(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手テープの少なくとも１つの定められたサーボ・トラックに対してヘッドを横方向に位置決めするように構成されたサーボ・システムであって、
前記長手テープの前記少なくとも１つの定められたサーボ・トラックに対する前記ヘッドの横方向位置を検知するための少なくとも１つのサーボ・センサと、
前記ヘッドを前記長手テープに対して横方向に並進させるように構成された微動アクチュエータと、
前記微動アクチュエータを前記長手テープに対して横方向に並進させるように構成された粗動アクチュエータと、
前記少なくとも１つのサーボ・センサを検知し、前記ヘッドと前記少なくとも１つの定められたサーボ・トラックに関する所望の位置との間の位置決めエラーを判定し、前記判定された位置決めエラーを低減するように前記ヘッドを横方向に並進させるために前記微動アクチュエータを操作する信号を提供し、前記位置決めエラー信号から、前記少なくとも１つの定められたサーボ・トラックの横方向シフト偏位を検知し、前記横方向シフト偏位の正の最大ピーク及び負の最大ピークを判定し、前記粗動アクチュエータが前記少なくとも１つの定められたサーボ・トラックの前記横方向シフト偏位の前記正の最大ピークと前記負の最大ピークとの中点に実質的に位置決めされるように前記粗動アクチュエータを操作するよう、構成されたサーボ制御部とを含み、
前記長手テープが、複数の前記定められたサーボ・トラックと、各々が２つの前記定められたサーボ・トラックの間に位置決めされた複数のデータバンドとを含み、
前記サーボ制御部は、前記中点は理論上のものであるので、前記粗動アクチュエータが前記理論上の中点からの所望のデータバンドのオフセットに等しい前記理論上の中点からのオフセットに位置決めされるように、前記粗動アクチュエータを操作することを特徴とする、サーボ・システム。
【請求項２】
前記サーボ制御部が、前記判定された正の最大ピークを、以前の正の最大ピークを超えるピークによってのみ更新し、前記判定された負の最大ピークを、以前の負の最大ピークを超えるピークによってのみ更新するように構成される、請求項１に記載のサーボ・システム。
【請求項３】
前記サーボ制御部が、ピークが前記ピークから前記横方向シフト偏位が前記中点をゼロ交差した後に生じた場合にのみ、前記ピークが最大ピークであるかどうかを判定するように構成される、請求項２に記載のサーボ・システム。
【請求項４】
前記サーボ制御部が、前記長手テープの運動の各々の長手方向について、前記横方向シフト偏位の正の最大ピーク及び負の最大ピークを別々に判定するように構成される、請求項２又は請求項３に記載のサーボ・システム。
【請求項５】
前記サーボ制御部がさらに、前記位置決めエラー信号を予備的に検知し、前記サーボ制御部が前記少なくとも１つの定められたサーボ・トラックを所定の位置決めエラー閾値内でトラック追従していることを判定するように構成される、請求項２乃至請求項４のいずか１項に記載のサーボ・システム。
【請求項６】
前記サーボ制御部が、前記検知された前記位置決めエラー信号を積分器に提供するように構成される、請求項２乃至請求項５のいずれか１項に記載のサーボ・システム。
【請求項７】
前記サーボ制御部がさらに、前記積分器の出力の振幅が所定の閾値未満であることを予備的に判定するように構成される、請求項６に記載のサーボ・システム。
【請求項８】
サーボ・システムにおいて、ヘッドを横方向に位置決めするための方法であって、
長手テープの少なくとも１つの定められたサーボ・トラックを設けるステップと、
前記長手テープの前記少なくとも１つの定められたサーボ・トラックに対する前記ヘッドの横方向位置を検知するステップと、
前記ヘッドを前記長手テープに対して横方向に並進させるステップと、
前記ヘッドを横方向に並進させるステップに応答して、前記長手テープに対して横方向に並進させるステップと、
前記少なくとも１つのサーボ・センサを検知するステップと
前記ヘッドと前記少なくとも１つの定められたサーボ・トラックに関する所望の位置との間の位置決めエラーを判定するステップと、
前記判定された位置決めエラーを低減するように前記ヘッドを横方向に並進させるために微動アクチュエータを操作する信号を提供するステップと、
前記位置決めエラー信号から、前記少なくとも１つの定められたサーボ・トラックの横方向シフト偏位を検知するステップと、
前記横方向シフト偏位の正の最大ピーク及び負の最大ピークを判定するステップと、
粗動アクチュエータが前記少なくとも１つの定められたサーボ・トラックの前記横方向シフト偏位の前記正の最大ピークと前記負の最大ピークとの中点に実質的に位置決めされるように前記粗動アクチュエータを操作するステップとを含み、
前記長手テープを設ける前記ステップが、複数の前記定められたサーボ・トラックと、各々が２つの前記定められたサーボ・トラックの間に位置決めされた複数のデータバンドとを設けるステップをさらに含み、
前記サーボ制御部は、前記中点は理論上のものであるので、前記粗動アクチュエータが前記理論上の中点からの所望のデータバンドのオフセットに等しい前記理論上の中点からのオフセットに位置決めされるように、前記粗動アクチュエータを操作することを特徴とする、方法。
【請求項９】
前記判定された正の最大ピークを、以前の正の最大ピークを超えるピークによってのみ更新するステップと、
前記判定された負の最大ピークを、以前の負の最大ピークを超えるピークによってのみ更新するステップと、
をさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
ピークが前記ピークから前記横方向シフト偏位が前記中点をゼロ交差した後に生じた場合にのみ、前記ピークが最大ピークであるかどうかを判定するステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記長手テープの運動の各々の長手方向について、前記横方向シフト偏位の正の最大ピーク及び負の最大ピークを別々に判定するステップをさらに含む、請求項９又は請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記位置決めエラー信号を予備的に検知するステップと、前記サーボ制御部が前記少なくとも１つの定められたサーボ・トラックを所定の位置決めエラー閾値内でトラック追従していることを判定するステップとをさらに含む、請求項９乃至請求項１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記検知された前記位置決めエラー信号を積分器に提供するステップをさらに含む、請求項９乃至請求項１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記方法が、前記積分器の出力の振幅が所定の閾値未満であることを予備的に判定するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
長手テープ・データ・ストレージ媒体上でデータを記録し、かつ読み取るように構成されたヘッドと、
前記長手テープ・データ・ストレージ媒体を前記ヘッドに対して長手方向に動かすように構成されたドライブであって、前記ヘッドの前記長手方向のいずれかの側に少なくとも１つのフランジ無しテープ・ガイドを含み、前記長手テープ・データ・ストレージ媒体を前記ヘッドに対して近傍に位置決めするように構成された、ドライブと、
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のサーボ・システムと、
を含む、データ・ストレージ・デバイス。
【請求項１６】
サーボ・システムにおいてヘッドを横方向に位置決めし、長手テープの少なくとも１つの定められたサーボ・トラックに対してヘッドを横方向に位置決めするように構成されたサーボ・システムを操作するためのコンピュータ・プログラム製品であって、
処理回路により読み出し可能な、請求項８乃至請求項１４のいずれか１項に記載の方法を実施するために前記処理回路により実行される命令を格納するコンピュータ可読ストレージ媒体を含む、コンピュータ・プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長手方向に駆動される長手テープのためのサーボ・システムに関し、より具体的には、テープが横方向にシフトしたときに、長手テープ上に定められた長手方向サーボ・トラックを追従するための、トラック追従サーボ・システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気テープなどの長手テープのためのトラック追従サーボ・システムの機能は、ヘッドを、例えばヘッドの読み取り／書き込み動作中に、テープの横方向運動に正確に追従するように長手テープの横方向に動かすことである。正確に行われると、データ・トラックは、テープが長手方向に駆動されるにつれて長手テープに沿った直線状に書き込まれ、かつ読み取られる。磁気テープに関しては、データは、磁気テープの長手方向に記録されたストライプを含む。サーボ・トラックは、予期されるデータ・ストライプに対して平行に、そこから横方向にオフセットして、磁気テープ上に予め記録される。典型的には、磁気テープの横方向運動は、ヘッドのいずれかの側のテープ・ガイド上に存在するフランジにより拘束され、ＬＴＭ（横方向テープ運動）と呼ばれる制限されたテープの横方向運動から主として生じる外乱の存在下で、サーボ・システムがヘッドをデータ・ストライプに追従させるようになっている。
【０００３】
サーボ・システムは、トラック追従のため、並びに１つのサーボ・トラック（又はサーボ・トラックの組）から別のサーボ・トラック（又はサーボ・トラックの組）へとシフトすること及び異なる組のデータ・ストライプを追従することの両方を目的としてヘッドを横方向に動かすために、しばしば複合アクチュエータを使用する。粗動アクチュエータと、粗動アクチュエータ上に取り付けられた微動アクチュエータとを含む複合アクチュエータは、広い動作範囲と高バンド幅の両方を提供する。高バンド幅の微動アクチュエータは、典型的には、高バンド幅を得るために移動範囲が限定されており、マスターとしての微動アクチュエータと、微動アクチュエータの運動に対するスレーブとしての粗動アクチュエータとを備えた典型的なトラック追従配置においては、テープが横方向に移動するにつれて微動アクチュエータが片側にずれたときに、粗動アクチュエータは、微動アクチュエータの運動の中心線に（より遅い速度で）追従する。
【０００４】
ローラなどのテープ・ガイドのフランジは、テープの横方向運動を制限するが、テープをたわませ、かつフランジに破片を蓄積させる傾向を有することがあり、これは、テープの寿命に影響を与え、そのうえ望ましくない動的作用を生じさせる。
【０００５】
フランジ無しのテープ・ガイドはフランジ付きテープ・ガイドの問題の解決には役立つが、拘束されないと、長手テープは、経路の一方の側からもう一方の側へと急速にシフトしがちであり、経路の一方の側を短時間しか走行しないことがある。したがって、テープを一方の側からもう一方の側まで追従しようとすると、微動アクチュエータの運動の中心線に追従している粗動アクチュエータは、テープが急速にシフトするときに、その最高速度で端から端まで移動することを要求される。この動きは、粗動アクチュエータを消耗させ、その寿命を縮めがちであり、かつ粗動アクチュエータによって電力が消費される。
【０００６】
２００９年１１月４日付で出願された米国特許出願番号第１２／６１２，４０３号の「Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｃｏａｒｓｅ  Ｓｅｒｖｏ  Ａｃｔｕａｔｏｒ  ｏｆ  Ｔａｐｅ  Ｓｅｒｖｏ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｔｏ  Ａｌｌｏｗ  Ｆｉｎｅ  Ｓｅｒｖｏ  Ａｃｔｕａｔｏｒ  ｔｏ  Ｆｏｌｌｏｗ  Ｔａｐｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ」は、微動サーボ・アクチュエータがテープのシフト偏位に追従できるように粗動サーボ・アクチュエータを位置決めするためのテープ・サーボ・システムを開示し、これは、粗動アクチュエータを、微動アクチュエータに追従させようとするのではなく、横方向シフト偏位の中点にセンタリングする。したがって、微動アクチュエータは横方向シフト偏位に追従し、その間、粗動アクチュエータは中点にとどまる。
【０００７】
従って、当該技術分野には、前述の問題に対処する必要性がある
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、テープが横方向にシフトしたときに、長手テープ上に定められた長手方向サーボ・トラックを追従するための、トラック追従サーボ・システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
ヘッドを、少なくとも１つの長手方向に定められたサーボ・トラックを有する長手テープの横方向運動に追従できるように横方向に位置決するための方法、サーボ・システム、データ・ストレージ・ドライブ、及びコンピュータ・プログラム製品が提供される。サーボ・システムは、定められたサーボ・トラックに対するヘッドの横方向位置を検知するように構成された少なくとも１つのサーボ・センサと、ヘッドを長手テープに対して横方向に並進させるように構成された微動アクチュエータと、微動アクチュエータを長手テープに対して横方向に並進させるように構成された粗動アクチュエータと、サーボ・センサを検知し、ヘッドと定められたサーボ・トラックに関する所望の位置との間の位置決めエラーを判定し、判定された位置決めエラーを低減するようにヘッドを横方向に並進させるために微動アクチュエータを操作するように構成された、位置決めエラー信号ループとを含む。
【００１０】
好ましい実施形態において、方法は、位置決めエラー信号ループから、定められたサーボ・トラックの横方向シフト偏位を検知することと、横方向シフト偏位の正の最大ピーク及び負の最大ピークを判定することと、粗動アクチュエータが定められたサーボ・トラックの横方向シフト偏位の正の最大ピークと負の最大ピークとの中点に実質的に位置決めされるように粗動アクチュエータを操作することとを含む。
【００１１】
更なる実施形態において、長手テープは、複数の定められたサーボ・トラックと、各々が２つの定められたサーボ・トラックの間に位置決めされた複数のデータバンドとを含み、中点は理論上のものあるので、粗動アクチュエータが、理論上の中点からの所望のデータバンドのオフセットに等しい理論上の中点からのオフセットに位置決めされるように、粗動アクチュエータが操作される。
【００１２】
更なる実施形態において、判定された正の最大ピークは、以前の正の最大ピークを超えるピークによってのみ更新され、判定された負の最大ピークは、以前の負の最大ピークを超えるピークによってのみ更新される。
【００１３】
別の実施形態において、ピークが最大ピークであるかどうかの判定は、ピークが横方向シフト偏位のゼロ交差の後に生じた場合にのみ実行される。
【００１４】
さらに別の実施形態において、横方向シフト偏位の正の最大ピーク及び負の最大ピークを判定するステップは、長手テープの運動の各々の長手方向について別々に実行される。
【００１５】
さらに別の実施形態は、位置決めエラー信号ループを検知して、位置決めエラー信号ループが定められたサーボ・トラックを所定の位置決めエラー閾値内でトラック追従していることを判定する、予備的なステップを付加的に含む。
【００１６】
別の実施形態において、位置決めエラー信号ループを検知するステップは、ループの積分関数を検知することを含む。
【００１７】
更なる実施形態において、位置決めエラー信号ループを検知するステップは、積分関数の振幅が所定の閾値未満であることを判定する予備的なステップを付加的に含む。
【００１８】
ここで、本発明を、例示のみの目的で、添付の図面に示される好ましい実施形態を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の好ましい実施形態を実装することができる、従来技術による例示的な磁気テープ・データ・ストレージ・ドライブの部分切取図を示す。
【図２】本発明の好ましい実施形態を実装することができる、カバーを取り除いた図１のデータ・ストレージ・ドライブの図を示す。
【図３】本発明の好ましい実施形態を実装することができる、図１の長手テープ、テープ・ヘッド及びサーボ・システムの線図を示す。
【図４】本発明の好ましい実施形態を実装することができる、図１のデータ・ストレージ・ドライブの磁気テープ・ヘッド及び複合アクチュエータの図を示す。
【図５】本発明の好ましい実施形態を実装することができる、図４の磁気テープ・ヘッド及び複合アクチュエータの部分切取側面図を示す。
【図６】本発明の好ましい実施形態を実装することができる、図３のサーボ・システムの実施形態のブロック図を示す。
【図７】本発明の好ましい実施形態を実装することができる、図６のサーボ・システムの積分器の例示的な信号の図を示す。
【図８】本発明の方法の実施形態を記述するフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明は、以下の説明において、図面を参照して、好ましい実施形態において説明され、図中、同様の符号は同一又は類似の要素を表す。本発明は、本発明の目的を達成するための最良の形態に関して説明されるが、当業者であれば、これらの教示に照らして、本発明の範囲から逸脱することなく変形を実現することができることを認識するであろう。
【００２１】
図１及び図２は、磁気テープ・データ・ストレージ媒体１１を含む長手テープに対してデータ１８の書き込み及び読み取りを行う、磁気テープ・データ・ストレージ・ドライブ１０を示す。当業者には理解されるように、磁気テープ・ドライブ又はテープ・ドライブとも呼ばれる磁気テープ・データ・ストレージ・ドライブは、種々の形態のうちのいずれの形態であってもよい。図示された磁気テープ・データ・ドライブ１０は、磁気テープ１１を、テープの長手方向のテープ経路に沿って、磁気テープ・データ・ストレージ・カートリッジ１３内の繰り出しリール１２から巻き取りリール１４へと移動させる。磁気テープ・ドライブの一例は、ＩＢＭ（登録商標）のＬＴＯ（Ｌｉｎｅａｒ  Ｔａｐｅ  Ｏｐｅｎ）磁気テープ・ドライブである。磁気テープ・ドライブの別の一例は、ＩＢＭ（登録商標）のＴｏｔａｌＳｔｏｒａｇｅ  Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ磁気テープ・ドライブである。磁気テープ・ドライブの上記の例は両方とも、シングル・リール式テープ・カートリッジ１３を使用する。代替的な磁気テープ・ドライブ及び磁気テープ・カートリッジは、リール１２及び１４が両方ともカートリッジ内に収容されているデュアル・リール式カートリッジ及びドライブである。ＩＢＭは、世界の多数の管轄区において登録されているインターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションの商標である。
【００２２】
磁気テープ媒体１１は、テープ・ヘッド６５を横切って長手方向に移動する。テープ・ヘッドは、トラック追従サーボ・システムの複合アクチュエータ１７によって支持され、横方向に動かすことができる。磁気テープ媒体が長手方向に移動する間、磁気テープ媒体は、フランジ無しのローラ・テープ・ガイド５０、５１、５２、５３により支持される。
【００２３】
典型的な磁気テープ・データ・ストレージ・ドライブは、順方向と逆方向の両方で動作して、データの読み取り及び書き込みを行う。したがって、磁気テープ・ヘッド６５は、順方向で動作する一組の読み取り及び書き込み素子と、逆方向で動作するもう一組の読み取り及び書き込み素子とを含む場合もあり、あるいは、書き込み素子のいずれかの側に二組の読み取り素子を有するようにして、同じ書き込み素子で両方向の書き込みができるようにすると同時に、二組の読み取り素子で両方向でのリード・アフター・ライトができるようになっている場合もある。
【００２４】
磁気テープ・データ・ストレージ・ドライブ１０は、外部システムから受信したコマンドに従って磁気テープ・データ・ストレージ・ドライブを作動させるための、１つ又は複数の制御部２０を含む。外部システムは、当業者には公知のように、ネットワーク、ホスト・システム、データ・ストレージ・ライブラリ又はオートメーション・システム、データ・ストレージ・サブシステム等を含むことができる。制御部は、典型的には論理及び／又は１つ若しくは複数のマイクロプロセッサを、マイクロプロセッサ及びドライブを作動させるための情報及びプログラム情報を格納するためのメモリと共に含む。プログラム情報は、フロッピィ又は光ディスクといった制御部２０への入力を介して、又は磁気テープ・カートリッジから読み出すことにより、又は他のいずれかの適切な手段により、制御メモリに供給することができる。磁気テープ・データ・ストレージ・ドライブ１０は、スタンドアロン型ユニットを構成することができ、又はテープ・ライブラリ若しくは他のサブシステムの一部を構成することができ、これは、外部システムを構成することができる。当業者には公知のように、制御部２０は、磁気テープ媒体から読み取られるデータ及びそこに書き込みされるデータのためのデータ・フロー及びフォーマッタを提供する。
【００２５】
カートリッジ・レシーバ３９は、単一の方向に方向づけられた磁気テープ・カートリッジ１３を受け入れるように、かつ、磁気テープ・カートリッジを、例えばガイド・ピン４１を用いてカートリッジ・レシーバに対して位置合わせするように、構成される。正しい向きは、例えばカートリッジ上の矢印４２により、カートリッジ自体の上に図示することができる。当業者には公知のように、正しい向きは、カートリッジの特定の形状により、又はレシーバと相互に作用する種々のノッチを用いて実現することができる。磁気テープ・カートリッジの向きは、磁気テープ１１がカートリッジ・レシーバの指定された地点でカートリッジから出るような向きとされる。テープ・スレッディング機構は、磁気テープ１１の自由端を、例えば自由端のリーダ・ブロックを巻き取りリールの中心軸線７５に位置決めして、磁気テープ・カートリッジ１３から巻き取りリール１４まで移動させることができる。磁気テープはこのようにしてテープ経路に沿って位置決めされる。
【００２６】
図示された実施形態においては、フランジ無しテープ・ガイド・ローラ５０、５１、５２及び５３は各々、磁気テープ１１が磁気テープ・ヘッド６５を横切るためのテープ経路を提供するように方向付けられた円筒状表面８０、８１、８２、８３を有する。
【００２７】
テープ経路は、磁気テープ・カートリッジ１３と磁気テープ・ヘッド６５との間に位置決めされた少なくとも１つのフランジ無しテープ・ガイド・ローラ５０を含み、そして磁気テープ・ヘッド６５のいずれかの側に少なくとも１つのフランジ無しテープ・ガイド・ローラ５０、５１を含むことができる。付加的なテープ・ガイド・ローラ又は他のタイプのガイドをテープ経路の長さ及び／又は複雑さに応じて設けることができ、好ましくはテープ・ガイド・ローラ５２及び５３のようなフランジ無しテープ・ガイド・ローラを含む。
【００２８】
図３を参照すると、当業者には公知のように、図２のローラ５０、５１、５２及び５３のようなフランジ無しテープ・ガイドは、フランジ付きテープ・ガイドの問題の解決には役立つが、長手テープ１１が磁気テープ・ヘッド６５を横切って長手方向に移動する際に、拘束されないと、テープは、テープ・ヘッドの一方の側からもう一方の側へと急速にシフトしがちであり、テープ・ヘッドの一方の側を短時間しか走行しない傾向がある。
【００２９】
さらに図３を参照すると、長手テープ１１は、図１の制御部２０のテープ運動コントローラ６６の制御下のリール・モータ１５及び１６により、テープ・ヘッド６５を横切ってリール１２及び１４（テープ・ガイド・ローラは図示されていない）の間を移動する。リール・モータは、磁気テープ媒体が、もう一方のリールに巻き取られるのと同じ速度で一方のリールから繰り出されることを保証するよう、テープ運動コントローラにより制御される種々の速度で操作される。テープ運動コントローラはまた、テープ・ヘッド６５において磁気テープ媒体にかかる張力を制御するために、各駆動モータ１５及び１６にかかるトルクを制御する。
【００３０】
磁気テープ・ヘッド６５は、テープ１１の少なくとも１つのサーボ・トラック６８に記録されたサーボ・パターンを検知する少なくとも１つのサーボ読み取りヘッド又はセンサ７６を含む。サーボ・トラック６８は、テープ１１にわたって種々の位置にいくつかの平行なサーボ・トラックを含むことができ、サーボ・センサ７６は、一例において、２つのサーボ・トラックが離間されているのと同じ距離だけ離間された複数のサーボ読み取りセンサを含む。当業者には理解されるように、サーボ・トラックは、典型的には、長手方向にテープの全長にわたって延びており、テープ・カートリッジ１３の製造プロセスの一部として、予め記録され、定められている。データ・ヘッドは、幾つかのデータ読み取り／書き込みトランスデューサを含むことができ、例えば複数の平行なデータ・トラックを収容する、テープのデータ・トラック領域の上に位置決めされる。当業者には理解されるように、典型的には、磁気テープ・システムの定められたサーボ・トラックは、データ・トラックに平行であり、かつデータ・トラックからオフセットしており、例えば、サーボ・トラック６８間にデータバンドを形成する。サーボ・トラックは、トラックの中心線を表す単一の線として描かれているが、一例において、サーボ・トラックは十分に広いので、サーボ・ヘッドを中心線からオフセットすることにより、単一のサーボ・トラック又はサーボ・トラックの組でデータバンド内の種々のデータ・トラックの組をサーボ制御することを可能にすることができる。
【００３１】
テープ１１がテープ経路に沿って長手方向に移動するにつれて、サーボ読み取りヘッド７６はサーボ信号を読み取り、この信号が、サーボ信号線路８４でサーボ・デコーダ８６に送られる。サーボ・デコーダは受信したサーボ信号を処理して位置信号を生成し、これは位置信号線路８８でサーボ制御部９０に送られる。サーボ制御部９０は、図１の制御部２０の機能のうちの幾つかを含む。図３において、サーボ制御部９０は、シーク信号に応答して、複合アクチュエータ１７をサーボ・トラック間で動かし、位置信号に応答して、アクチュエータ１７を所望のサーボ・トラックに追従させる。
【００３２】
上述のように、長手テープ１１が磁気テープ・ヘッド６５を長手方向に横切って移動するときに、テープはテープ・ヘッドの一方の側からもう一方の側へと急速にシフトしがちであり、テープ・ヘッドの一方の側を短時間しか走行しないことがある。テープ１１のシフトの結果として、図３に横方向シフト極値７７と横方向シフト極値７９との間のシフトとして示される、２つの極値間の横方向シフト偏位を含む、サーボ・トラック６８の横方向のシフトが生じる。
【００３３】
図３、図４及び図５を参照すると、複合アクチュエータ１７の一実施形態が示される。アクチュエータ１７は、磁気テープ・ヘッド６５を取り付けるアクチュエータ・アーム３２を含む。粗動アクチュエータ・モータ５９は、リードねじ３６を駆動して、微動アクチュエータ・ステージ４４を開口部４４Ａにおいて基部５５に対して直角な垂直方向に動かす。回転防止ピン３４を受け入れるために開口部４４Ｂが設けられ、ハウジング２６とステージ４４との間に荷重ばね４８が設けられる。ねじりばね４６がステージ４４に固定され、その端部４６Ａ及び４６Ｂでアクチュエータ・アーム３２に結合されているので、ステージ４４は、アクチュエータ・アーム３２に取り付けられたヘッド６５をテープを横切る垂直方向に動かすことができるようになっている。
【００３４】
アクチュエータ・アーム３２の一端に微動アクチュエータ・コイル組立体６０が取り付けられている。コイル組立体６０は、コイル・フレーム７１と、コイル７２と、マンドレル７４とを含む。コイル７２は、上部７２Ａ及び下部７２Ｂを有しており、Ｎ極とＳ極とがほぼ線路７０において分かれるように配列された、磁石ハウジング３８内に保持された磁石４０Ａと４０Ｂとの間に配置される。コイル７２に電流が印加されると、コイルは垂直方向に動き、アクチュエータ・アーム３２をねじりばね４６の周りで旋回させ、テープ・ヘッド６５をテープ１１の横方向に動かして、トラック追従モードの場合のような小規模な調整を行う。
【００３５】
サーボ制御部９０は、位置信号に応答して、所望のサーボ・トラックを追従するように微動アクチュエータ６０を操作するためのサーボ制御信号を線路９１上に生成し、そして微動アクチュエータの運動が最大限の動きに対処するには不十分である場合、又は他の目的で大規模な動きが必要とされる場合には、サーボ制御部９０は、粗動アクチュエータ５９が微動アクチュエータを所望の方向に動かすようにさせるためのサーボ制御信号を線路９３上に生成する。
【００３６】
高バンド幅を提供するが移動範囲が制限されている微動アクチュエータと、広い動作範囲を提供する粗動アクチュエータの両方を全てが有する、代替的な複合アクチュエータが当業者には公知である。
【００３７】
サーボ制御部９０の実施形態が、サーボ・システム１８０の位置決めエラー信号ループ１７０の一部として図６に示される。初期化された後の通常のサーボ・システムの動作は、米国特許出願番号第１２／６１２，４０３号において論じられている。簡単に述べれば、ヘッド６５のサーボ・センサ７６によってサーボ信号が検知され、サーボ・トラックに対するサーボ・センサの位置がサーボ信号から信号デコーダ８６により検出される。検出された位置信号は線路８８に送られ、好ましくはデジタル信号を含む。次いで、位置信号は比較器１７８によって参照信号１７７と比較され、読み取り値と定められたサーボ・トラックに関連した所望の位置との間の位置決めエラー信号又は「ＰＥＳ」と呼ばれる位置決めエラーが、線路１７９上で判定される。
【００３８】
微動アクチュエータ・サーボは、典型的には、位置決めエラー信号ループ内に補償器関数１８５を有しており、これは、妥当な安定余裕を有する最大バンド幅を可能にするように設計されている。補償器関数１８５は、ＰＥＳ信号に可変利得を適用することによりＰＥＳ信号を変更し、この利得は、入力ＰＥＳ信号１７９の周波数に基づき、又は別の観点からすると入力ＰＥＳ信号の変化の速度に基づく。
【００３９】
補償器関数１８５は、所望の静的及び動的システム性能並びに全体としての安定性を実現するために、積分器関数１８７と、進み／遅れ関数要素１８６のような他の伝達関数要素とを含む。各要素は、個別のコンポーネントを用いるアナログ・フィルタ、又はＩＩＲ（無限インパルス応答）若しくはＦＩＲ（有限インパルス応答）などのデジタル・フィルタのいずれかのフィルタとして、又はマイクロプロセッサにその関数を実行させるマイクロコードとして実装することができる。
【００４０】
積分器関数１８７は、周波数が増大するにつれて一般に利得が小さくなる応答２００を提供する。これは、積分される信号の幾つかのサンプルの総和としても機能することができる。進み／遅れ要素１８６は、特定の周波数範囲において強められ又は弱められる応答２０１を提供する。合成された応答２０５は、当業者には理解されるように、高バンド幅及び安定性の両方を有する微動アクチュエータ６０に対するサーボ信号を提供する。デジタル−アナログ変換器２０６及び電力増幅器２０７が、微動アクチュエータ６０に信号を印加する。
【００４１】
積分器関数１８７は、微動アクチュエータに印加される電流、したがって力を近似する現在の信号を以前の信号とともに積分して、微動アクチュエータのＰＥＳの直流電流（ＤＣ）成分を判定する。微動アクチュエータがばね上に取り付けられている場合、積分器関数は、微動アクチュエータの位置を表す。代替的な積分関数は、微動アクチュエータのための駆動電流のＤＣ成分を判定することを含む。
【００４２】
このようにして、積分器関数の出力２００は、実際の横方向テープ運動（ＬＴＭ）を忠実に近似する。
【００４３】
粗動アクチュエータがＰＥＳに従う場合は、接続２００上の積分関数出力信号は、ドライバ２１１に積分制御信号を提供し、ドライバは、粗動アクチュエータ５９を駆動して、微動アクチュエータを並進させるように粗動アクチュエータを操作する。
【００４４】
粗動アクチュエータがステッパ・モータである場合、ドライバ２１１は、デジタル・アップ・ダウン論理及びステッパ・ドライバであることが好ましい。ステッパ・モータの１ステップは、微動アクチュエータの例えば３ミクロンの直線並進をもたらすことができる。代替的に、粗動アクチュエータがアナログである場合には、ドライバ２１１は、デジタル信号をアナログに変換し、電力増幅器を用いて粗動アクチュエータ５９を操作することができる。
【００４５】
粗動アクチュエータは、シーク関数１８３によって操作することも可能であり、シーク関数は、粗動アクチュエータを１つのサーボ・トラック若しくはサーボ・トラックの組から別のサーボ・トラック若しくはサーボ・トラックの組に移動させ、又は、サーボ・トラック若しくはサーボ・トラックの組内でのヘッドの位置を調整することにより、粗動アクチュエータをデータバンド内のデータ・トラックの組の間で移動させる。
【００４６】
積分器の出力２００は、本発明の好ましい実施形態によれば、シフト制御部２２０にも供給され、シフト制御部は、粗動アクチュエータを特定の位置に移動させ、その位置に維持する。
【００４７】
図３、図６、図７及び図８を参照すると、上述のように、図２のフランジ無しテープ・ガイド５０、５１、５２及び５３はフランジ付きテープ・ガイドの問題の解決には役立つが、拘束されないと、長手テープ１１は、経路の一方の側からもう一方の側へと急速にシフトしがちであり、経路の一方の側を短時間しか走行しないことがある。その動きは、微動アクチュエータ６０の一方向における範囲を超える場合があり、微動アクチュエータの偏位を小さくするために粗動アクチュエータを常に動かすことになる。したがって、テープを一方の側からもう一方の側まで追従しようとすると、微動アクチュエータ６０の動きに追従している粗動アクチュエータ５９は、テープが急速にシフトするときに、端から端まで移動することを要求される。この動きは、粗動アクチュエータを消耗させ、その寿命を縮めがちであり、かつ粗動アクチュエータによって電力が消費される。さらに、その応答は、テープのシフトに比べて遅い。
【００４８】
米国特許出願番号第１２／６１２，４０３号は、粗動アクチュエータを、微動アクチュエータに追従させようとするのではなく、横方向シフト偏位の中点にセンタリングすることにより、この問題を解決する。したがって、微動アクチュエータは横方向シフト偏位に追従し、その間、粗動アクチュエータは中点にとどまる。
【００４９】
本発明の好ましい実施形態は、横方向シフト偏位の正の最大ピーク及び負の最大ピークを判定することにより粗動アクチュエータのための中点を決定し、粗動アクチュエータが定められたサーボ・トラックの横方向シフト偏位の正の最大ピークと負の最大ピークとの中点に実質的に位置決めされるように、粗動アクチュエータを操作する。
【００５０】
図７は、テープ・ヘッド６５における例示的な磁気テープ１１の横方向のテープ運動を示す。図示された信号は、例えば、積分器関数１８７の信号とすることができる。テープ位置は二位置的（ｂｉ−ｐｏｓｉｔｉｏｎａｌ）であり、即ち、通常は上位置又は下位置のいずれかにあることが優先され、テープ経路の中心にあることはめったにないことに留意されたい。上又は下への横方向テープ運動の絶対値は可変であり得る。当業者には公知のように、テープの横方向運動の絶対値の変動は、テープが繰り出されているリールへのテープの巻かれ方、リールのフランジ、データ・ストレージ・ドライブ内での、テープ・カートリッジ軸線、データ・ストレージ・ドライブ・リール及びテープ・ガイドの相対角度、並びに長手方向のテープの移動の速度又はバック・ヒッチ状態といった種々の要因のいずれかに依るものであり得る。
【００５１】
ステップ２３０において、サーボ・センサ７６は、例えば、テープがデータ・ストレージ・ドライブに装填され、所定スピードまで到達するときに、１つのサーボ・トラック又は隣接するサーボ・トラック６８にロックされる。一例において、テープ経路の中心を判定するために、中心に位置するデータバンドの両側にわたるサーボ・トラックがロックの対象に選択される。ステップ２３３は、テープの動きが安定化するための整定時間を表す。例えば、テープは、所定スピードに到達するまでの、長手方向での加速又は減速プロセスにあり得る。
【００５２】
ステップ２３５において、信号デコーダ８６及びサーボ制御部は、位置決めエラー信号ループを検知し、位置決めエラー信号ループが、定められたサーボ・トラックを所定の位置決めエラー閾値内でトラック追従していることを判定する、予備的ステップを実行する。このステップは、サーボ・システムが実際にトラック追従していることを保証するためのものである。好ましい実施形態において、ＰＥＳは５μｍ以下でなければならない。サーボ・システムがトラック追従していない場合、プロセスは、トラック追従が機能するようになるまでループする。
【００５３】
本発明の好ましい実施形態に従って展開される中心位置は、主としてドライブに関連するものとなる傾向がある。それゆえ、粗動アクチュエータは、最初に、中心になる可能性が最も高い位置に位置決めすることができる。しかしながら、最初の位置決めが全面的に正しいという保証はない。別の予備的ステップ２３８において、ＰＥＳは、積分関数１８７に供給され、シフト制御部２２０が、積分関数の振幅が所定の閾値未満であることを判定する。このようにして、粗動アクチュエータが正しく位置決めされていないため微動アクチュエータが所望の範囲を超えて並進する危険がある場合には、ステップ２３８においてそのことが検出され、そして、ステップ２４０において、積分器を閾値内に入らせるように粗動アクチュエータが動かされる。この事例では、ステップ２４０は、サーボ・トラックの位置から遠い位置にある場合にのみ、粗動アクチュエータを動かす。好ましい実施形態において、プロセスは、ステップ２３８において再び閾値を検定する前に、予備的ステップ２３５を通るサイクルを経る。
【００５４】
シフト制御部２２０は正及び負の最大ピークを探しており、ステップ２４５は、ピークが最大ピークであるかどうかの判定を、そのピークが横方向シフト偏位のゼロ交差の後に生じた場合にのみ観察するように限定することにより、正と負の間で切り替えを行う。よって、ステップ２４５は、積分器のゼロ値交差を待機する。ステップ２４６は、以前に検知されたピーク（ピークが最大ピークとして選択されたか否かに依らない）に基づき、又は以前のゼロ交差に基づき、ステップ２４５で検出された現在のゼロ交差が負のゼロ交差であるか正のゼロ交差であるかを判定する。
【００５５】
ステップ２４６が、負のゼロ交差が生じたと判定した場合、ステップ２４７は、積分器信号を観察し、次に遭遇する負のピーク２５０が最大ピークであるかどうかを判定する。図７に示された例において、ピーク２５０は、遭遇した最初のピークであり、したがって最大ピークであるので、その値がステップ２４７において記録される。
【００５６】
次にステップ２４６が、正のゼロ交差が生じたと判定した場合、ステップ２４９は、積分信号を観察し、次に遭遇する正のピーク２５１が最大ピークであるかどうかを判定する。ピーク２５１は、遭遇した最初のピークであり、したがって最大ピークである。
【００５７】
正と負の両方の最大ピークを検出した上で、ステップ２６０は、現在の信号が、判定された最大値及び最小値の中心にあるかどうかを判定し、最大値は正の最大ピークを含み、最小値は負の最大ピークを含む。中心になかった場合には、ステップ２６５において、シフト制御部２２０は、粗動アクチュエータを操作して、信号が中心になるように動かし、最大値及び最小値を確立する。次いで、プロセスはステップ２３５に戻る。
【００５８】
正確な正の最大ピーク及び負の最大ピークを見つけるために、プロセスを少なくともある期間にわたって続ける。詳細には、判定された正の最大ピークは、以前の正の最大ピークを超えるピークによってのみ更新され、判定された負の最大ピークは、以前の負の最大ピークを超えるピークによってのみ更新される。
【００５９】
例えば、ステップ２４６において検出された次の負のゼロ交差において、ステップ２４７は、負のピーク２７０が以前の負の最大ピークを超えたかどうかを判定する。この例では、負のピーク２７０は以前の負の最大ピーク２５０を超えている。よって、ステップ２４７は、負の最大ピークをピーク２７０の値で更新し、ステップ２６０は、新たなピークに起因して中心が移動したことを判定する。ステップ２６５は、粗動アクチュエータ５９を調整し、調整が反映されるように最大値及び最小値を調整する。次に、ステップ２４６において正のゼロ交差を検出した後で、ステップ２４９は、正のピーク２７１が以前の正の最大ピーク２５１を超えたかどうかを判定する。この例では、正のピーク２７１は以前の正のピーク２５１を超えており、ステップ２６０は、新たなピークに起因して中心が僅かにシフトしたことを判定する。ステップ２６５は、粗動アクチュエータ５９を調整し、調整が反映されるように最大値及び最小値を調整する。
【００６０】
プロセスを繰り返し、負のピーク２８０及び正のピーク２８１を調べる。しかしながら、どちらのピークも以前の最大ピークを超えておらず、無視されるので、ステップ２６０は、プロセスを次のピークの検定に戻す。
【００６１】
例えば、ステップ２４６において検出された次の負のゼロ交差において、ステップ２４７は、負のピーク２９０が以前の負の最大ピークを超えたかどうかを判定する。この例では、負のピーク２９０は以前の負の最大ピーク２７０を超えている。よって、ステップ２４７は、負の最大ピークをピーク２９０の値で更新し、ステップ２６０は、新たなピークに起因して中心が移動したことを判定する。ステップ２６５は、粗動アクチュエータ５９を調整し、調整が反映されるように最大値及び最小値を調整する。
【００６２】
ステップ２４６において検出された次の正のゼロ交差において、ステップ２４７は、正のピーク２９１が以前の正の最大ピークを超えたかどうかを判定する。この例では、正のピーク２９１は以前の正の最大ピーク２７１を超えている。よって、ステップ２４７は、正の最大ピークをピーク２９１の値で更新し、ステップ２６０は、新たなピークに起因して中心が移動したことを判定する。ステップ２６５は、粗動アクチュエータ５９を調整し、調整が反映されるように最大値及び最小値を調整する。
【００６３】
この例では、その後の全ての負及び正のピークは以前のピークを超えないので、無視される。次いで、粗動アクチュエータの中心位置は、例えばシフト制御プロセッサのメモリ内に入れることにより、この磁気テープの現在の運動方向について固定することができる。
【００６４】
好ましい実施形態において、横方向シフト偏位の正の最大ピーク及び負の最大ピークを判定するステップは、テープの運動の各々の長手方向について、別々に実行される。図１を参照すると、例えば、リールの仕様は、データ・ストレージ・ドライブのリール１４の方がポータブル・データ・ストレージ・カートリッジ１３のリール１２よりも厳しい。したがって、結果として生じる横方向テープ運動は、テープの移動方向、及びどちらのリールからテープが繰り出されているかによって、異なるものとなり得る。
【００６５】
図３を参照すると、微動アクチュエータの横方向運動は制限されており、高バンド幅を提供する。横方向運動は、例えば、位置７７から位置７９までの横方向偏位を一定量だけ超えるが、磁気テープ１１の一方の側からもう一方の側まで移動するには不十分であり、サーボ・システムが別のデータバンドに移動して、サーボ・センサ７６がサーボ・トラック６８の別の組をトラック追従しようとする場合には、粗動アクチュエータの再位置決めが必要となる。したがって、長手テープが複数の定められたサーボ・トラックと、各々が２つの定められたサーボ・トラック間に位置決めされた複数のデータバンドとを含む場合には、中点は理論上のものであるので、粗動アクチュエータが理論上の中点からの所望のデータバンドのオフセットに等しい理論上の中点からのオフセットに位置決めされるように、粗動アクチュエータが操作される。図示された例では５つのサーボ・トラックが存在し、この場合、理論上の中点は、中央のサーボ・トラックの中央とすることができ、あるいは、所定のデータバンドのいずれかの側のサーボ・トラック内の位置とすることができる。
【００６６】
テープの長手方向運動の各方向について最終的に判定された中点、又はいくつかのテープから取った平均を格納し、その後のテープのための粗動アクチュエータの初期開始位置として使用することができる。
【００６７】
実装は、ソフトウェア、ファームウェア、マイクロコード、ハードウェア、及び／又はそのいずれかの組み合わせを含むことができる。実装は、制御部２０又はサーボ制御部９０のような、媒体内に実装されたコード又は論理の形態を取ることができ、ここで媒体は、ハードウェア論理（例えば集積回路チップ、プログラマブル・ゲート・アレイ［ＰＧＡ］、特定用途向け集積回路［ＡＳＩＣ］、又はその他の回路、論理若しくはデバイス）を含むことができ、磁気ストレージ媒体などのコンピュータ可読ストレージ媒体（例えば電子、磁気、光学、電磁気、赤外線又は半導体のシステム、半導体又は固体メモリ、磁気テープ、取り外し可能なコンピュータ・ディスケット、及びランダム・アクセス・メモリ［ＲＡＭ］、読み出し専用メモリ［ＲＯＭ］、剛体磁気ディスク及び光ディスク、コンパクト・ディスク−読み出し専用メモリ［ＣＤ−ＲＯＭ］、コンパクト・ディスク−読み出し／書き込み［ＣＤ−Ｒ／Ｗ］、及びＤＶＤ）に格納される。
【００６８】
当業者であれば、上で論じられた方法に関して、ステップの順序の変更を含めて、変更を行うことができることを理解するであろう。さらに、当業者であれば、本明細書において示されたものとは異なる特定のコンポーネント構成を用いることができることを理解するであろう。
【００６９】
本発明の態様は、本発明の実施形態による方法、装置（システム）及びコンピュータ・プログラム製品のフローチャート図及び／又はブロック図を参照して上記で説明された。フローチャート図及び／又はブロック図の各ブロック、並びにフローチャート図及び／又はブロック図内のブロックの組み合わせは、コンピュータ・プログラム命令によって実装することができることが理解されるであろう。これらのコンピュータ・プログラム命令を、コンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、又は他のデバイスを特定の方式で機能させるように指示することができるコンピュータ・プログラム製品として、上記で論じられたようなプロセッサに提供し、上記で論じられたようなコンピュータ可読ストレージ媒体内に格納し、その結果、そのコンピュータ可読媒体内に格納された命令が、フローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロックにおいて指定された機能／動作を実装する命令を含む製品を製造するようにすることもできる。コンピュータ・プログラム命令はまた、コンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、又は他のデバイス上にロードして、コンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、又は他のデバイス上で実行される一連の動作ステップによりコンピュータ実施のプロセスを生成し、その結果、コンピュータ又は他のプログラム可能装置上で実行される命令が、フローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロックにおいて指定された機能／動作を実行するプロセスをもたらすようにすることもできる。
【００７０】
上記の図面内のフローチャート及びブロック図は、本発明の種々の実施形態によるシステム、方法及びコンピュータ・プログラム製品の可能な実装のアーキテクチャ、機能及び動作を示す。この点に関して、フローチャート又はブロック図内の各ブロックは、特定の論理関数を実装するための１つ又は複数の実行可能命令を含むモジュール、セグメント、又はコードの部分を表すことができる。幾つかの代替的な実装において、ブロック内に記した機能は、図中に記された順序とは異なる順序で行われ得ることにも留意すべきである。例えば、連続して示された２つのブロックは、関与する機能に応じて、実際には、実質的に同時に実行されることもあり、又はこれらのブロックは、ときには逆の順序で実行されることもある。また、ブロック図及び／又はフローチャート図の各ブロック、及び、ブロック図及び／又はフローチャート図のブロックの組み合わせは、特定の機能又は動作を実行する専用ハードウェアをベースとするシステム、又は専用ハードウェアとコンピュータ命令との組み合わせによって実行できることにも留意される。
【００７１】
当業者であれば、上記で論じられた方法に関して、ステップの順序の変更を含む変更を行うことができることを理解するであろう。さらに、当業者であれば、本明細書において示されたものとは異なる特定のコンポーネント構成を用いることができることを理解するであろう。
【００７２】
本発明の好ましい実施形態を詳細に示してきたが、当業者であれば、添付の特許請求の範囲で記述される本発明の範囲から逸脱することなくこれらの実施形態の修正及び応用に想到することができることは明らかである。
【符号の説明】
【００７３】
１０：磁気テープ・データ・ストレージ・ドライブ
１１：磁気テープ・データ・ストレージ媒体（磁気テープ）
１２：繰り出しリール
１３：テープ・データ・ストレージ・カートリッジ（磁気テープ・カートリッジ）
１４：巻き取りリール
１５、１６：リール・モータ（駆動モータ）
１７：複合アクチュエータ
１８：データ
２０：制御部
２６：ハウジング
３２：アクチュエータ・アーム
３４：回転防止ピン
３６：リードねじ
３８：磁石ハウジング
３９：カートリッジ・レシーバ
４０Ａ、４０Ｂ：磁石
４１：ガイド・ピン
４４：微動アクチュエータ・ステージ
４４Ａ、４４Ｂ：開口部
４６：ねじりばね
４８：荷重ばね
５０、５１、５２、５３：ローラ・テープ・ガイド（テープ・ガイド・ローラ）
５５：基部
５９：粗動アクチュエータ
６０：微動アクチュエータ
６５：磁気テープ・ヘッド
６８：サーボ・トラック
７１：コイル・フレーム
７２：コイル
７４：マンドレル
７６：サーボ・センサ
７７、７９：横方向シフト極値
１７０：位置決めエラー信号ループ
１８０：サーボ・システム
２５０、２７０、２８０、２９０：負のピーク
２５１、２７１、２８１、２９１：正のピーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005567697.tif 000008
【図８】
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