(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気テープ・ドライブのテープ・ヘッドの横方向位置を制御するための方法であって、
第１のセンサを使用して磁気テープ上の第１のサーボ帯域から位置マークを読み取ることによって第１のサーボ信号を決定するステップと、
第２のセンサを使用して前記磁気テープ上の第２のサーボ帯域から位置マークを読み取ることによって第２のサーボ信号を決定するステップと、
前記第２のサーボ信号を前記第１のサーボ信号に対して遅延時間だけ遅延させて遅延された第２のサーボ信号を生成するステップであって、前記遅延時間が前記磁気テープの縦振動の周波数（ｆ）に基づく、前記生成するステップと、
前記第１のサーボ信号および前記遅延された第２のサーボ信号に基づいて平均信号を計算するステップと、
前記平均信号からサーボ情報を決定するステップであって、前記サーボ情報が前記磁気テープに対する前記テープ・ヘッドの理想的な横方向位置からの前記テープ・ヘッドの前記横方向位置のずれを示す、前記決定するステップと、
前記ずれが減少するように前記テープ・ヘッドの前記横方向位置を調整するために前記テープ・ヘッドを制御するステップと
を備える方法。
【請求項２】
前記遅延時間（Δｔ）が、
【数１】
0006654993.tif 000007
、ここで、ｎ＝１、３、５…、および
【数２】
0006654993.tif 000008
となるように選択され、ここで、δは外乱である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記遅延時間Δｔが、
【数３】
0006654993.tif 000009
である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記遅延時間Δｔが、前記磁気テープの縦方向における、前記センサのうちの一方の他方のセンサに対する相対的空間変位Δｓによって発生する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記磁気テープの縦方向速度を決定するステップと、
前記遅延時間Δｔおよび前記磁気テープの前記決定された縦方向速度の関数として前記空間変位Δｓを決定するステップと
をさらに備える、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記空間変位Δｓが、前記テープ・ヘッドを軸を中心にして角度Ψだけ傾けることによって発生し、前記軸が前記磁気テープの平面に対して垂直である、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記磁気テープの縦方向速度を決定するステップと、
前記遅延時間Δｔ、前記第１のセンサと前記第２のセンサの間の横方向距離、および前記磁気テープの前記決定された縦方向速度の関数として前記角度Ψを決定するステップと
をさらに備える、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記遅延時間Δｔが、前記第２のサーボ信号の決定後に、前記第２のサーボ信号に遅延時間を導入することによって発生する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記磁気テープ・ドライブがデータ・ストレージ・ユニットと通信し、前記データ・ストレージ・ユニットが媒体の種類の事前に定義された番号に対する前記遅延時間Δｔを含んでいるルックアップ・テーブルを備え、前記遅延時間Δｔの決定が、前記ルックアップ・テーブルにアクセスするステップと、前記決定された媒体の種類に対応する前記ルックアップ・テーブルのエントリから前記遅延時間Δｔを決定するステップとを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記磁気テープ・ドライブがデータ・ストレージ・ユニットと通信し、前記データ・ストレージ・ユニットが前記磁気テープの縦方向速度および媒体の種類の事前に定義された番号に対する前記空間変位Δｓを含んでいるルックアップ・テーブルを備え、前記空間変位Δｓの前記決定が、前記ルックアップ・テーブルにアクセスするステップと、前記磁気テープの前記決定された縦方向速度および媒体の種類に対応する前記ルックアップ・テーブルのエントリから前記空間変位Δｓを決定するステップとを備える、請求項５に記載の方法。
【請求項１１】
前記磁気テープ・ドライブがデータ・ストレージ・ユニットと通信し、前記データ・ストレージ・ユニットが、前記磁気テープの縦方向速度および媒体の種類の事前に定義された番号に対する前記角度Ψを含んでいるルックアップ・テーブルを備え、前記角度Ψの前記決定が、前記ルックアップ・テーブルにアクセスするステップと、前記磁気テープの前記決定された縦方向速度および媒体の種類に対応する前記ルックアップ・テーブルのエントリから前記角度Ψを決定するステップとを備える、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
磁気テープ・ドライブのテープ・ヘッドの横方向位置を制御するためのコンピュータ・プログラムであって、
第１のセンサを使用して磁気テープ上の第１のサーボ帯域から位置マークを読み取ることによって第１のサーボ信号を決定するステップと、
第２のセンサを使用して前記磁気テープ上の第２のサーボ帯域から位置マークを読み取ることによって第２のサーボ信号を決定するステップと、
前記第２のサーボ信号を前記第１のサーボ信号に対して遅延時間だけ遅延させて遅延された第２のサーボ信号を生成するステップであって、前記遅延時間が前記磁気テープの縦振動の周波数（ｆ）に基づく、前記生成するステップと、
前記第１のサーボ信号および前記遅延された第２のサーボ信号に基づいて平均信号を計算するステップと、
前記平均信号からサーボ情報を決定するステップであって、前記サーボ情報が前記磁気テープに対する前記テープ・ヘッドの理想的な横方向位置からの前記テープ・ヘッドの前記横方向位置のずれを示す、前記決定するステップと、
前記ずれが減少するように前記テープ・ヘッドの前記横方向位置を調整するために前記
テープ・ヘッドを制御するステップと、を磁気テープ・ドライブに実行させる、コンピュータ・プログラム。
【請求項１３】
前記遅延時間（Δｔ）が、
【数４】
0006654993.tif 000010
、ここで、ｎ＝１、３、５…、および
【数５】
0006654993.tif 000011
となるように選択され、ここで、δは外乱である、請求項１２に記載のコンピュータ・プログラム。
【請求項１４】
前記遅延時間Δｔが、
【数６】
0006654993.tif 000012
である、請求項１２に記載のコンピュータ・プログラム。
【請求項１５】
テープ・ヘッドを使用して磁気テープからデータを読み取るための磁気テープ・ドライブであって、
前記テープ・ヘッドが磁気テープから信号を決定するように適合された少なくとも２つのセンサを備え、前記磁気テープが少なくとも２つのサーボ帯域を備え、前記サーボ帯域が前記磁気テープに対する前記テープ・ヘッドの横方向位置を示す位置マークを備え、前記位置マークが前記磁気テープのサーボ帯域ごとに同一の横方向位置情報を提供し、前記テープ・ヘッドが前記磁気テープと物理的に接触し、前記物理的接触が、前記磁気テープがゼロ以外の速度で前記テープ・ヘッドを通過する際に前記磁気テープの縦振動を引き起こし、前記振動の周波数がｆであり、
第１のセンサを使用して第１のサーボ帯域から前記位置マークを読み取ることによって第１のサーボ信号を決定することと、
第２のセンサを使用して第２のサーボ帯域から前記位置マークを読み取ることによって第２のサーボ信号を決定することと、
前記第２のサーボ信号を前記第１のサーボ信号に対して遅延時間だけ遅延させることであって、前記遅延させることによって遅延された第２のサーボ信号を生成し、前記遅延時間が前記磁気テープの前記縦振動の前記周波数ｆによって決まる、前記遅延させることと
前記第１のサーボ信号と前記遅延された第２のサーボ信号の平均信号を決定することと、
前記平均信号からサーボ情報を決定することであって、前記サーボ情報が前記磁気テープに対する前記テープ・ヘッドの理想的な横方向位置からの前記テープ・ヘッドの前記横方向位置のずれを示す、前記決定することと、
前記決定されたずれが減少するように前記テープ・ヘッドの前記横方向位置を再調整することと、を行う磁気テープ・ドライブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気テープ・ドライブのテープ・ヘッドの横方向位置を制御するための方法、ならびに対応する磁気テープ・ドライブおよびコンピュータ・プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気テープの記録では、磁気テープ搬送システムが、磁気テープをカートリッジ・リールから巻き取りリールへ、および巻き取りリールからカートリッジ・リールへ、一組のローラによって導いて移動させる。ローラ間で振動する圧縮波は、テープ・ヘッドの摩擦によって励起され、サーバのリードバック信号で観察される高周波速度変動につながる。タイミング・ベースのサーボ・システムにおいて、これは特に、圧縮波による外乱が、トラック追従サーボ・コントローラが外乱を増幅する周波数範囲に偽信号を発生させた場合、トラック追従性能の低下を引き起こす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、磁気テープ・ドライブのテープ・ヘッドの横方向位置を制御するための方法、コンピュータ・プログラム、および磁気テープ・ドライブを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
実施形態は、磁気テープ・ドライブのテープ・ヘッドの横方向位置を制御するための方法、システム、およびコンピュータ・プログラムを含む。態様は、第１のセンサを使用して磁気テープ上の第１のサーボ帯域から位置マークを読み取ることによって第１のサーボ信号を決定するステップと、第２のセンサを使用して磁気テープ上の第２のサーボ帯域から位置マークを読み取ることによって第２のサーボ信号を決定するステップとを含む。また、態様は、第２のサーボ信号を第１のサーボ信号に対して遅延時間だけ遅延させて、遅延された第２のサーボ信号を生成するステップであって、この遅延時間が磁気テープの縦振動の周波数（ｆ）に基づく、ステップと、第１のサーボ信号および遅延された第２のサーボ信号に基づいて平均信号を計算するステップとを含む。態様は、サーボ情報をこの平均信号から決定するステップであって、このサーボ情報が磁気テープに対するテープ・ヘッドの理想的な横方向位置からのテープ・ヘッドの横方向位置のずれを示す、ステップと、このずれが減少するようにテープ・ヘッドの横方向位置を調整するためにテープ・ヘッドを制御するステップとをさらに含む。
【０００５】
以下では、各図面を単に例として参照し、本発明の実施形態をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】テープ・ドライブの読み出し部分の概略図である。
【図２】磁気テープに含まれるサーボ・パターンの概略図である。
【図３】テープ・ローラの距離に対する縦方向外乱の周波数の依存関係を示す図である。
【図４】周波数に対する位置誤差信号のパワー・スペクトル密度を示す図である。
【図５】異なる時間遅延に関する２つの高調波信号の概略図である。
【図６】サーボ信号の１つに導入された遅延時間の効果を示す測定結果の図である。
【図７】外乱を相殺するために必要な遅延時間を示す２つの図である。
【図８】遅延時間値を決定するためのテーブルの３つの実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
１つの態様では、本発明は、磁気テープ・ドライブのテープ・ヘッドの横方向位置を制御するための方法に関連している。このテープ・ヘッドは、磁気テープからの信号を決定するように適合された少なくとも２つのセンサを備える。この磁気テープは少なくとも２つのサーボ帯域を備え、これらのサーボ帯域は、磁気テープに対するテープ・ヘッドの横方向位置を示す位置マークを備える。本明細書では、各位置マークは、磁気テープのサーボ帯域ごとに同一の横方向位置情報を提供する。磁気テープからデータを読み取るために、テープ・ヘッドは、磁気テープと物理的に接触する。この物理的接触によって、磁気テープがゼロ以外の速度でテープ・ヘッドを通過する際に、磁気テープの縦振動が発生する。この振動の周波数はｆである。
【０００８】
方法は、第１のセンサを使用して第１のサーボ帯域から位置マークを読み取ることによって第１のサーボ信号を決定するステップと、第２のセンサを使用して第２のサーボ帯域から位置マークを読み取ることによって第２のサーボ信号を決定するステップとを備える。第１のサーボ信号は、第２のサーボ信号に対して遅延時間Δｔだけ遅延され、この遅延によって、遅延された第２のサーボ信号が生成される。本明細書では、遅延時間Δｔは、磁気テープの縦振動の周波数ｆに応じて選択される。このように決定された情報を使用して、第１のサーボ信号と遅延された第２のサーボ信号の平均信号が決定され、サーボ情報が平均信号から決定される。サーボ情報は、磁気テープに対するテープ・ヘッドの理想的な横方向位置からのテープ・ヘッドの横方向位置のずれを示す。その後、決定されたずれが減少するようにテープ・ヘッドの横方向位置を再調整するために、テープ・ヘッドが制御される。
【０００９】
本明細書で理解されるような磁気テープに対する「横方向」とは、磁気テープ・ドライブの動作時に磁気テープが搬送される縦方向に対して垂直な方向に延びる軸に沿った、テープの平面内の位置のことである。
【００１０】
例えば、サーボ帯域は、横方向に延びる磁気的に配向されたラインとして理解できるマークを備えることができ、「サーボ・ストライプ」とも呼ばれるそれらのラインは、事前に定義された方位角で、横方向に対してわずかに傾けられる。これらの配向されたラインは、第１の傾斜角を持つ第１のラインのセット、および第２の傾斜角を持つ第２のラインのセットとして配置できる。同じ方位角を持つラインまたはサーボ・ストライプのセットは、通常、「サーボ・バースト」または「ストライプのバースト」と呼ばれる。例えば、第２の傾斜角は、第１の傾斜角と同じにすることができるが、磁気テープの横軸に沿って延びる軸に対して反転される。第１のラインのセットと第２のラインのセットは、例えば、両方とも４本のラインを含むことができる。センサの１つによって、そのようなラインのセットを検出すると、信号バーストが発生する。第１のラインのセットと第２のラインのセットが、互いに隣接して配置された場合、２つのバーストの検出間の時間距離は、テープ・ヘッドに対するセンサの横方向位置によって決まる。そのような第１のラインのセットと第２のラインのセットを、サーボ帯域に沿って事前に決定された一定の距離をあけて配置することによって、テープ・ヘッドの横方向位置が変化した場合、決定されたサーボ信号の周期が変化するため、テープ・ヘッドの横方向位置を決定することができる。
【００１１】
テープの搬送時のテープ・ヘッドの摩擦により、磁気テープが縦方向に振動した場合、サーボ信号が周期的外乱信号と重なり合う可能性がある。これは、状況によっては、外乱信号と重なり合ったサーボ信号のサンプリングが、周波数が変化したサーボ信号に似ている場合があるため、テープ・ヘッドの誤った横方向位置を示すサーボ信号につながる可能性がある。したがって、テープ・ヘッドの横方向位置が、テープ・ヘッドの実際の横方向位置を表していないサーボ信号に従って制御される場合がある。
【００１２】
ただし、２つのセンサを使用してサーボ信号を決定することによって、サーボ信号の１つを遅延させ、第１のサーボ信号を遅延された第２のサーボ信号と結合することで、この問題を克服できる。遅延時間Δｔが、周波数の逆数の１/２の奇数倍（
【数１】
0006654993.tif 000002
、ここで、ｎ＝１、３、５、…）に等しい場合、第１のサーボ信号に含まれる外乱信号および遅延された第２のサーボ信号に含まれる外乱信号は、これらの２つのサーボ信号が結合（平均化）された場合、完全に相殺される。したがって、実施形態は、２つのサーボ信号の１つを遅延させ、それらのサーボ信号を結合することによって、テープ・ヘッドの摩擦に起因する磁気テープの縦振動の悪影響を軽減できるという利点を持つことができる。
【００１３】
一部の実施形態では、遅延時間Δｔは次のように選択される。
【数２】
0006654993.tif 000003
ここで、ｎ＝１、３、５、…、
【数３】
0006654993.tif 000004
である。
【００１４】
実施形態は、第１のサーボ信号に含まれる外乱信号および遅延された第２のサーボ信号に含まれる外乱信号が、これらの２つのサーボ信号が結合（平均化）された場合に、少なくとも部分的に相殺されるという利点を持つことができる。範囲
【数４】
0006654993.tif 000005
は、外乱の位相が、外乱の周波数ｆに対して１８０°±０…６０°ずれることを意味する。平均化による外乱のこの部分的抑制は、実装上の制約により、遅延時間Δｔを任意に選択できず、量子化されたステップでのみ選択できる場合に有益である可能性がある。
【００１５】
一部の実施形態では、遅延時間Δｔは、２つの外乱信号の相殺を実現するために必要な最小遅延時間である
【数５】
0006654993.tif 000006
として選択される。実施形態は、２つのセンサの大きい空間変位を必要とせずに、最小遅延時間を使用して、第１のセンサおよび第２のセンサによって決定された実際のサーボ信号が取得されるという利点を持つことができる。例えば、サーボ信号において、遅延時間Δｔが、決定されたバーストのセットの周期（サーボ・サブフレームとしても知られている）を超える場合を仮定する。この場合、第１のサーボ信号と、遅延された第２のサーボ信号を結合して、実質的に２つ以上のサーボ・サブフレームにまたがる結合されたサーボ信号を生成することができる。
【００１６】
一部の実施形態では、遅延時間Δｔは、磁気テープの縦方向における、センサのうちの一方の他方のセンサに対する相対的空間変位Δｓによって発生する。磁気テープは通常、事前に定義されたテープの縦方向速度ｖｔでカートリッジ・リールから巻き取りリールへ搬送されるため、空間変位Δｓは、第１のセンサおよび第２のセンサで決定された信号の時間変位Δｔをもたらす。この場合、空間変位Δｓは、Δｓ＝ｖｔ＊Δｔによって決定できる。空間変位を使用することには、サーボ信号の１つを遅延させたり再サンプリングしたりするための内部回路を磁気テープ・ドライブによって提供する必要がないという利点がある可能性がある。サーボ信号の１つは、そのサーボ信号が決定されるとすぐに、他のサーボ信号に対して常に遅延される。
【００１７】
空間変位Δｓを決定するために、方法は、一部の実施形態において、磁気テープの縦方向速度ｖtを決定するステップと、遅延時間Δｔおよび磁気テープの決定された縦方向速度ｖtの関数として空間変位Δｓを決定するステップとをさらに備えることができる。空間変位の決定は、例えば、テープ・ドライブ自体によって実行できる。
【００１８】
さらに一部の実施形態では、空間変位Δｓは、テープ・ヘッドを、磁気テープの平面に対して垂直な軸を中心にして角度Ψだけ傾けることによって発生する。次に、特定の傾斜角Ψに対する空間変位Δｓおよびこれに応じた遅延時間Δｔを、センサ間の横方向距離を使用し、三角関数を適用することによって決定できる。傾斜角Ψが小さい場合、線形関数を使用して、使用される三角関数を近似することもでき、それによって傾斜角Ψの決定が簡単になる。スキューが定義されている傾斜したテープ・ヘッドを使用することは、テープ・ヘッドのセンサ間の縦方向変位Δｓを導入するための簡単な方法である場合がある。さらに、例えば、磁気テープの縦振動の振動周波数ｆが、テープ媒体のパラメータまたは材料の変更によって変化する場合に、テープ・ヘッドを回転することによって、テープ・ヘッドのスキューを簡単に適合できる場合がある。スキュー付きテープ・ヘッドを使用して空間変位Δｓを実現することは、３つ以上のサーボ・チャネルが使用される場合に、特に有利であることがある。センサが、磁気テープの横方向から見て一定の距離で配置される場合、テープ・ヘッドにおけるスキュー角度の導入によって、テープ・ヘッドの隣接するセンサ間で等しい空間変位Δｓが得られる。したがって、個々のサーボ信号に遅延時間を適用する必要がない。
【００１９】
サーボ信号を結合する場合に、外乱を相殺するための必要な角度Ψを決定するために、一部の実施形態に従う方法は、磁気テープの縦方向速度を決定するステップと、遅延時間Δｔ、第１のセンサと第２のセンサの間の横方向距離、および磁気テープの決定された縦方向速度の関数として角度Ψを決定するステップとをさらに備えることができる。
【００２０】
一部の実施形態では、磁気テープ・ドライブを、データ・ストレージ・ユニットに動作可能なように結合することができ、このデータ・ストレージ・ユニットは、媒体の種類の事前に定義された番号に対する遅延時間Δｔを含んでいるルックアップ・テーブルを備える。この場合の遅延時間Δｔの決定は、ルックアップ・テーブルにアクセスするステップと、決定された媒体の種類に対応するルックアップ・テーブルのエントリから遅延時間Δｔを決定するステップとを備える。本明細書において理解されるような「媒体の種類」は、現在使用されている磁気テープ・カートリッジを説明する情報であってもよい。磁気テープがカートリッジ・リールから巻き取りリールに搬送される際に、磁気テープの縦振動の周波数ｆに影響を与える主な要因は、テープ・ヘッドの領域内で磁気テープを導くローラ間の距離、および磁気テープ自体の媒体のバルク音速である。これらの要因はカートリッジの特定の種類で同じになるため、そのカートリッジの種類に関する磁気テープの縦振動の周波数の情報を取得するには、カートリッジの種類を決定することで十分である場合がある。サーボ信号を結合する場合に外乱を相殺するために必要な遅延時間Δｔは、縦振動の周波数によって決まるため、必要な遅延時間Δｔを決定するには、カートリッジの種類を決定することで十分である場合がある。
【００２１】
一部の実施形態では、データ・ストレージ・ユニットは、磁気テープの縦方向速度ｖｔおよび媒体の種類の事前に定義された番号に対する空間変位Δｓを含んでいるルックアップ・テーブルを備えることができる。その場合、空間変位Δｓの決定は、ルックアップ・テーブルにアクセスするステップと、磁気テープの決定された縦方向速度ｖｔおよび媒体の種類に対応するルックアップ・テーブルのエントリから空間変位Δｓを決定するステップとを備える。前述したように、媒体の種類は、磁気テープをカートリッジ・リールから巻き取りリールへ搬送し、磁気テープの表面に物理的に接触するテープ・ヘッドを使用してテープから情報を読み取る際の、磁気テープの縦振動の予想される周波数を示すことができる。ただし、遅延Δｔは、Δｓ＝ｖｔ＊Δｔによって、テープ・ヘッドのセンサの空間変位Δｓに直接対応する。したがって、空間変位は、現在測定されているテープ速度ｖt に対して動作中に決定するか、または対応する情報を含んでいるテーブルを読み取ることによって決定することができる。ルックアップ・テーブルにアクセスすると、空間変位Δｓの決定に比べて計算量が少なくなるため、ルックアップ・テーブル使用することには、磁気テープ・ドライブの負荷を、少なくとも一部の計算量から取り除くことができるという利点を持つことができる。
【００２２】
同じ方法において、データ・ストレージ・ユニットは、磁気テープの縦方向速度ｖｔおよび媒体の種類の事前に定義された番号に対する角度Ψを含んでいるルックアップ・テーブルを備えることができる。その場合、角度Ψの決定は、ルックアップ・テーブルにアクセスするステップと、磁気テープの決定された縦方向速度および媒体の種類に対応するルックアップ・テーブルのエントリから角度Ψを決定するステップとを備えることができる。
【００２３】
別の態様では、本発明は、テープ・ヘッドを使用して磁気テープからデータを読み取るための磁気テープ・ドライブに関連しており、このテープ・ヘッドは、磁気テープから信号を決定するように適合された少なくとも２つのセンサを備える。この磁気テープは少なくとも２つのサーボ帯域を備え、これらのサーボ帯域は、磁気テープに対するテープ・ヘッドの横方向位置を示す位置マークを備える。これらの位置マークは、本明細書では、磁気テープのサーボ帯域ごとに同一の横方向位置情報を提供する。磁気テープからデータを読み取るために、テープ・ヘッドは、磁気テープと物理的に接触する。この物理的接触は、磁気テープがゼロ以外の速度でテープ・ヘッドを通過する際に、磁気テープの縦振動を引き起こす。この振動の周波数はｆである。
【００２４】
一実施形態では、磁気テープ・ドライブは、第１のセンサを使用して第１のサーボ帯域から位置マークを読み取ることによって第１のサーボ信号を決定し、第２のセンサを使用して第２のサーボ帯域から位置マークを読み取ることによって第２のサーボ信号を決定し、第２のサーボ信号を第１のサーボ信号に対して遅延時間Δｔだけ遅延させ、この遅延によって遅延された第２のサーボ信号を生成し、この場合、遅延時間Δｔが磁気テープの縦振動の周波数ｆによって決まるようにし、第１のサーボ信号と遅延された第２のサーボ信号の平均信号を決定し、平均信号からサーボ情報を決定し、この場合、このサーボ情報が磁気テープに対するテープ・ヘッドの理想的な横方向位置からのテープ・ヘッドの横方向位置のずれを示すようにし、決定されたずれが減少するようにテープ・ヘッドの横方向位置を再調整するように適合される。
【００２５】
さらに別の実施形態では、本発明は、前述した方法を実行するための機械実行可能命令を備えるコンピュータ・プログラムに関連している。
【００２６】
図１は、磁気テープ・ドライブの読み出し部分の概略図を示している。磁気テープ１０２は、カートリッジ・リール（示されていない）から巻き取りリール（示されていない）へ搬送され、磁気テープ１０２は一組のローラ１０４によって導かれる。磁気テープ１０２は、左から右へ、または右から左へのどちらの方向にも搬送できる。例えば１／２インチ（１．２７ｃｍ）の幅を持つことができる磁気テープは、例えばデータを含んでいる複数のトラックを備えることができる。磁気テープ１０２は、磁気テープ１０２に対する磁気テープ・ドライブのテープ・ヘッド１０８の横方向位置を制御するための情報を含んでいるサーボ帯域１１４をさらに備えることができる。図１に示されているように、テープ・ヘッド１０８は、例えば、テープ・ヘッド１０８の異なる横方向位置、およびそれに応じて磁気テープ１０２の異なる横方向位置に配置された２つのセンサ１１０および１１２を備えることができる。
【００２７】
図１の左上隅では、図１の座標系が定義されている。本明細書で理解されるような「横」方向はｘ軸沿いに延び、磁気テープ１０２の縦方向はｙ軸沿いに延びる。ｚ軸は、磁気テープ１０２の平面に対して垂直である。
【００２８】
磁気テープ１０２の内容を読み取る際に、磁気テープ１０２は、事前に定義された速度でカートリッジ・リールから巻き取りリールへ搬送される。ローラ１０４は、磁気テープ１０２の横方向の誘導を可能にする要素を備えていないため、カートリッジ・リールから巻き取りリールへ搬送される際の磁気テープ１０２の横方向位置は、継続的に変化する可能性がある。そのため、テープ・ヘッド１０８を、磁気テープ１０２の横方向位置に継続的に合わせ直す必要がある。
【００２９】
この目的を達成するために、サーボ帯域１１４に含まれる情報を使用してサーボ・リードバック信号が決定される。サーボ帯域１１４に含まれる、サーボ・フレームを表す情報の概略図を、図２に示す。示されたサーボ帯域１１４は、例えば、磁気テープ１０２の横方向に対して傾けられた、複数の磁気的に配向されたライン１１６を備えることができる。例えば、図２に示されているように、磁気的に配向されたライン１１６の４つのセットが存在することができ、ライン１１６の２つのセットが互いに近接して配置される。本明細書では、第１のライン１１６のセットは第１の傾斜角を持つことができ、第２のライン１１６のセットは同じ傾斜角を持つことができるが、磁気テープ１０２の横方向に対して反転される。
【００３０】
ここで、例えば、テープ・ヘッド１０８のセンサ１１０が、サーボ帯域１１４に含まれる情報を読み取り、センサが上側の点線１１８に沿う情報のみを記録するように、センサ１１０の横方向位置が選択されると仮定する。その場合、センサ１１０は情報バーストを読み出し、反対の方位角を持っている隣接する磁気的に配向されたライン１１６のセットによって発生したバーストは、定義された時間距離を持ち、同一の方位角を持っている２つの隣接するライン１１６のセットのバーストのセットは、図２の矢印１２０によって示されるように、磁気テープ１０２上のライン１１６の縦方向距離によって定義される同じ周期を常に持つ。
【００３１】
ここで、磁気テープ１０２が、例えば図１に示すように上方向に移動した場合、センサ１１０は、例えば下側の点線１２２(図２)に沿って移動することがあり、その結果、異なる横方向位置情報を含むサーボ信号を受信するようになる。図２で確認できるように、同一の方位角を持っているラインからのバーストのセットの時間距離は変化しないが、反対の方位角を持っている隣接するラインのセット間の距離は、センサ１１０の横方向位置によって決まる。そのため、磁気テープ１０２が上方に移動するにつれて、バーストの１つのセットのバースト間の時間間隔が増加して、テープ・ヘッド１０８のセンサ１１０または１１２に対する磁気テープ１０２の横方向位置に関する情報を提供する。この情報は、テープ・ヘッド１０８を磁気テープ１０２に合わせ直すのに使用できる。
【００３２】
通常、テープ・ヘッド１０８は、磁気テープ１０２のトラックに含まれている情報を読み出すために、磁気テープ１０２と物理的に接触する必要がある。そのため、テープ・ヘッド１０８と磁気テープ１０２の間には、一定量の摩擦が常に存在する。磁気テープ１０２がテープ・ヘッドに短時間張り付き、その後、磁気テープに生じた張力によって増加した速度で移動する傾向があるため、このテープ・ヘッドの摩擦は、磁気テープ１０２の縦振動につながる可能性がある。この効果は、基本的に、バイオリンの弓でバイオリンの弦を弾くとすぐにバイオリンから音が鳴る効果と比較することができる。
【００３３】
そのような磁気テープの縦振動の結果、前述したようにサーボ帯域１１４の情報を使用して決定される位置誤差信号に、外乱が生じる。この外乱の周波数は、複数の要因によって変わる場合がある。図３に示されているように、ローラ１０４間の距離が外乱の周波数に影響を与える可能性があることがわかっている。図３は、ローラ１０４の距離に対する外乱の周波数を示す図である。図で確認できるように、外乱の周波数は、ローラ１０４間の距離が増えるとともに減少する。さらに、図３に示されているように、外乱の周波数は、例えば、通常のローラの距離に対して、５５ｋＨｚ〜３０ｋＨｚの範囲内にある可能性がある。
【００３４】
このような外乱の影響を図４に示す。図４は、２つの特定のテープ速度に対して、４０ｋＨｚまでの範囲の周波数の関数として位置誤差信号のパワー・スペクトル密度を示している。４．０８ｍ／ｓのテープ速度の場合、磁気テープ１０２内で振動する圧縮波によって発生する外乱は、約３６ｋＨｚの周波数で観察できる。この外乱によって、位置誤差信号の標準偏差が悪化し、それによって、テープ・ヘッド１０８のトラック追従サーボ・ループの性能が低下する可能性がある。これは、図４でも示されている２．１５ｍ／ｓのテープ速度のパワー・スペクトル密度で、特に明らかになる。図で確認できるように、磁気テープ１０２内で振動する圧縮波によって発生した外乱は、約１４ｋＨｚの周波数にシフトしている。しかし、テープ速度が、外乱自体の周波数に影響を与えないようにする必要がある。圧縮波によって発生した外乱が１４ｋＨｚの周波数で記録されているのは、テープ速度が低い場合、サーボ・ループのサンプリング・レート（すなわち、横方向位置に関する情報を伝達するサンプルが生成されるレート）が減少し、その結果、３６ｋＨｚでの外乱が約１４ｋＨｚの周波数に偽信号を発生させるからである。より遅いテープの速さまたはより高い圧縮波周波数の場合でも、外乱信号は、サーボ制御ループが外乱を増幅する０．８ｋＨｚ〜４ｋＨｚの周波数範囲に偽信号を発生させることがある。その結果、サーボ・ループは信号を受信し、外乱の周波数が、実際の位置誤差信号と間違えられる可能性のある、より低い周波数にシフトされている。そのため、サーボ・ループは、テープ・ヘッドの実際の横方向位置を表していない信号に従う可能性がある。遅いテープの速さまたは低いサーボ・サンプリング・レートあるいはその両方は、トラック追従サーボ・ループの性能のさらに大きい低下につながる場合がある。
【００３５】
テープ・ヘッドの摩擦によって発生する磁気テープ１０２の縦振動は、図１の概略図１２４に示されているような正弦波形状を持つセンサ１１０の信号の外乱を生成することがわかっている。この正弦波信号は、帯域１１４内のサーボ・パターンから決定された信号に追加される。図１でさらに示されているように、テープ・ヘッド１０８をわずかに傾けることによって、磁気テープ１０２の縦振動によって発生し、上側センサ１１０および下側センサ１１２によって記録される外乱信号を、相互にわずかにシフトできる。この信号のシフトは、図５でさらに示されている。
【００３６】
図５は、実線で示されている第１の正弦波信号１２６および破線で示されている第２の正弦波信号１２８に関する２つの図を示している。ここで、第１の信号１２６が、センサ１１０によって記録される外乱信号であり、第２の外乱信号１２８が、下側センサ１１２によって記録されると仮定する。センサ１１０およびセンサ１１２が、磁気テープ１０２の横方向に完全に合わせられたと仮定すると、２つの外乱信号１２６および１２８は、完全に同相になる。テープ・ヘッド１０８をわずかに傾けることによって、第１の信号１２６と第２の信号１２８の間の遅延時間Δｔを、例えば、上側センサ１１０が下側センサ１１２よりもわずかに早く外乱を検出したときに、発生させることができる。
【００３７】
図５の下側の図に示されているように、第１の信号１２６と第２の信号１２８の間に１８０°の位相シフトを発生させる遅延時間Δｔ’を導入することも、可能にすることができる。ここで、上側センサ１１０によって記録された信号および下側センサ１１２によって記録された信号が平均化された場合、外乱信号は０に平均化される。ただし、第１の信号１２６と第２の信号１２８の間に、１８０°±６０°の範囲内の位相シフトを導入することによって、第１の信号１２６と第２の信号１２８を結合したときに、少なくとも部分的な外乱信号の相殺を実現することができ、これによって、既にトラック追従サーボ・ループの性能を改善している可能性がある。
【００３８】
重ね合わせられた外乱信号に対する、第１のサーボ信号と第２のサーボ信号の間の１８０°の位相シフトの効果を、図６に示す。
【００３９】
図６は、２つのサーボ・チャネル上で観察された位置誤差信号（ＰＥＳ：positionerror signal）（つまり、目標位置と、２つのセンサ１１０および１１２によって観察された位置との間の誤差信号）のパワー・スペクトル密度（ＰＳＤ：power spectral density）を示している。図で確認できるように、信号２０２自体は、テープ・ヘッドの摩擦に起因する磁気テープ１０２の縦振動によって発生した約８ｋＨｚでの外乱を示している。ただし、同じ図において、結合された位置誤差信号２０４が示されており、第１のサーボ・チャネルと第２のサーボ・チャネルの信号が結合された場合に、約８ｋＨｚでの外乱が抑制されることを確認できる。この観察は、周波数に対する第１のサーボ・チャネルと第２のサーボ・チャネルの位置誤差信号の振幅二乗コヒーレンス、および第１のサーボ・チャネルと第２のサーボ・チャネルの位置誤差信号の交差スペクトルの位相を示している図６の図によっても確認される。図で確認できるように、特に、交差スペクトルの位相は、第１のサーボ・チャネルと第２のサーボ・チャネルの信号間の位相差が、約８ｋＨｚの周波数では１８０°であることを示している。そのため、第１のサーボ・チャネルと第２のサーボ・チャネルの位置誤差信号を結合した場合、８ｋＨｚでの外乱が相殺される。
【００４０】
そのため、テープ・ヘッドの摩擦によって生じた磁気テープ１０２の縦振動によって発生した位置誤差信号における外乱の影響を軽減するには、第１のサーボ・チャネルと第２のサーボ・チャネルの信号間に、外乱の周波数ｆに対する１８０°に等しい位相シフトを導入する必要がある。外乱自体の周波数は、例えば、前述したローラ１０４の距離、および磁気テープ１０２のテープ媒体内のバルク音速によって決まる。
【００４１】
図７は、３５ｋＨｚの周波数を持つ外乱について、時間に対する外乱信号の例の振幅を示している。外乱は、正弦波信号２０２(図６)によって示されており、サーボ・ループのサンプリング回数は、大きい点２０４(図６)で示されている。図７は、２．１５ｍ／ｓであるテープの速さと４．０８ｍ／ｓであるテープの速さの２つの例を示している。２．１５ｍ／ｓのテープ速度の例では、第１のセンサ１１０の位置誤差信号と第２のセンサ１１２の位置誤差信号の間に約１５μｓの時間遅延を導入することによって、外乱信号に関する１８０°の位相シフトを導入できることを確認できる。
【００４２】
本発明の実施形態に従って、第１のサーボ・チャネルと第２のサーボ・チャネルの信号間に時間遅延を導入することによってそのような位相シフトを生成するための、基本的に３つのアプローチが存在する。それら３つの実施形態を図８に示す。既に説明されている第１の実施形態では、テープ・ヘッドを傾けることによってテープ・ヘッド１０８にスキューを導入できる可能性があり、それによって、磁気テープ１０２の縦方向において、第２のサーボ信号を決定するセンサ１１２に対して、第１のサーボ信号を決定するセンサ１１０をシフトする。
【００４３】
磁気テープ１０２が事前に定義された速度でカートリッジ・リールから巻き取りリールへ搬送される際に、磁気テープ１０２の縦方向における第２のセンサに対する第１のセンサの空間変位は、第２のセンサによって決定される位置誤差信号に対する第１のセンサによって決定される位置誤差信号の時間変位（遅延時間）をもたらす。したがって、対応するスキュー角を使用することによって、２つのサーボ信号の外乱間に、１８０°の位相シフトを導入できる。前述したように、外乱を相殺するために必要なスキューは、磁気テープ１０２の速度によって決まる。したがって、磁気テープのバルク音速などの、磁気テープを備えるカートリッジの特定の媒体パラメータおよびローラ間隔を含んでいるテープ経路パラメータに関して、特定のテープ速度での外乱を相殺するために必要なスキューのエントリを含んでいるテーブルを作成できる場合がある。その場合、テープ・ドライブの動作中に、速さ指標として示すこともできる磁気テープの速度を決定し、例えば磁気テープ・ドライブに含めることができるテーブルから外乱を相殺するために必要な対応するスキュー参照を決定することで、十分とすることができる。このように決定されたスキュー参照またはスキュー基準(skew reference)を適用することによって、磁気テープ１０２の縦振動の悪影響を軽減できる。
【００４４】
図７の第２の例に戻ると、やはり、時間に対する外乱信号および特定のテープ速度でのサンプリング回数が示されている。下の図に示されているケースでは、磁気テープ１０２の速度は４．０８ｍ／ｓであり、上の図に比べてサンプリング・レートが増加している。図７の下の図で確認できるように、やはり、約１５μｓの遅延は、外乱の周波数が変化しないため、外乱に１８０°の位相シフトをもたらしている。ただし、黒い点３０６によって示された１つのサンプルをスキップし、その後、約３μｓの相対的に小さい時間変位のみを使用することによっても、１８０°の位相シフトを導入できるということも、確認できる。このことは、第２の実施形態における図８でも示されており、そこでは、特定の速さ指標に対するサンプル遅延時間およびスキュー参照値が、テープ・ドライブに含めることができるテーブルで与えられる。１つまたは複数のサンプリング間隔の遅延時間をスキュー参照と組み合わせて使用することは、サンプルがスキップされず、テープ・ヘッド１０８を傾けることによって位相シフト全体を実現する必要がある場合に比べて、スキュー角を極めて小さく維持できるという利点を持つことができる。これは、テープ・ヘッド１０８の傾斜が、第１のサーボ・チャネルと第２のサーボ・チャネルの結合されたモードにおいて決定される誤差信号の品質をわずかに低下させるため、特に有利で場合がある。
【００４５】
さらに、図８でも示されている第３の実施形態では、１つのサーボ・チャネルによって生成された横方向位置に関する情報を伝達するサンプルを挿入することによって、サンプリング位相をシフトできる可能性があり、それによって、第２のサーボ信号に対して第１のサーボ信号を実質的にシフトする。挿入によって得られるサンプリング位相のシフトを使用することは、テープ・ヘッド１０８のスキュー角が０に留まって、決定される位置誤差信号の品質が改善されるという利点を持つことができる。
【００４６】
ただし、磁気テープ１０２の特定の速さ指標に対して、スキュー参照、サンプル遅延時間、またはサンプリング位相の事前に計算された値を含んでいるテーブルを使用する必要はないということに留意されたい。磁気テープ・ドライブを、動作中に磁気テープ１０２の速度を決定し、スキュー参照、サンプル遅延時間、またはサンプリング位相の対応する値を決定するように適合させることができる場合もある。ただし、テープ・ドライブに格納されている事前に定義されたテーブルを使用するのか、それともテーブルの対応する値を動作中に決定するのかの選択は、値を決定するための計算量、および磁気テープ・ドライブの対応する計算能力によって決まる。
【００４７】
本発明は、システム、方法、またはコンピュータ・プログラムあるいはこれらすべてにすることができる。コンピュータ・プログラムは、プロセッサに本発明の態様を実行させるためのコンピュータ可読プログラム命令を含んでいるコンピュータ可読記憶媒体を含むことができる。
【００４８】
コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行デバイスによって使用するための命令を保持および格納できる有形のデバイスにすることができる。コンピュータ可読記憶媒体は、例えば、電子ストレージ・デバイス、磁気ストレージ・デバイス、光ストレージ・デバイス、電磁ストレージ・デバイス、半導体ストレージ・デバイス、またはこれらの任意の適切な組合せにすることができるが、これらに限定されない。コンピュータ可読記憶媒体のさらに具体的な例の非網羅的リストは、ポータブル・コンピュータ・ディスケット、ハード・ディスク、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ：random access memory）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ：read-onlymemory）、消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ：erasableprogrammable read-only memoryまたはフラッシュ・メモリ）、スタティック・ランダム・アクセス・メモリ（ＳＲＡＭ：static random access memory）、ポータブル・コンパクト・ディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ：compact disc read-only memory）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ：digital versatile disk）、メモリ・スティック、フロッピー（Ｒ）・ディスク、パンチカードまたは命令が記録されている溝の中の隆起構造などの機械的にエンコードされるデバイス、およびこれらの任意の適切な組合せを含む。本明細書において使用されているコンピュータ可読記憶媒体は、本質的に、電波またはその他の自由に伝搬する電磁波、導波管またはその他の送信媒体を伝搬する電磁波（例えば、光ファイバ・ケーブルを通過する光パルス）、あるいはワイヤを介して送信される電気信号などの一時的信号であると解釈されるべきではない。
【００４９】
本明細書に記載されたコンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータ可読記憶媒体から各コンピューティング・デバイス／処理デバイスへ、またはネットワーク（例えば、インターネット、ローカル・エリア・ネットワーク、広域ネットワーク、または無線ネットワーク、あるいはこれらすべて）を介して外部コンピュータまたは外部ストレージ・デバイスへダウンロードすることができる。このネットワークは、銅伝送ケーブル、光伝送ファイバ、無線送信、ルータ、ファイアウォール、スイッチ、ゲートウェイ・コンピュータ、またはエッジ・サーバ、あるいはこれらすべてを備えることができる。各コンピューティング・デバイス／処理デバイス内のネットワーク・アダプタ・カードまたはネットワーク・インターフェイスは、コンピュータ可読プログラム命令をネットワークから受信し、それらのコンピュータ可読プログラム命令を各コンピューティング・デバイス／処理デバイス内のコンピュータ可読記憶媒体に格納するために転送する。
【００５０】
本発明の動作を実行するためのコンピュータ可読プログラム命令は、アセンブラ命令、命令セット・アーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、あるいは、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ（R)、Ｃ＋＋などのオブジェクト指向プログラミング言語、および「Ｃ」プログラミング言語または同様のプログラミング言語などの従来の手続き型プログラミング言語を含む１つまたは複数のプログラミング言語の任意の組合せで記述されたソース・コードまたはオブジェクト・コードにすることができる。コンピュータ可読プログラム命令は、ユーザのコンピュータ上で全体的に実行すること、ユーザのコンピュータ上でスタンドアロン・ソフトウェア・パッケージとして部分的に実行すること、ユーザのコンピュータ上およびリモート・コンピュータ上でそれぞれ部分的に実行すること、あるいはリモート・コンピュータ上またはサーバ上で全体的に実行することができる。後者のシナリオでは、リモート・コンピュータを、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ：local area network）または広域ネットワーク（ＷＡＮ：wide areanetwork）を含む任意の種類のネットワークを介してユーザのコンピュータに接続することができ、または接続を、（例えば、インターネット・サービス・プロバイダを使用してインターネットを介して）外部コンピュータに対して行うことができる。一部の実施形態では、本発明の態様を実行するために、例えばプログラマブル論理回路、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ：field-programmable gate arrays）、またはプログラマブル・ロジック・アレイ（ＰＬＡ）を含む電子回路は、コンピュータ可読プログラム命令の状態情報を利用することによって、電子回路をカスタマイズするためのコンピュータ可読プログラム命令を実行できる。
【００５１】
本発明の態様は、本明細書において、本発明の実施形態による方法、装置（システム）、およびコンピュータ・プログラムのフローチャート図またはブロック図あるいはその両方を参照して説明される。フローチャート図またはブロック図あるいはその両方の各ブロック、ならびにフローチャート図またはブロック図あるいはその両方のブロックの組合せは、コンピュータ可読プログラム命令によって実装できることが理解されるであろう。
【００５２】
これらのコンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータまたはその他のプログラマブル・データ処理装置のプロセッサを介して実行される命令が、フローチャートまたはブロック図あるいはその両方の１つまたは複数のブロックにおいて規定された機能／動作を実装するための手段を構築するように、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、またはその他のプログラマブル・データ処理装置のプロセッサに提供されて、マシンを生成するものであってよい。これらのコンピュータ可読プログラム命令は、命令が格納されたコンピュータ可読記憶媒体が、フローチャートまたはブロック図あるいはその両方の１つまたは複数のブロックにおいて規定された機能／動作の態様を実装する命令を含んでいる製造業者の製品を備えるように、コンピュータ可読記憶媒体に格納され、コンピュータ、プログラマブル・データ処理装置、またはその他のデバイス、あるいはこれらの組合せに特定の方法で機能するように指示するものであってもよい。
【００５３】
コンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータ上、その他のプログラマブル装置上、またはその他のデバイス上で実行される命令が、フローチャートまたはブロック図あるいはその両方の１つまたは複数のブロックにおいて規定された機能／動作を実装するように、コンピュータ実装プロセスを生成するべく、コンピュータ、その他のプログラマブル・データ処理装置、またはその他のプログラマブル装置にロードされ、コンピュータ、その他のプログラマブル装置、またはその他のデバイス上で一連の動作ステップを実行させるものであってもよい。
【００５４】
図内のフローチャートおよびブロック図は、本発明のさまざまな実施形態によるシステム、方法、およびコンピュータ・プログラムの可能な実装のアーキテクチャ、機能、および動作を示す。これに関連して、フローチャートまたはブロック図内の各ブロックは、規定された論理機能を実装するための１つまたは複数の実行可能な命令を備えるモジュール、セグメント、または命令の一部を表すことができる。一部の代替実施形態では、ブロックに示された機能は、図に示された順序とは異なる順序で発生させることができる。例えば、実際、連続して示された２つのブロックは、含まれている機能に応じて、実質的に同時に実行するか、または場合によっては逆の順序で実行することができる。ブロック図またはフローチャート図あるいはその両方の各ブロック、ならびにブロック図またはフローチャート図あるいはその両方のブロックの組合せは、規定された機能または動作を実行するか、または専用ハードウェアとコンピュータ命令の組合せを実行する専用ハードウェア・ベースのシステムによって実装できるということにも留意されたい。
【符号の説明】
【００５５】
１０２  磁気テープ
１０４  ローラ
１０６  磁気テープの移動方向
１０８  テープ・ヘッド
１１０  センサ
１１２  センサ
１１４  サーボ帯域
１１６  磁気的に配向されたライン
１１８  上側の点線
１２０  縦方向距離を示す矢印
１２２  下側の点線
１２４  正弦波
１２６  正弦波信号
１２８  正弦波信号
２０２  位置誤差信号のパワー・スペクトル密度
２０４  位置誤差信号のパワー・スペクトル密度
３０２  正弦波信号
３０４  サンプリング回数を示す点
３０６  サンプリング回数を示す点
【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】
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【図８】
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