信号を発生す
る。雑音除去は主として同期範囲チェック回路126およ
び位置範囲チェック回路128により実行される形式であ
るリアルタイム範囲チェックにより行なわれる。

【００５１】図５は、図４に示す同期範囲チェック回路
126の機能ブロック図である。位置範囲チェック回路128
は機能的に同様の回路を使用する。同期範囲チェック回
路126は、パルス幅および極性が期待値に合致したとき
に、複合信号SP24の遷移に応答してライン127に信号Ｓ
ＹＮＣを与える。期待外の遷移が発生すると、信号ＳＹ
ＮＣの出力を阻止し、従来のリセットおよび初期化の技
法を使用して構成回路をリセットする。

【００５２】同期範囲チェック回路126は主としてエッ
ジ検出回路210、レジスタ216、シーケンス制御回路22
0、カウンタ回路230および232、比較回路234および23
6、および極性チェック回路246を備えている。エッジ検
出回路210は複合信号SP24の遷移を認識し分類して、２
進論理信号SP24の立上がりエッジおよび立下がりエッジ
にそれぞれ対応する信号ＵＰをライン212に、信号ＤＮ
をライン214に供給する。

【００５３】レジスタ216は、図４に示されている、位
置決めプロセッサ138から範囲値を受取り、その範囲値
をカウンタＡおよびＢに最初の開始計数値として与え
る。

【００５４】シーケンス制御回路220は、タイムベース
発生用の発振器を持つクロック回路を備えている。シー
ケンス制御回路220は、従来のディジタル論理設計技法
に従って同期範囲チェック回路126の動作を調整するス
テートマシンも備えている。

【００５５】シーケンス制御回路220は、継続時間の測
定と極性のチェックを調和よく組み合わせる。これらの
機能を図３に明示した時間を参照して説明する。時刻t1
2とt14との間の同期パルス継続時間を測定するために
は、たとえば、シーケンス制御回路220がライン222上で
信号ＬＡをアサートすることにより信号ＵＰに応答し
て、レジスタ216からカウンタ回路Ａ 230に最初の計数
値をロードする。次にシーケンス制御回路220は、ライ
ン214で信号ＤＮを受取るまで、ライン224に信号ＣＬＫ
Ａを与える。カウンタ回路Ａ230は、最初の値から減数
計数して、継続時間t12からt14までが範囲内にあればほ
ぼ０の最終計数値を与える。最終計数値の最下位の数ビ
ットは、継続時間が範囲内にあるか否かを決定する際、
比較回路234により無視される。

【００５６】カウンタ回路Ａ 230およびＢ 232は、構造
および機能が同一である。テープ速度が高速で、密接し
たパルスの間に生ずる可能性のあるような、または複合
信号の質の変動のような上述した他の異常の結果生ずる
可能性のあるような、一方の計数の終わりと他方の計数
の開始の同時発生をサポートするために二つの独立した
カウンタが設けられる。極性チェックについては、シー
ケンス制御回路220は、計数が終了したときに、極性チ
ェック回路246を使用可能にする。シーケンス制御回路
は次に極性チェック回路246に、ライン242によって信号
ＰＯＬＡＲＩＴＹを、およびライン244によって信号Ａ/
Ｂを与える。信号ＰＯＬＡＲＩＴＹは、信号ＵＰと信号
ＤＮのどちらにより計数を開始したかによって示される
ような受取った極性を識別する。信号Ａ/Ｂは、ライン2
38上の信号Ａ０またはライン240上の信号Ｂ０のいずれ
の最終計数値が有効であるか識別する。

【００５７】極性チェック回路246は下記条件がすべて
満たされるとき、信号ＳＹＮＣを発生する。即ち、正し
い数のパルスを受取ること、各パルスのパルス幅が範囲
内にあること、およびパルス極性の順序が信号ＤＩＲＥ
ＣＴＩＯＮにより指示されるテープ10の移動の方向と一
致すること、である。これら条件の一つ以上が満たされ
ないときには、極性チェック回路246はライン127に信号
ＳＹＮＣを発生せず、代わりに状態チェックリストをリ
セットして新たに開始する。

【００５８】性能の悪い低速度でのトラッキングと過大
なブロックシーク時間の原因となっているサーボトラッ
ク複合信号の品質の変動が、サーボシステム110に与え
る影響は、一部はその機能が本発明のサーボ書込みヘッ
ドの実施例およびサーボパターン記録法の実施例に依存
する弁別器111の動作によって、かなり減少してきた。

【００５９】これまでの説明は、本発明の好適な実施例
を説明するものであり、本発明の範囲から逸脱すること
なく変更または修正可能である。たとえば、上述のサー
ボシステム110は、従来の技法を使用して、設計され組
立られた従来のディジタルおよびアナログの電子構成部
品から構成されている。代わりの実施例は特定用途用の
集積回路、個別のステートマシン、スイッチングロジッ
ク、アナログのタイミング回路および計算回路、そし
て、プログラム可能なマイクロプロセッサおよびマイク
ロコントローラとを備えている。このような修正は、通
常の技術を有する、回路、ファームウェア、およびソフ
トウェアの設計者による実装設計の選択肢の範囲内にあ
るものと考えられる。

【００６０】図１のギャップ15は、テープ上のどのトラ
ックでも、後でサーボトラツクとして使用できる一実施
例を示している。代わりの実施例では、サーボトラック
は、テープの幅の一部分にまとめられまたは分割して配
置されており、それに伴いサーボ書込みヘッドの構造が
簡単になる。

【００６１】

【発明の効果】本発明の一実施例におけるサーボ書込み
ヘッドは、テープの中心線に沿って測ったギャップ長が
異なる、二つのギャップを備えている。パルスのパター
ンをトラック上に書込むためにこのようなヘッドを使用
すると、幅の異なるパルスが生ずる。このようなパルス
は容易に識別でき、このようなパルスによって、サーボ
パターンを一層コンパクトにするとともに、高いテープ
速度で冗長性を大きくし、低いテープ速度でも許容可能
な性能を得ることができるようになる。

【００６２】また、テープを読み取るための読み取りヘ
ッドを位置決めする、一定間隔で配置された一連の磁化
領域をテープ上に予備記録する本発明の方法によれば、
低いテープ速度での動作が容易である。また、正確なサ
ーボ制御を行なうのに十分なパターンをテープの短い部
分に設けることができ、埋め込みサーボ技法に対して、
より大きいテープ容量を提供することができる。さら
に、テープの単位長あたりのパターンを、より頻繁に繰
返すことができ、サーボ機構の位置決め精度および応答
性を改善することができる。

【００６３】ヘッド、弁別器、およびヘッド位置決め器
を備え、中心線を有する磁気テープトラックを追跡する
本発明の他の実施例によるサーボシステムによれば、記
録されたサーボパターンを追跡して、ヘッドを正確に位
置決めすることができる。このようなシステムを使用す
ることによって、上述の方法の説明と共に挙げた利益が
得られる。

【００６４】説明を明瞭に且つ分かり易くするために、
本発明の幾つかの実施例を説明してきたが、本発明の範
囲は特許請求の範囲により判断されるべきものである。
説明は完全なものではなく、または本発明を開示した形
態に限定するつもりはない。本発明の他の実施例は、本
発明を適用する当業者とっては、本発明の開示および実
践に照らして明らかであろう。

【００６５】特許請求の範囲で使用した単語および語句
は幅広く解釈されるべきものである。たとえば、「信
号」は、情報を伝える機械的エネルギーと電磁エネルギ
ーのうちの両方または、いずれか一方を指す。要素を結
合するとき、その結合の種類を考慮して、実現可能など
の方法によっても信号を伝えることができる。たとえ
ば、幾つかの導電体が二つの要素を結合する場合は、関
連する信号は、所定の時刻または時間に、一つの、幾つ
かの、またはすべての導電体のエネルギーから構成され
ている。信号の物理的性質が数量的尺度を持ち、その性
質を設計が情報の制御または通信に使用するとき、信号
は「値」を持つことによって特徴づけられると言われ
る。振幅は瞬時値または平均値でよい。

【００６６】以下においては、本発明の種々の構成要件
の組み合わせからなる例示的な実施態様を示す。

【００６７】１． 中心線（24）を有する磁気テープト
ラック（22）を追跡するサーボシステム（110）であっ
て、該サーボシステムが、 ａ．トラック（22）の磁束反転に応答して、（１） 第
１のパルス幅（t24-t26）を有する第１の信号（t12-t2
6）、（２） 前記第１のパルス幅（t24-t26）とは異な
る第２のパルス幅（t40-t42）を有する第２の信号（t28
-t42）、（３） 前記第２のパルス幅（t40-t42）とは異
なる第３のパルス幅（t58-t60）を有する第３の信号（t
46-t60）、を備えた複数のパルスから成る複合信号（SP
24）を発生するヘッド（112）と、 ｂ．複合信号（SP24）に応答して駆動信号（144）を発
生するための、弁別器（111）であって、（１） 前記第
１のパルス幅（t24-t26）が第１の範囲内にあるとき、
第１の同期信号（ＳＹＮＣ、t26）を発生し、前記第３
のパルス幅（t58-t60）が前記第１の範囲内にあると
き、第２の同期信号（ＳＹＮＣ、t60）を発生する第１
の範囲チェック回路（126）、（２） 前記第１の同期信
号（ＳＹＮＣ、t26）に応答して第１の時刻（t26）を、
前記第２の信号（t28-t42）に応答して第２の時刻（t4
2）を、および前記第２の同期信号（ＳＹＮＣ、t60）に
応答して第３の時刻（t60）を識別するタイミング回路
（130）、および（３） 前記第１の時刻（t26）および
前記第２の時刻（t42）に応答して第１の継続時間（t26
-t42）を決定し、前記第１の時刻（t26）および前記第
３の時刻（t60）に応答して第２の継続時間（t26-t60）
を決定し、前記第１の継続時間を前記第２の継続時間で
割ったものから成る比を決定し、この比に応答して駆動
信号（144）を発生する算術回路（132、138）、を備え
る弁別器（111）、および ｃ．駆動信号（144）に応答してヘッド（112、113）を
前記中心線（24）の方に移動させるヘッド位置決め器
（114）、とからなるサーボシステム（110）。

【００６８】２． 中心線（24）を有する磁気テープト
ラック（22）を追跡するサーボシステム（110）であっ
て、該サーボシステムが、 ａ．トラック（22）の磁束反転に応答して、（１） 第
１のパルス幅（t24-t26）を有する第１の信号（t12-t2
6）、（２） 前記第１のパルス幅（t24-t26）とは異な
る第２のパルス幅（t40-t42）を有する第２の信号（t28
-t42）、（３） 前記第２のパルス幅（t40-t42）とは
異なる第３のパルス幅（t58-t60）を有する第３の信号
（t46-t60）、を備えた複数のパルスから成る複合信号
（SP24）を発生するヘッド（112）と、 ｂ．複合信号（SP24）に応答して駆動信号（144）を発
生するための、弁別器（111）であって、（１） 前記
第１のパルス幅（t24-t26）が第１の範囲内にあると
き、第１の同期信号（ＳＹＮＣ、t26）を発生し、前記
第３のパルス幅（t58-t60）が前記第１の範囲内にある
とき、第２の同期信号（ＳＹＮＣ、t60）を発生する第
１の範囲チェック回路（126）、（２） 前記第２のパ
ルス幅（t40-t42）が第２の範囲内にあるとき、位置信
号（ＰＯＳ）を発生する第２の範囲チェック回路（12
8）、（３） 前記第１の同期信号（ＳＹＮＣ、t26）に
応答して第１の時刻（t26）を、前記位置信号 （ＰＯ
Ｓ）に応答して第２の時刻（t42）を、および前記第２
の同期信号（ＳＹＮＣ、t60）に応答して第３の時刻（t
60）を識別するタイミング回路（130）、および（４）
前記第１の時刻（t26）および前記第２の時刻（t42）
に応答して第１の継続時間（t26-t42）を決定し、前記
第１の時刻（t26）および前記第３の時刻（t60）に応答
して第２の継続時間（t26-t60）を決定し、前記第１の
継続時間を前記第２の継続時間で割ったものから成る比
を決定し、この比に応答して駆動信号（144）を発生す
る算術回路（132、138）を備える弁別器（111）、およ
び ｃ．前記駆動信号（144）に応答して前記ヘッド（112、
113）を前記中心線（24）の方に移動させるヘッド位置
決め器（114）、とからなるサーボシステム（110）。

【００６９】３． 算術回路（132、138）が更に、該比
の複数の値の移動平均に応答して駆動信号（144）を発
生することからなる上項１または２に記載のサーボシス
テム。

【００７０】４． 算術回路（132、138）が更に、基準
値と該比との差を決定し、その差に応答して駆動信号
（144）を発生することからなる上項１または２に記載
のサーボシステム。

【００７１】５． ａ．前記第１の信号（t12-t26）
は、正パルス（t20-t22）および負パルス（t24-t26）か
ら成り、 ｂ．前記第１の範囲チェック回路（126）は、前記正パ
ルス（t20-t22）が前記第１の範囲内の前記第１のパル
ス幅（t24-t26）からなり、前記負パルス（t24-t26）が
前記第１の範囲内の前記第１のパルス幅（t24-t26）を
備えているとき、前記第１の同期信号（ＳＹＮＣ、t2
6）を発生することからなる上項１または２に記載のサ
ーボシステム。

【００７２】６． ａ．前記第１の信号（t12-t26）
は、順に、第１の極性を有する第１のパルス（t12-t1
4）、前記第１の極性とは反対の第２の極性を有する第
２のパルス（t16-t18）、前記第１の極性を有する第３
のパルス（t20-t22）、および前記第２の極性を有する
第４のパルス（t24-t26）からなり、 ｂ．前記第１の範囲チェッ ク回路（126）は、前記第１
のパルス、前記第２のパルス、前記第３のパルス、およ
び前記第４のパルスから構成される組の各パルスが前記
第１の範囲内の前記第１のパルス幅（t24-t26）からな
るとき、前記第１の同期信号（ＳＹＮＣ、t26）を発生
することからなる上項１または２に記載のサーボシステ
ム。

【００７３】７． ａ．前記算術回路（132、138）は更
に前記第２の継続時間（t26-t60）に応答して第１の範
囲信号（ＲＡＮＧＥ、124）を決定し、そして、 ｂ．前記第１の範囲チェック回路（126）は、前記第１
の範囲信号（ＲＡＮＧＥ、124）に応答して前記第１の
範囲を識別することからなる上項１に記載のサーボシス
テム。

【００７４】８． 前記第１の範囲チェック回路（12
6）が、 ａ．前記第１の信号（t12-t26）に応答して、前縁のエ
ッジ信号（ＵＰ、212）および後縁のエッジ信号（Ｄ
Ｎ、214）を発生するエッジ検出回路（210）、 ｂ．クロック信号（ＣＫＡ、ＣＫＢ、224、228）を与え
るクロック回路（220）、 ｃ．前記第１の範囲信号（ＲＡＮＧＥ、124）に応答し
て前記第１の範囲を格納するレジスタ（216）、 ｄ．前記立ち上がりエッジ信号（ＵＰ、212）に応答し
て、開始値として前記第１の範囲を受取り、前記立ち下
がりエッジ信号（ＤＮ、214）に応答して、計数を止
め、それにより最終計数値を決定するカウンタ回路（23
0、232）、および ｅ．最終計数値に応答して、前記第１の同期信号（ＳＹ
ＮＣ、t26）を発生する比較回路（234、236、246）、と
からなる上項７に記載のサーボシステム。

【００７５】９． テープの長さに沿う中心線（11）と
複数のトラック（22、26）を有するテープ（10）を読み
取る、読み取りヘッド（112）を位置決めするための一
様間隔の磁化領域を、このテープ（10）上に予備記録す
る方法であって、順に、 ａ． 書込みヘッド（12）を準備し、（１） 前記書込
みヘッドは、前記複数のトラックを横断して真っすぐに
延長し、前記中心線（11）に沿って第１の長さ（14）を
有する第１のギャップ（13）を備え、（２） 前記書込
みヘッドは、前記複数のトラック（22、26）を横断して
延長し、前記中心線（11）に沿って前記第１の長さ（1
4）とは異なる第２の長さ（16）を有する第２のギャッ
プ（15）を更に備え、（３） 前記中心線（11）に平行
な線に沿う前記第１のギャップ（13）と前記第２のギャ
ップ（15）との間の最小距離（18）が、前記第１の長さ
（14）より大きく、かつ前記第２の長さ（16）より大き
いことからなるステップ、 ｂ．前記書込みヘッド（12）を操作して前記第１のギャ
ップ（13）と前記第２のギャップ（15）に磁束を発生さ
せるステップ、 ｃ．前記テープ（10）を前記中心線（11）に沿って前記
最小距離（18）より少ない所定距離移動させるステッ
プ、 ｄ．前記書込みヘッド（12）を操作して前記第１のギャ
ップ（13）と前記第２のギャップ（15）に磁束を発生さ
せるステップ、そして ｅ．ステップｂ．からｄ．までを繰り返して、前記複数
のトラックの特定のトラック（22）について前記読み取
りヘッド（112）による一連の検出を行い、それによ
り、それぞれのパルス幅（t24-t26、t40-t42）に従っ
て、前記第１のギャップ（13）と識別し得る複数の第１
のパルス（t12-t26）および、前記第２のギャップ（1
5）と識別し得る複数の第２のパルス（t28-t42）と、前
記読み取りヘッド（112）を特定のトラック（22）上に
維持するための位置情報を伝える一つの第１のパルス
（t24-t26）と一つの第２のパルス（t40-t42）との間の
時間（t26-t42）とを備えている信号（SP24）を発生す
るステップ、とからなる方法。

【００７６】１０． 前記トラック（22、26）は前記中
心線（11）に平行であることからなる上項９に記載の方
法。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における磁気テープの一区画
と整列しているサーボ書込みヘッドの正面図である。

【図２】図１に示したサーボ書込みヘッドおよびテープ
の一部の拡大図である。

【図３】本発明の一実施例におけるサーボパターンを書
込む方法を示すタイミング図である。

【図４】本発明の一実施例におけるサーボシステムの機
能ブロック図である。

【図５】図４に示す範囲チェック回路の機能ブロック図
である。

【符号の説明】

10 テープ 11 中心線 13、15 ギャップ 18 最小距離 22 トラック 111 弁別器 112 ヘッド 114 駆動信号 126、128 範囲チェック回路 130 タイミング回路 132 算術回路 210 エッジ検出回路 216 レジスタ 230 カウンタ回路 234 比較回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中心線（24）を有する磁気テープトラック
   （22）を追跡するサーボシステム（110）であって、該
   サーボシステムが、 ａ．トラック（22）の磁束反転に応答して、 （１） 第１のパルス幅（t24-t26）を有する第１の信号
   （t12-t26）、 （２） 前記第１のパルス幅（t24-t26）とは異なる第２
   のパルス幅（t40-t42）を有する第２の信号（t28-t4
   2）、 （３） 前記第２のパルス幅（t40-t42）とは異なる第３
   のパルス幅（t58-t60）を有する第３の信号（t46-t6
   0）、を備えた複数のパルスから成る複合信号（SP24）
   を発生するヘッド（112）と、 ｂ．前記複合信号（SP24）に応答して駆動信号（144）
   を発生するための、弁別器（111）であって、 （１） 前記第１のパルス幅（t24-t26）が第１の範囲内
   にあるとき、第１の同期信号（ＳＹＮＣ、t26）を発生
   し、前記第３のパルス幅（t58-t60）が前記第１の範囲
   内にあるとき、第２の同期信号（ＳＹＮＣ、t60）を発
   生する第１の範囲チェック回路（126）、 （２） 前記第１の同期信号（ＳＹＮＣ、t26）に応答し
   て第１の時刻（t26）を、前記第２の信号（t28-t42）に
   応答して第２の時刻（t42）を、および前記第２の同期
   信号（ＳＹＮＣ、t60）に応答して第３の時刻（t60）を
   識別するタイミング回路（130）、および （３） 前記第１の時刻（t26）および前記第２の時刻
   （t42）に応答して第１の継続時間（t26-t42）を決定
   し、前記第１の時刻（t26）および前記第３の時刻（t6
   0）に応答して第２の継続時間（t26-t60）を決定し、前
   記第１の継続時間を前記第２の継続時間で割ったものか
   ら成る比を決定し、この比に応答して駆動信号（144）
   を発生する算術回路（132、138）、を備える弁別器（11
   1）、および ｃ．前記駆動信号（144）に応答してヘッド（112、11
   3）を前記中心線（24）の方に移動させるヘッド位置決
   め器（114）、とからなるサーボシステム（110）。