JP2013229085A

JP2013229085A - 磁気テープ駆動装置

Info

Publication number: JP2013229085A
Application number: JP2012102132A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Fujitani; 茂夫藤谷
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Ltd
Priority date: 2012-04-27
Filing date: 2012-04-27
Publication date: 2013-11-07

Abstract

【課題】磁気テープ幅が変動した場合でも、磁気ヘッドを磁気テープ幅方向の所定の位置に正確に当接させて、記録再生を行うことができる磁気テープ駆動装置を提供すること。
【解決手段】磁気テープ１１に信号を記録再生可能な磁気ヘッド３と、前記磁気ヘッド３に対する前記磁気テープ１１の幅方向の位置を規制する磁気テープガイド９とを備え、前記磁気テープガイド９は、前記磁気テープ１１の幅方向の一方のエッジ１１ａに当接する第１規制部９ｃと、前記磁気テープ１１の幅方向の他方のエッジ１１ｂに当接する第２規制部９ａ、９ｂと、電気信号に応じて前記第１規制部９ｃの位置を前記磁気テープ１１の幅方向に変動させて、前記第１規制部９ｃと前記第２規制部９ａ、９ｂとの間隔を所望の値に設定する可動手段１３とを備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、磁気テープに情報を記録／再生する際に使用される磁気テープ駆動装置に関し、特に、磁気テープの幅方向の位置変動を低減することができる磁気テープ駆動装置に関する。

磁気テープは、オーディオテープ、ビデオテープ、コンピューターテープなど様々な用途がある。近年では、データバックアップ用テープとして、ハードディスクデータをバックアップするための記録媒体として利用されることが多くなっている。バックアップ対象となるハードディスクの大容量化に伴って、磁気テープ１巻当たり８００ＧＢ以上の記憶容量のものが商品化されるなど、バックアップテープ分野での大容量化が進んでいる。

磁気テープを大容量化するには、例えば、磁気テープの厚さを薄くすることで、リールに対する磁気テープの巻径を増加させずに、リール１巻あたりのテープ長さを長くする方法がある。また、磁気テープに記録するデータの記録波長を短くすることで、磁気テープの長手方向の記録密度を高くする方法がある。さらに、磁気テープの記録トラック幅を狭くすることで、磁気テープの幅方向の記録密度を高くする、高記録密度化技術も進展している。

磁気テープの高記録密度化技術を採用することにより記録トラック幅が狭くなると、データの記録・再生時における磁気テープの幅方向の位置変動によって、磁気ヘッドが記録トラックを正確に追従できなくなり、エラーを起こしやすくなる。そこで、現在では、磁気テープの製造時に、磁性層あるいはバックコート層にサーボ信号を記録し、そのサーボ信号によって磁気ヘッドの相対的な位置を検出、補正して、記録トラックに正確に追従させるサーボ方式を用いたシステムが主流になっている。

サーボ方式には、磁気サーボ方式と光学サーボ方式がある。磁気サーボ方式は、サーボ信号を磁気テープの磁性層に磁気記録し、このサーボ信号を磁気的に読み取ってサーボを行う方式である。また、光学サーボ方式は、凹部アレイから構成されるサーボ信号を、レーザー照射などで磁気テープのバックコート層に形成し、この凹部アレイを光学的に読み取ってサーボを行う方式である。これらのサーボ方式により、磁気テープにデータを記録する際または磁気テープからデータを再生する際、磁気テープの位置が磁気ヘッドに対して相対的に幅方向に変動しても、磁気ヘッドを記録トラックに追随させることができる。

具体的には、サーボヘッドで、磁気テープに記録されているサーボ信号を読み取り、読み取ったサーボ信号のくり返しパターンなどから、ヘッドユニット（少なくともデータ記録用ヘッドとデータ再生用ヘッドとを含む）の磁気テープの幅方向における相対位置を検出する。そして、検出された相対的なヘッド位置が、正しい位置となるように磁気ヘッドをテープ幅方向に移動させて、データ記録用ヘッドまたはデータ再生用ヘッドを記録トラックに追従させる。これにより、磁気テープに対して正確に情報を記録することができるとともに、磁気テープに記録されている情報を正確に再生することできる。

サーボ方式で高密度に記録データを記録再生するためには、磁気テープに正確にサーボ信号を記録することが重要である。特に、磁気テープの幅はテープ長さの全長にわたって一定ではないため、磁気テープ幅の変動によらずにサーボ信号を所定の位置に記録するための技術が提案されている。

このような、磁気テープの所定の位置に正確にサーボ信号を書き込むことができる技術として、サーボライタに用いられる磁気テープ駆動装置において、サーボ信号を書き込む記録ヘッドの上流側で磁気テープエッジの変動を検出し、検出された磁気テープエッジの変動に対応させて記録ヘッドをテープ幅方向に移動させてサーボ信号を書き込む方法が提案されている（特許文献１参照）。また、サーボ信号記録ヘッドの上流側と下流側に、テープ接触面に螺旋状の溝を形成したガイドローラを配置し、磁気テープがガイドローラに接触したときに、螺旋状の溝によって磁気テープをその幅方向へと移動させる力を与えるものが提案されている（特許文献２参照）。この特許文献２に記載された技術では、磁気テープがガイドローラの表面に当接した状態で走行することによって、磁気テープを一方向に移動させる方向の力が働くため、磁気テープの位置が規制できるように配置された規制部材に、磁気テープのエッジを常に押しつけた状態で摺動させることができるため、磁気テープの幅方向の位置を一定に保つことができる。

特開２００３−１９６８１１号公報特開２００７−２９４００５号公報

しかし、特許文献１に記載の磁気テープ駆動装置は、磁気テープのテープ幅方向の変動を検出する機構や、記録ヘッドの位置を調整するための機構が必要となりテープ駆動装置自体が複雑になってしまう。また、テープエッジの位置変動を正確に検出し、記録ヘッドの位置を正確に補正することも困難であった。

特許文献２に記載の方法では、磁気テープとガイドローラの摩擦によって磁気テープの位置を修正するものであるため、その条件が変動しやすく、また、磁気テープを規制部材に押しつけすぎてしまう場合が生じるなど、正確に一定の状態で磁気テープのテープエッジを規制部材に摺動させることは困難であった。

本発明は、上記従来の磁気テープ駆動装置における課題を解決し、磁気テープ幅が変動した場合でも、磁気ヘッドを磁気テープ幅方向の所定の位置に正確に当接させて、記録再生を行うことができる磁気テープ駆動装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため本発明の磁気テープ駆動装置は、磁気テープに信号を記録再生可能な磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドに対する前記磁気テープの幅方向の位置を規制する磁気テープガイドとを備え、前記磁気テープガイドは、前記磁気テープの幅方向の一方のエッジに当接する第１規制部と、前記磁気テープの幅方向の他方のエッジに当接する第２規制部と、電気信号に応じて前記第１規制部の位置を前記磁気テープの幅方向に変動させて、前記第１規制部と前記第２規制部との間隔を所望の値に設定する可動手段とを備えていることを特徴とする。

本発明の磁気テープ駆動装置は、磁気ヘッドに対する磁気テープの幅方向の位置を規制する磁気テープガイドが、電気信号に応じて、磁気テープのエッジに当接する第１規制部と第２規制部との間隔を所望の値に設定する可動手段を備えている。このため、磁気テープの長さ方向において磁気テープの幅が変動しても、磁気ヘッドを磁気テープ幅方向の所定の位置に正確に当接させることができる。

本実施形態にかかる磁気テープ駆動装置を備えたサーボライタの全体的な構成を示す図である。本実施形態にかかる磁気テープ駆動装置の磁気テープガイドと磁気ヘッドの位置関係を説明するための図である。本実施形態にかかる磁気テープ駆動装置の磁気テープガイドにおける、可動手段の構成例を示すブロック図である。本実施形態にかかる磁気テープ駆動手段における磁気テープ位置の規制効果をＰＥＳの値の度数分布で示す図である。本実施形態にかかる磁気テープ駆動手段における磁気テープ位置の規制効果をＰＥＳの値の分布として示すボックスチャートである。磁気テープの長さ方向におけるテープ幅の変動例を示す図である。磁気テープの取り位置におけるＰＥＳの値の変化を示す図である。磁気テープの湾曲方向の違いによる磁気テープと磁気テープガイドとの接触状態の違いを説明する図である。

本発明の磁気テープ駆動装置は、磁気テープに信号を記録再生可能な磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドに対する前記磁気テープの幅方向の位置を規制する磁気テープガイドとを備え、前記磁気テープガイドは、前記磁気テープの幅方向の一方のエッジに当接する第１規制部と、前記磁気テープの幅方向の他方のエッジに当接する第２規制部と、電気信号に応じて前記第１規制部の位置を前記磁気テープの幅方向に変動させて、前記第１規制部と前記第２規制部との間隔を所望の値に設定する可動手段とを備えている。

上記本発明の磁気テープ駆動装置は、磁気ヘッドに対する磁気テープの幅方向の位置を規制する磁気テープガイドの第１規制部と第２規制部との間隔を、可動手段により電気信号に応じて変更することができるため、磁気テープのテープ幅が変動しても第１規制部と第２規制部によって磁気テープの幅方向の位置を規制することができる。このため、磁気テープの走行時にテープが幅方向に振動する磁気テープの暴れを低減することができ、磁気ヘッドを磁気テープの幅方向の所定の位置に正しく当接させることができる。

上記本発明の磁気テープ駆動装置において、前記第１規制部と前記磁気テープとの接触により生じる前記第１規制部の振動を検出して、前記第１規制部と前記第２規制部との間隔を設定することが好ましい。磁気テープと磁気テープガイドの第１規制部が当接して生じる振動によって、磁気テープと第１規制部との当接状態が検出できるので、上記構成とすることで、磁気テープのテープ幅の変動に磁気テープガイドを精度よく追従させて規制することができる。

また、前記可変手段がピエゾ素子を用いた変位手段であることが好ましい。ピエゾ素子を用いることで、第１規制部の位置を電気的信号によって高速に、かつ、精度よく変動させることができ、第１規制部を磁気テープのエッジに当接させることができる。

さらに、前記変位手段のピエゾ素子によって前記第１規制部の振動を検出する構成とすることができる。

また、前記磁気ヘッドによって、前記磁気テープにサーボ信号を記録することが好ましい。このようにすることで、サーボ方式に求められる高い位置精度でのサーボ信号の磁気テープへの記録を実現することができる。

以下、本発明の磁気テープ駆動装置について、図面を参照して説明する。

なお、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本発明の磁気テープ駆動装置について、本発明を説明するために必要な部分を中心として簡略化して示したものである。従って、本発明にかかる磁気テープ駆動装置は、参照する各図に示されていない任意の構成を備えることができる。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法および各部材の寸法比率を必ずしも忠実に表したものではない。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施形態として、磁気テープ駆動装置が適用されたサーボライタの主たる構成を示す図である。

図１に示すように、本実施形態で示す磁気テープ駆動装置画適用されたサーボライタ１００は、ＡＣ消去ヘッド１、第１のパルス発生部２、磁気ヘッドであるサーボ信号記録ヘッド３、第２のパルス発生部４、制御部５、テープ駆動部６、第１のリール７、第２のリール８、磁気テープガイド９、ガイドローラ１０を備えている。

ＡＣ消去ヘッド１は、第１のパルス発生部２で発生するパルスに基づいて動作し、磁気テープ１１の磁性層をＡＣ消去する。第１のパルス発生部２は、制御部５からの制御により、ＡＣ消去ヘッド１を動作させるためのパルスを発生する。第１のパルス発生部２で発生するパルスは、任意に設定される所定のデューティ比を有している。なお、本実施の形態で示すサーボライタ１００は、磁気テープ１１にサーボ信号を記録する前に、所定のデューティ比の所定方向の磁界が残るように磁気テープをＡＣ消去して、これとは逆方向の極性を有するサーボ信号を記録することによってサーボ信号の再生出力を向上させるものである。このため、サーボライタ１００は、図１に示したように、ＡＣ消去ヘッド１を備えたものである。しかし、本発明の磁気テープ駆動装置が適用されるサーボライタ１００は、図１に示した構成のものに限られず、サーボライタとしてＡＣ消去ヘッドは、必須のものではない。

サーボ信号記録ヘッド３は、第２のパルス発生部４で発生するパルスに基づいて動作し、磁気テープ１１のサーボバンドにサーボ信号を磁気的に記録する。第２のパルス発生部４は、制御部５からの制御により、サーボ信号記録ヘッド３においてサーボ信号の記録動作を行うためのパルスを発生する。

制御部５は、第１のパルス発生部２、第２のパルス発生部４、および、テープ駆動部６それぞれの動作を制御する。具体的には、磁気テープ１１にサーボ信号を書き込む際、第１のパルス発生部２に対して磁気テープ１１に記録されている情報をＡＣ消去する命令を出力し、第２のパルス発生部４に対してサーボ信号を記録する命令を出力し、テープ駆動部６に対して第２のリール８を回転駆動する命令を出力する。

テープ駆動部６は、制御部５からの制御信号に基づいて、第２のリール８を回転駆動する。第２のリール８を回転駆動することにより、磁気テープ１１を図１中に矢印１２として示す方向へ走行させることができる。

第１のリール７、および、第２のリール８は、それぞれ磁気テープ１１の一端側と他端側が巻回されている。テープ駆動部６によって第２のリール８が回転駆動されることにより、第１のリール７から送り出された磁気テープ１１は第２のリール８に巻回される。

磁気テープガイド９は、サーボ信号記録ヘッド３に対して、磁気テープ１１の走行方向１２における両側、すなわち、テープ入側およびテープ出側の双方に配置されている。なお、磁気テープガイド９の詳細に構成については、図２および図３を用いて後に詳述する。

ガイドローラ１０は、一例としてＡＣ消去ヘッド１およびサーボ信号記録ヘッド３のそれぞれのテープ入側および出側に回転自在に配されている。ガイドローラ１０は、磁気テープ１１が各ヘッドの摺動面上を走行するように、磁気テープ１１の位置を規制している。本実施形態の磁気テープ駆動装置は、サーボ信号記録ヘッド３に摺接する位置における、磁気テープ１１のテープ幅方向のより精密な位置規制を磁気テープガイド９で行う構成であるため、ガイドローラ１０では、磁気テープ１１の幅方向においては比較的粗い位置規制を行うようになっている。

図１に例示した本実施形態にかかるサーボライタ１００における、磁気テープ１１にサーボ信号を記録する際の手順を説明する。

まず、磁気テープ１１を矢印１２に示す方向へ走行させる。第１のリール７から引き出された磁気テープ１１は、ＡＣ消去ヘッド１により、磁性層がＡＣ消去される。具体的には、ＡＣ消去ヘッド１は、第１のパルス発生部２で発生する所定デューティ比のパルスに基づいて動作を行い、磁気テープ１１の磁性層を所定の磁化方向に磁化する。

次に、ＡＣ消去ヘッド１によりＡＣ消去された磁気テープ１１は、サーボ信号記録ヘッド３により、所定のサーボバンドにサーボ信号が記録される。サーボ信号記録ヘッド３は、磁気テープ１１におけるサーボバンドを、ＡＣ消去ヘッド１のデューティ比が大きい方の磁化方向に対して逆方向の磁化力で磁化して、サーボ信号を記録する。サーボ信号が記録された磁気テープ１１は、巻き取りリール８に巻き取られる。

なお、上述したように、本実施形態で図１に例示したサーボライタ１００は、サーボ信号を記録する前に、サーボ信号の磁化方向と逆方向の磁化力で消磁するものであるが、ＡＣ消去ヘッド１を備えないサーボライタの場合には、ＡＣヘッドによるＡＣ消去動作は行われない。なお、ＡＣヘッドを用いてデューティ比が５０：５０の磁界により残留磁界を０とした後、サーボ信号を記録してもよい。

図２は、本実施形態にかかる磁気テープ駆動装置における、磁気ヘッドであるサーボ信号記録ヘッド３および磁気テープガイド９と、磁気テープ１１との位置関係を説明する図である。

図２は、磁気テープ１１の磁気記録面に対して垂直な方向から見た状態を示している。また、図２では、磁気テープガイド９の位置として磁気テープ１１が存在していない状態を示していることから、図２において磁気テープ１１は、相対的な位置を示す仮想のものであるとして点線で表示している。

図２に示すように、本実施形態の磁気テープ駆動装置の磁気テープガイド９は、磁気テープ１１の幅方向の一方のエッジ１１ａに当接するように配置された第１規制部９ｃと、磁気テープ１１の幅方向の他方のエッジ１１ｂに当接するように配置された、２つの第２規制部９ａ、９ｂとを有している。そして、２つの第２規制部９ａ、９ｂの内の一方の第２規制部９ａが、サーボ信号記録ヘッド３に対する磁気テープ１１の走行方向１２においてテープ入側に配置され、第１規制部９ｃともう一つの第２規制部９ｂとが、サーボ信号記録ヘッド３に対する磁気テープ１１の走行方向１２においてテープ出側に配置されている。

本実施形態の磁気テープ駆動装置において、２つの第２規制部９ａ、９ｂは、いずれも磁気テープ駆動装置の主面上の所定位置に固定されている。したがって、第２規制部９ａおよび９ｂの、第１規制部９ｃと対向する側の面が、磁気テープ１１の他方のエッジ１１ｂの位置を規制する。これに対し、第１規制部９ｃは、詳細は後述する可動手段であるピエゾアクチュエーターによって、入力される電気信号に応じてその位置が変化するようになっていて、第１規制部９ｃの第２規制部９ａ、９ｂと対向する側の面が、磁気テープ１１の一方のエッジ１１ａの位置を規制する。すなわち、本実施形態の磁気テープ駆動装置では、第１規制部９ｃが磁気テープ１１の幅方向、図２における上下方向に移動することで、第１規制部９ｃと第２規制部９ａ、９ｂとの互いに対向する面が、磁気テープ１１の両側のエッジ１１ａおよび１１ｂを外側から挟むように当接して、磁気テープ１１の幅方向の位置を規制する。

なお、図２は、ピエゾアクチュエーターに電圧が印加されておらず、第１規制部９ｃと第２規制部９ａ、９ｂとの間隔が最も狭くなっている状態を示している。上記のように、本実施形態の磁気テープ駆動装置では、第１規制部９ｃと第２規制部９ａ、９ｂとで磁気テープの両端のエッジを挟むようにして磁気テープの位置規制を行うため、図２に示す第１規制部９ｃと第２規制部９ａ、９ｂとの間隔が最も狭い状態では、その間隔が磁気テープ１１のテープ幅が取り得る最小の値よりも小さくすることが好ましい。このため、本実施形態の磁気テープ駆動装置では、第１規制部９ｃと第２規制部９ａ、９ｂとの間隔を、磁気テープ幅の設計上の所定値に対してマージンｘだけ小さくなるように設定している。本実施形態では、一例としてマージンｘを２０μｍとしているが、このマージンｘの値は、磁気テープの幅の変動範囲や、第１規制部と第２規制部との間隔を変化させる可動手段の仕様等によって、適宜最適に設計されるべき値である。

図３は、本実施形態のテープ駆動装置のテープガイドにおける、第１規制部の位置を変動させる可動手段の構成について説明するためのブロック図である。

なお、図３では、磁気テープ１１の幅方向の両方のエッジに第１規制部９ｃと第２規制部９ａ、９ｂとが当接している状態を示している。また、図３は、磁気テープ１１をテープの進行方向から見た状態を示している。

図３に示すように、第１規制部９ｃは、可動手段であるピエゾ素子、より具体的にはピエゾアクチュエーター１３の可動端側先端の保持部１４に固着されている。このため、ピエゾアクチュエーター１３が、入力される電気信号によってその高さを変化させると、第１規制部９ｃの、図３における高さ方向の位置が変化して、磁気テープ駆動装置の表面に固定されている第２規制部９ａ、９ｂとの間隔が変化する。

ピエゾアクチュエーター１３には、その高さ、すなわち、図３の上下方向における長さを変化させるための、電気信号である所定の電圧を印加するＤ／Ａコンバータ１５が接続されている。Ｄ／Ａコンバータ１５には、バス１７を介して制御部であるＣＰＵ１８が接続されている。ＣＰＵ１８は、ピエゾアクチュエーター１３の高さを所定の値とすることで第１規制部９ｃと第２規制部９ａ、９ｂとの間隔を所望の値とするように、所定電圧がピエゾアクチュエーター１３に印加されるように、Ｄ／Ａコンバータ１５を制御する。

また、本実施形態のテープガイド９では、第１規制部９ｃの位置を変化させる可動手段として、ピエゾ素子としてのピエゾアクチュエーター１３を用いていることを利用して、磁気テープ１１のエッジ部と第１規制部９ｃとの接触状態を、第１規制部９ｃの振動としてピエゾアクチュエーター１３によって検出できるようにしている。ピエゾアクチュエーター１３は、所定の電圧が印加されることによりその長さを変化させることができるが、同時に、外部から力が加わってピエゾアクチュエーター１３の長さ方向が変化すると、その変化が、ピエゾアクチュエーター１３に加えられている電圧の変化として現れる。この性質を利用することで、ピエゾアクチュエーター１３への印加電圧にノイズとして加わる電気信号のＡＣ成分を検出し、その振幅の大小から、磁気テープ１１と第１規制部９ｃとがどのくらい強く接触しているかを検出することができる。

磁気テープ１１のテープ幅は、テープ長さ方向に対して一定ではないため、磁気テープ１１が走行することにより、磁気テープ１１のエッジと第１規制部９ｃとの当接状態が変化する。例えば、第１規制部９ｃと第２規制部９ａ、９ｂの設定間隔よりも磁気テープ幅が広い場合には、磁気テープが走行することでテープエッジが強く接触し、第１規制部９ｃが大きく振動する。これに対し、第１規制部９ｃと第２規制部９ａ、９ｂの設定間隔よりも磁気テープ幅が狭い場合には、磁気テープが走行してもテープエッジが第１規制部９ｃに接触しないため、第１規制部９ｃはほとんど振動しない。したがって、第１規制部９ｃの振動が所定の範囲に収まるように、第１規制部９ｃと第２規制部９ａ、９ｂとの間隔を変化させることで、磁気テープ１１がテープガイド９にほどよく接触した状態を保つことができ、テープ幅方向の位置を正しく規制することができる。

本実施形態の磁気テープ駆動装置では、例えば、テープガイド９の第１規制部９ｃと第２規制部９ａ、９ｂとの間隔を、磁気テープ１１のテープ幅の設計値よりも１０μｍ狭い状態となるように、Ｄ／Ａコンバータ１５から所定の電圧をピエゾアクチュエーター１３に印加に印加してテープ走行を開始させる。この状態で、磁気テープ１１が走行して接触することによる第１規制部９ｃの振動を、ピエゾアクチュエーター１３に印加する電圧の変動として現れる電気信号としてＡ／Ｄコンバータ１６で検知し、その振動状態をバス１７を介してＣＰＵ１８にフィードバックする。Ａ／Ｄコンバータ１６で検知された第１規制部９ｃの振動が、所定の範囲よりも大きい場合には、第１規制部９ｃと第２規制部９ａ、９ｂとの間隔が実際の磁気テープ幅に対して狭いと判断して、ＣＰＵ１８は、バス１７を介してＤ／Ａコンバータ１５からピエゾアクチュエーター１３に印加されている電圧を大きくする。一方、Ａ／Ｄコンバータ１６で検知された第１規制部９ｃの振動が、所定の範囲よりも小さい場合には、第１規制部９ｃと第２規制部９ａ、９ｂとの間隔が実際の磁気テープ幅に対して広いと判断して、ＣＰＵ１８は、バス１７を介してＤ／Ａコンバータ１５からピエゾアクチュエーター１３に印加されている電圧を小さくする。このように、本実施形態の磁気テープ駆動装置では、磁気テープの幅方向の位置を規制するテープガイド自身によって、磁気テープとテープガイドの接触状態を検出することができるので、例えば光学的な磁気テープ幅の検出手段を設けることなく、磁気テープの幅方向の位置規制を適切に行うことができる。

上記、本実施形態の磁気テープ駆動装置での磁気テープ幅のフィードバック方法において、磁気テープのスタード時における、テープガイド９の第１規制部９ｃと第２規制部９ａ、９ｂとの間隔を磁気テープ１１のテープ幅の設計値よりも１０μｍ狭い状態となるようにしたが、これはあくまで一例に過ぎない。テープ走行開始時の第１規制部９ｃと第２規制部９ａ、９ｂとの間隔は、さまざまな値に設定することができるが、実際の磁気テープ幅に対して広過ぎる場合には、磁気テープ１１の走行開始時にテープ幅方向の規制ができず、また、第１規制部９ｃが振動しないためにテープ幅方向の位置規制のフィードバックが遅れることになりあまり好ましくはない。このため、磁気テープ１１の走行開始時には、第１規制部９ｃと第２規制部９ａ、９ｂとの間隔を実際に想定される磁気テープ１１の幅と同じとするか、もしくは、それよりも若干狭い幅とすることが好ましい。この観点から、本実施形態では、上記のように、磁気テープのスタード時における、テープガイド９の第１規制部９ｃと第２規制部９ａ、９ｂとの間隔を磁気テープ１１のテープ幅の設計値よりも１０μｍ狭い状態となるようにした。

なお、磁気テープのテープ幅が最大限変化した場合でも、テープガイドによって磁気テープの幅方向の位置を規制するために、図２においてｘとして示した第１規制部９ｃと第２規制部９ａ、９ｂとの間隔の磁気テープ幅の設計上の所定値に対するマージンの値は、磁気テープ１１が最も狭くなってしまっても、第１規制部９ｃが磁気テープのエッジに当接できるような値として見込むことが好ましい。また、ピエゾアクチュエーター１３の可動範囲は、第１規制部１１ｃと第２規制部９ａ、９ｂとの間隔が、磁気テープ１１の幅が最も広くなった場合よりも広い値となることができる範囲で設定することが好ましい。

以上説明したように、本実施形態の磁気テープ駆動装置においては、第１規制部の位置を変化させる可動手段としてピエゾ素子を用いることで、自己完結的に磁気テープの幅方向の位置を正確に規制することができる。

以下、本実施形態の磁気テープ駆動装置の効果について検証する。

テープガイドの効果を検証するに当たり、本明細書では、磁気テープの幅方向の変動の大小を示す指標として、ＰＥＳ（Position Error Signal）を用いる。ＰＥＳは、本実施形態のテープ駆動装置を用いて実際にサーボ記録ヘッドから磁気テープにサーボ信号を記録した後、このサーボ信号をサーボ読み取りヘッドで読み取った際のトラッキング情報である。

本実施形態の磁気テープ駆動装置においては、磁気テープの長手方向に対して第１の方向に傾斜した第１のストライプ群と、第１の方向と反対方向である第２の方向に傾斜した第２のストライプ群と、第２のストライプ群に続いて形成された第３のストライプ群および第４のストライプ群とが、磁気テープの長手方向に繰り返して形成される。また、第１のストライプ群および第２のストライプ群は、それぞれ４本のストライプから構成され、第３のストライプ群および第４のストライプ群は、それぞれ５本のストライプから構成される。

第１のストライプ群２１と第３のストライプ群とは、同一方向に同一角度傾斜し、第２のストライプ群２２と第４のストライプ群とは、同一方向に同一角度傾斜している。このようなサーボストライプにおいて、ＰＥＳは、ストライプの傾斜角をＹ（本実施の形態ではＹ＝６°）、第１のサーボストライプ群におけるｎ番目（ｎ＝１〜４）のストライプと第２のサーボストライプ群におけるｎ番目（ｎ＝１〜４）のストライプとのテープ幅方向の中心における距離をＡＢ（本実施の形態ではＡＢ＝５０μｍ）、その時のストライプ間の距離をａｂ、第１のサーボストライプ群２１におけるｎ番目（ｎ＝１〜４）のストライプａと第３のサーボストライプ群におけるｎ番目（ｎ＝１〜４）のストライプｃとの距離をａｃとした時、下記の数式１により算出することができる。

ＰＥＳ＝（ＡＢ−（ａｂ／ａｃ）×１００）／２ｔａｎＹ・・・（数式１）
ＰＥＳは、上記数式１に基づいて所定期間毎に算出され、サーボ方式によって、磁気ヘッドの磁気テープ幅方向の位置規制を行う磁気記録再生装置において、磁気テープの幅方向における磁気ヘッド位置を調整するための規制信号として利用される。

図４は、ＰＥＳの値がどのくらいの度数として現れたかを示す度数分布であり、図５は、ＰＥＳの値をボックスプロットした箱ひげ図である。

図４において実線で示し、図５において図中左側の箱ひげ図として示すＡが、本実施形態のテープ駆動装置の実施例、すなわち、上記説明した本実施形態のテープガイドを備えたサーボライタによって磁気テープに記録された、サーボ信号におけるＰＥＳを示す。

また、図４において細実線で示し、図５において、図中右側の箱ひげ図として示すＢが、比較例である。図４、および、図５における比較例Ｂは、サーボライタにおけるテープガイドが、一定の間隔で固定された状態で磁気テープの両側を規制して磁気テープに記録されたサーボ信号のＰＥＳの値を示す。ここでは、いわゆるパンケーキとしてリールに巻き取られた状態から、所定幅と所定の長さに切断された磁気テープのうち、リールの外側からの取り位置が９本目である磁気テープのテープ幅を基準のテープ幅として、磁気テープの位置規制部材の間隔が、９本目の磁気テープ幅となるように固定した状態で磁気テープの位置規制を行ってサーボ信号を記録した場合を比較例Ｂとして用いている。

図４に示すように、本実施形態の磁気テープ駆動装置を用いて記録されたサーボ信号のＰＥＳ（太実線Ａ）は、８０から９０の値を中心に平均して分布し、ＰＥＳが１００を超える度合いは少ない。

これに対し、取り位置９本目の磁気テープ幅で磁気テープの幅方向規制部を固定した比較例の磁気テープのＰＥＳ（細実線Ｂ）は、比較的大きな値であるＰＥＳ９０に大きなピークがあるとともに、ＰＥＳの値自体が広い範囲に分布し、ＰＥＳが１００以上となる度合いも実施例であるＡよりも大きい。

実測した磁気テープでは、ＰＥＳの許容範囲として値１１０を設定しているのに対し、本実施形態の磁気テープ駆動装置を用いてサーボ信号を記録した場合には、ほぼ全数が良好な範囲に入るのに対し、比較例Ｂの場合には、ＰＥＳが１１０を越える不良部分が存在することがわかる。

また、図５に示すボックスプロットにおいても、本実施形態の磁気テープ駆動装置を用いてサーボ信号を記録したＡでは、ボックス部分がＰＥＳ９０よりも小さい値にあるとともに、ＰＥＳが１００以上と大きな値のものは極めて少ない。これに対し、比較例のテープＢでは、ボックス部分が９０前後であり、ＰＥＳ１００以上となる数が多く、その分布もより大きな値の方向に対して広がっている。

以上の測定結果からわかるように、本実施形態の磁気テープ駆動方法を用いることで、サーボ信号を磁気テープに、より正確に記録することができることがわかる。

図６は、上記、ＰＥＳの値を測定した磁気テープの、長さ方向におけるテープ幅の分布を示す図である。

図６に示すように、ＰＥＳの分布を測定した磁気テープは、テープ幅の最小が１２．６５２９ｍｍ、テープ幅の最大が１２．６５５９ｍｍであり、最大幅と最小幅とで３０μｍの相違を有している。そして、取り位置が１本目から５本目ぐらいまでにおけるテープ幅の値は、１２．６５４ｍｍで比較的狭いが、取り位置が後ろになるにつれて（パンケーキの巻芯側となるにつれて）テープ幅が広がり、取り位置が１０本目を越えると、テープ幅が１２．６５５μｍ以上となっている。このように、取り位置が後ろになるほどテープ幅が広がっているのは、取り位置がより後ろ側、すなわち、パンケーキの状態でリールの内側に位置する磁気テープは、磁気テープをリールに巻き付けるために加えられる張力と、巻芯に対する圧力が大きくなることにより、テープに幅方向の延びが生じているためと考えられる。

次に、図７は、上記ＰＥＳの値を比較検討した際の比較例Ｂにおける、磁気テープの取り位置によるＰＥＳの値の分布を示したものである。

上記したように、比較例Ｂのテープでは、テープの幅方向の位置を規制するガイドの幅を取り位置９本目のテープの幅を基準とした。このため、図７に示すように、９本目の取り位置のテープのＰＥＳは、他の取り位置のテープと比べて最も小さな値となっている。取り位置が９本目よりも前の場合には、取り位置がより前のものほどＰＥＳの値が大きく、取り位置が９本目に近づくほど、ＰＥＳの値が小さくなっている。これは、図６に示したように、取り位置が９本目よりも前のものは、パンケーキ外側からの圧力が小さいため、取り位置が９本目のものよりもテープ幅が狭くなる。取り位置が９本目のテープ幅で固定した位置規制では、磁気テープを幅方向に十分に規制できず、磁気テープが幅方向に暴れたことが原因であると考えられる。一方、取り位置が９本目の磁気テープのＰＥＳを最小として、取り位置が１０本目、１１本目となるにつれて、再びＰＥＳの値が大きくなっている。これは、取り位置が９本目よりも後ろ側の磁気テープの幅は、パンケーキ外側からの圧力が大きいため、９本目の磁気テープより広いため、テープ幅方向の位置規制部材の間隔内にテープが収まりきれず、磁気テープが湾曲する等変形した状態でサーボ信号が記録されたことに起因するものと考えられる。

このように、磁気テープは、パンケーキとしてリールに巻かれている状態で、巻き取りのために加えられている張力やパンケーキ外側からの圧力などが原因で巻太りと呼ばれる幅方向の延びを有していて、長さ方向において一定の値とはなっていない。このため、サーボ信号を記録する際の磁気テープ駆動装置において、固定された規制幅を有するフランジ等を用いたテープ幅方向の位置規制を行った場合には、磁気テープ幅が所定幅よりも小さい場合と大きい場合のいずれの場合でも、ＰＥＳの値が大きくなってしまう。したがって、テープ幅方向の規制を行う位置規制部の間隔を一定にする方法では、規制幅をどの値に設定しても、磁気テープの長さ方向における全ての部分に対して良好な位置規制を行うことは困難である。これに対し、第１規制部をテープ幅方向に変動させて、第２規制部との間隔を所定の値に設定できる本実施形態のテープ駆動装置では、磁気テープの幅が変化した場合でも、効果的に磁気テープの暴れを防止でき、正確に、かつ、より均一な位置にサーボ信号を記録することができる。このため本実施形態の磁気テープ駆動装置を用いたサーボライタによれば、磁気テープに記録されたサーボ信号から得られるＰＥＳの値を、より小さいレベルで、かつ、安定したものとすることができる。

なお、本実施形態の磁気テープ駆動装置においては、図２に示すように、テープガイド９が、１つの第１規制部９ｃと２つの第２規制部９ａ、９ｂとを備えた例を示した。このようにすることで、磁気テープがその長さ方向において湾曲している場合でも、磁気テープの幅方向の位置規制を良好に行うことができるからである。このことを、図８を用いて説明する。

図８は、磁気テープがその長さ方向において湾曲している場合に、図２で示した本実施形態のテープガイドによって、正確な位置規制が行えることを示すための模式図である。なお、図８は、本実施形態の磁気テープガイドにおけるテープ位置規制の効果をわかりやすく示すために、磁気テープの長さ方向における湾曲を誇張して示している。磁気テープは、そのエッジ部分が完全に直線状にならないだけではなく、長さ方向において湾曲する場合があるが、実際の湾曲の程度はごくわずかである。

図８において、図８（ａ）は、磁気テープ１１が、図中上方に向かって凸となるように湾曲した状態を示す。また、図８(ｂ)は、磁気テープが図中下方に向かって凸となるように湾曲した状態を示す。

図８(ａ)に示すように、磁気テープ１１が上に凸となるように湾曲している場合には、第２規制部９ａと９ｂの両外側部分に、図中下方側に示す磁気テープの他方のエッジ１１ｂが接触する。このとき、図中上方に示す磁気テープの一方のエッジ１１ａには、第１規制部９ｃの左右方向の中央部分が接触する。この図８(ａ)の状態の場合に、第１規制部９ｃと第２規制部９ａ、９ｂとの間隔が最大値Ｗ１となる。

これに対し、図８(ｂ)に示すように、磁気テープ１１が下に凸となるように湾曲している場合には、第２規制部９ａと９ｂの両内側部分に磁気テープ１１の他方のエッジ１１ｂが接触する。磁気テープ１１一方のエッジ１１ａには、第１規制部９ｃの左右方向両端部が接触する。この図８(ｂ)の状態の場合に、第１規制部９ｃと第２規制部９ａ、９ｂとの間隔が最小値Ｗ２となる。

このように、磁気テープ１１の幅が同じであった場合でも、磁気テープ１１が長さ方向において湾曲している場合には、その湾曲方向によって、磁気テープ１１の両端のエッジを良好に規制する位置規制部９の間隔が異なることがわかる。磁気テープ１１の最大幅よりもテープガイド９の位置規制部の間隔を狭くすると、位置規制部に対して磁気テープ１１のエッジが強く押しつけられることになり、磁気テープ１１が幅方向に押圧されて表面の平坦性が崩れたり、エッジ部分の塗膜が剥がれて異物となったりする弊害が生じる。この弊害を避けるために、位置規制部９の間隔を最大幅Ｗ１に設定すると、磁気テープ１１が図８(ｂ)に示すように下に凸となるように湾曲した場合には、磁気テープ１１と点線で示した第１規制部９ｃ’との間に間隙が生じ、結果として磁気テープ１１をその幅方向において位置規制することができなくなってしまう。

一方、本実施形態の磁気テープ駆動装置では、可動手段であるピエゾアクチュエーター１３によって、第１規制部９ｃの位置が変動して、磁気テープ１１が下に凸に湾曲している図８(ｂ)に示している状態でも、実線として示すように第１規制部９ｃが磁気テープ１１の一方のエッジ１１ａに当接することができるため、磁気テープ１１の湾曲方向にかかわらず、磁気テープ１１の幅方向の位置を規制することができる。

上記の考察の結果から明らかなように、１つの第１規制部と２つの第２規制部とを備えることにより、磁気テープがその長さ方向において湾曲している場合でも、良好に幅方向の位置を規制することができる。しかし、本発明の磁気テープ駆動装置において、第１規制部と第２規制部の数は図２に示したものに限られない。例えば、第１規制部と第２規制部とが１つずつであってもよく、２つずつであってもよい。また、第１規制部および第２規制部のいずれか、もしくは両方が、３つ以上の場合であってもよい。

また、第１規制部と第２規制部とが、磁気ヘッドに対してテープ入側に配置されるかテープ出側に配置されるかという、規制部と磁気ヘッドの位置関係についても特に制限はなく、磁気テープの幅方向の位置が所望の精度で十分規制された状態で、磁気ヘッドが磁気テープに摺接できる範囲で、適切な形態に設計することができる。

なお、本実施形態の磁気テープ駆動装置におけるテープガイドでは、第１規制部が可動であり第２規制部が固定されているものを示したが、第２規制部の少なくとも一つ以上が可動手段により可動となっていてもよい。特に、第１規制部および第２規制部の配置個数を多くする場合には、磁気テープの幅が変動することで、位置規制部が配置されている領域内でも磁気テープの幅が変化することがあり得るため、磁気ヘッドに対して、基準となる１つの規制部を除いた他の規制部を全て可動とすることにより、磁気テープに対して不要な外力を加えない状態で磁気テープの幅方向の位置を規制することができる。

また、上記実施形態においては、可動手段としてピエゾ素子を用いたものを例示した。可動手段にピエゾ素子を用いることで、正確、かつ、迅速に第１規制部の位置を変更することができるので好ましいが、可動手段はピエゾ素子に限られるものではない。例えば、ＶＣＭ（Voice Coil Motor）など、印加される電流に応じて第１規制部の位置を瞬時に変えることができる部材を用いることができる。

なお、図３に示したように、本実施形態の磁気テープ駆動装置では、第１規制部の位置を変動させる可動手段としてピエゾ素子を用いることで、テープガイド自体で磁気テープの幅の変化を検出して自己完結的にフィードバックして最適な間隔となるテープガイドを形成することができた。しかし、磁気テープに接触することによる第１規制部の振動を検出する手段は、ピエゾ素子に限られず、通常の振動センサ等を用いても実現することができる。また、磁気テープの幅に対応させてテープガイドの規制部の間隔を追従させる方法としては、ピエゾ素子を用いて自己完結的にフィードバックさせる方法の他に、例えば、光学的、もしくは、機械的に磁気テープのエッジ位置を監視する等して磁気テープの長さ方向におけるテープ幅の値の変化を検出し、制御部で検出された磁気テープの実際の幅の値に応じて求められるべきテープガイドの規制部の間隔を算出・制御して、規制部の間隔が所定の値となるように制御する方法を採ることもできる。

また、上記実施形態では、本発明の磁気テープ駆動装置をサーボライタに用いた例を示した。サーボライタにおけるサーボパターンの記録時には、磁気テープの幅方向にたいするサーボ信号の記録位置を十分に規制することが極めて重要であるため、本発明の磁気テープ駆動装置を用いることが好ましいからである。しかし、本発明の磁気テープ駆動装置が奏することができる、磁気テープ幅方向の位置規制を良好に行うことができるという効果は、サーボライタ以外の各種磁気記録再生装置に用いることができ、磁気ヘッドによるデータの記録再生時において、磁気ヘッドと磁気テープとの幅方向の相対位置を良好に規制できるという効果を発揮することができる。なお、本発明の磁気テープ駆動装置において、磁気テープに信号を記録再生可能な磁気ヘッドとは、磁気テープにデータを記録するだけの磁気ヘッド、磁気テープからデータを再生するだけのヘッド、磁気テープにデータを記録し、かつ、磁気テープのデータを再生することができるヘッド、のいずれのヘッドをも含むものである。

本発明にかかる磁気テープ駆動装置は、磁気テープ幅が変動した場合でも、磁気ヘッドに対する磁気テープの幅方向の位置を良好に規制することができる。このため、本発明にかかる磁気テープ駆動装置は、サーボ方式の磁気テープを製造するサーボライタをはじめとして、各種の磁気記録再生装置に利用することができる。

３サーボ信号記録ヘッド（磁気ヘッド）
９テープガイド
９ａ、９ｂ第２規制部
９ｃ第１規制部
１１磁気テープ
１１ａ磁気テープの一方のエッジ
１１ｂ磁気テープの他方のエッジ
１３サーボアクチュエーター（可動手段）

Claims

磁気テープに信号を記録再生可能な磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドに対する前記磁気テープの幅方向の位置を規制する磁気テープガイドとを備え、
前記磁気テープガイドは、前記磁気テープの幅方向の一方のエッジに当接する第１規制部と、前記磁気テープの幅方向の他方のエッジに当接する第２規制部と、電気信号に応じて前記第１規制部の位置を前記磁気テープの幅方向に変動させて、前記第１規制部と前記第２規制部との間隔を所望の値に設定する可動手段とを備えていることを特徴とする磁気テープ駆動装置。
前記第１規制部と前記磁気テープとの接触により生じる前記第１規制部の振動を検出して、前記第１規制部と前記第２規制部との間隔を設定する請求項１に記載の磁気テープ駆動装置。
前記可変手段がピエゾ素子を用いた変位手段である請求項１または２に記載の磁気テープ駆動装置。
前記変位手段のピエゾ素子によって前記第１規制部の振動を検出する請求項３に記載の磁気テープ駆動装置。
前記磁気ヘッドによって、前記磁気テープにサーボ信号を記録する請求項１〜４のいずれかに記載の磁気テープ駆動装置。