JP5357364B2 - テープ・ドライブの速度制御 - Google Patents

Description

本発明はテープ・ドライブに関する。さらに具体的には、本発明はＤＣモータを用いるテープ・ドライブに関し、テープ・ドライブのＤＣモータは、サーボ・システムの制御下で該ＤＣモータによって回転されるテープ・リール上に搭載されたテープを長手方向に移動するように配置される。

磁気テープなどのテープは、アーカイブに収納し、または自動データ・ストレージ・ライブラリのストレージ・シェルフに保存し、必要なときにアクセスできるデータを、物理的に格納するための手段を提供する。アーカイバル媒体として、テープは、多くの場合、データの唯一のコピーを包含しており、それらデータは正確に書き込まれなければならず、テープは損傷を防止するために注意深く取り扱わなければならない。

テープ・ドライブは、多くの場合、ＤＣモータと、うまく制御された、位置、速度、およびテープ張力などの運動パラメータを生成するために、該ＤＣモータを作動するためのサーボ・システムとを用いる。テープに対してデータを正確に読み取り、もしくは書き込み、またはその両方を行うためには、テープ速度の正確な制御が必要である。

特許文献１は、テープ・ドライブ中のリールの半径を計算する方法、およびパルス幅変調（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ）信号から導かれる逆ＥＭＦ電圧に基づく二次的速度からテープ速度を得る、サーボ制御システムを開示している。

特許文献２は、校正されたパルス幅変調（ＰＷＭ）信号から導かれる逆ＥＭＦ電圧に基づく二次的速度からテープ速度を得る、サーボ制御システムを開示している。

米国特許第６７５４０２６号 米国特許第６８３６３８６号

磁気テープ・ドライブにおいて速度制御を確保、維持するための、磁気テープ・ドライブを作動する方法、磁気テープ・ドライブ、およびサーボ制御システムを提供する。

本発明の第一態様によって、磁気テープ・ドライブを作動するための方法が提供される。本テープ・ドライブは、複数のＤＣモータを含み、各ＤＣモータは複数のホール・センサを有する。ＤＣモータは各々、サーボ・システムの制御下で該ＤＣモータによって回転されるテープ・リール上に搭載された磁気テープを長手方向に移動させるように配置される。サーボ・システムは、磁気テープから位置情報を読み取り、その位置情報から一次的テープ速度を計算し、二次的速度信号および三次的速度信号を感知して、感知された二次的速度信号および三次的速度信号の一つに基づいてテープ速度を計算するよう構成される。本方法は、一次的速度位置情報が利用可能かどうかを検出するステップを含む。一次的速度位置情報が利用可能であることを検出するのに応じ、その一次的速度を用いてサーボ・システムが制御される。一次的速度位置情報が利用できないことを検出するのに応じ、二次的または三次的速度信号の一つが用いられる。テープ速度に関する項（ｔｅｒｍ）の絶対値が所定の値より小さい場合は、二次的速度信号が用いられる。テープ速度に関する項の絶対値が所定の値より大きい場合は、三次的速度信号が用いられる。

本方法において望ましくは、一次的速度位置情報は、磁気テープ上にフォーマットされたサーボ・トラックを含む。

本方法において望ましくは、二次的および三次的速度信号はＤＣモータの少なくとも一つから測定され、テープ速度に関する項の所定の値は、ＤＣモータの少なくとも一つの回転速度に直接関連する。

本方法において望ましくは、二次的速度信号は、磁気テープ・ドライブのＤＣモータの少なくとも一つの逆ＥＭＦ電圧を用いる。

本方法において望ましくは、ＤＣモータの少なくとも一つはホール・センサをさらに含み、三次的速度信号はホール・センサの信号を用いる。

本方法において望ましくは、上記項は、最低の速度で回転している、ＤＣモータの一つの回転速度を含む。

本方法において望ましくは、二次的速度信号は、ＤＣモータが停止から始動中のときに用いられる。

本発明の第二態様によって、磁気テープに対しデータを読み取りもしくは書き込みまたはその両方を行うための磁気テープ・ドライブが提供される。本テープ・ドライブは、テープ進路内の磁気テープに対しデータを読み取りもしくは書き込みまたはその両方を行うため、テープ進路に配置された少なくとも一つの読み取り／書き込みヘッドと、複数のＤＣモータとを含み、該複数のＤＣモータによって回転されるように搭載されたテープ・リールは、磁気テープを、テープ・リールの一つから別のテープ・リールに、テープ進路沿いに長手方向に移動させる。ＤＣモータの回転状態を感知するため、ＤＣモータの各々には少なくとも一つのホール・センサがある。サーボ・システムは、磁気テープから位置情報を読み取り、その位置情報から一次的テープ速度を計算し、二次的速度信号および三次的速度信号を感知して、感知された二次的速度信号および三次的速度信号の一つに基づいてテープ速度を計算するよう構成される。サーボ・システムを作動し、ホール・センサを検知するためのロジックは、一次的速度位置情報が利用可能かどうかを検出し、一次的速度位置情報が利用可能であることを検出するのに応じて、該一次的速度を用いてサーボ・システムを制御し、一次的速度位置情報が利用できないことを検出するのに応じ、二次的速度信号および三次的速度信号の一つを用いてサーボ・システムを制御する。テープ速度に関する項の絶対値が所定の値より小さい場合は、二次的速度信号が用いられ、テープ速度に関する項の絶対値が所定の値より大きい場合は、三次的速度信号が用いられる。

本テープ・ドライブにおいて望ましくは、一次的速度位置情報は、磁気テープ上にフォーマットされたサーボ・トラックを含む。

本テープ・ドライブにおいて望ましくは、二次的および三次的速度信号はＤＣモータの少なくとも一つから測定され、テープ速度に関する項の所定の値は、ＤＣモータの少なくとも一つの回転速度に直接関連する。

本テープ・ドライブにおいて望ましくは、二次的速度信号は、磁気テープ・ドライブのＤＣモータの少なくとも一つの逆ＥＭＦ電圧を用いる。

本テープ・ドライブにおいて望ましくは、ＤＣモータの少なくとも一つはホール・センサをさらに含み、三次的速度信号はホール・センサの信号を用いる。

本テープ・ドライブにおいて望ましくは、上記項は、最低の速度で回転している、ＤＣモータの一つの回転速度を含む。

本テープ・ドライブにおいて望ましくは、二次的速度信号は、ＤＣモータが停止から始動中のときに用いられる。

本発明の第三態様によって、磁気テープに対しデータを読み取りもしくは書き込み、またはその両方を行うための磁気テープ・ドライブに対するサーボ制御システムが提供される。磁気テープ・ドライブは、複数のＤＣモータを含み、各ＤＣモータは複数のホール・センサを有し、ＤＣモータは各々、サーボ・システムの制御下で該ＤＣモータによって回転されるテープ・リール上に搭載された磁気テープを長手方向に移動させるように配置される。サーボ・システムは、磁気テープから位置情報を読み取り、その位置情報から一次的テープ速度を計算し、二次的速度信号および三次的速度信号を感知して、感知された二次的速度信号および三次的速度信号の一つに基づいてテープ速度を計算するよう構成される。サーボ・システムは、一次的速度位置情報が利用可能かどうかを検出し、一次的速度位置情報が利用可能であることを検出するのに応じて、その一次的速度を用いてサーボ・システムを制御し、一次的速度位置情報が利用できないことを検出するのに応じ、二次的速度信号および三次的速度信号の一つを用いてサーボ・システムを制御する。テープ速度に関する項の絶対値が所定の値より小さい場合は、二次的速度信号が用いられ、テープ速度に関する項の絶対値が所定の値より大きい場合は、三次的速度信号が用いられる。

本サーボ制御システムにおいて望ましくは、一次的速度位置情報は、磁気テープ上にフォーマットされたサーボ・トラックを含む。

本サーボ制御システムにおいて望ましくは、二次的速度信号および三次的速度信号はＤＣモータの少なくとも一つから測定され、テープ速度に関する項の所定の値は、ＤＣモータの少なくとも一つの回転速度に直接関連する。

本サーボ制御システムにおいて望ましくは、二次的速度信号は、磁気テープ・ドライブのＤＣモータの少なくとも一つの逆ＥＭＦ電圧を用いる。

本サーボ制御システムにおいて望ましくは、ＤＣモータの少なくとも一つはホール・センサをさらに含み、三次的速度信号はホール・センサの信号を用いる。

本サーボ制御システムにおいて望ましくは、上記項は、最低の速度で回転している、ＤＣモータの一つの回転速度を含む。

本サーボ制御システムにおいて望ましくは、二次的速度信号は、ＤＣモータが停止から始動中のときに用いられる。

本発明の第四態様によって、コンピュータ可読媒体に格納され、コンピュータ・システムにロードされてその上で実行されたとき、該コンピュータ・システムに、第一態様による方法の全ステップを遂行させるコンピュータ・プログラム・コードを包含するコンピュータ・プログラムが提供される。

本発明のより十分な理解のため、添付の図面と併せ以下の詳細な説明を参照されたい。

以下に、単なる例示として以下の図面を参照しながら、本発明を以降に詳細に説明する。

本発明を実装するテープ・ドライブのブロック図である。 Ｂ_カウント、およびＢ_カウントを使って一次的速度を計算する算式を示す、サーボ・トラックの詳細図である。 図３Ａは、外部ロータ三相ブラシレスＤＣモータおよび三つのホール・センサの配置図であり、図３Ｂは、図３ＡのＤＣモータの運動に対するホール・センサの信号の概略図である。 スリー・ステート速度制御を利用した、本発明の方法の実施形態を示すフローチャートである。

上記の図を参照しながら、以下に記述する好適な諸実施形態によって本発明を説明するが、これら図中の同一番号は同一または類似のエレメントを表す。本発明の目的を達成するためのベスト・モードの観点から本発明を説明しているが、当業者は、これらの教示を踏まえ、本発明の範囲から逸脱することなく変形を実現できることをよく理解していよう。

テープ・ドライブは、多くの場合、ＤＣモータと、うまく制御された、位置、速度、およびテープ張力などの運動パラメータを生成するために、ＤＣモータを作動するためのサーボ・システムとを用いる。一つの実施形態において、速度誤差を測定するために、測定されたテープ速度が基準テープ速度と比較される。サーバ・ロジック中でこの速度誤差が用いられて、各ＤＣモータに対するモータ・トルク信号が生成される。テープに対する正確なデータの読み取りもしくは書き込み、またはその両方を行うためには、テープ速度の正確な制御が必要である。

ここで、これらの図を、具体的には図１を参照すると、あるテープ・ドライブが示されている。このテープ・ドライブ１０は、デジタル信号プロセッサまたはマイクロプロセッサ（ＤＳＰ：ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）１２を有する。ＤＳＰは、サーボ制御システム２３との間でデータ１４を通信し、アドレス１６を送る。ＤＳＰ１２は、サーボ制御システム２３のサーボ・ロジック・システム１８と直接通信する。サーボ・ロジック・システム１８はカウンタ１９を含む。また、サーボ・ロジック・システム１８は、タイマ、センサ回路、レジスタ・データなど（図示せず）も含む。サーボ・ロジック・システム１８は、サーボ制御システム２３の他のコンポーネントおよびサブシステムとも通信している。

図１は、繰り出しリール４１から巻き取りリール４３に走行されるテープ４８を示す。繰り出しリール４１は繰り出しリール・モータ４０によって駆動され、巻き取りリール４３は巻き取りリール・モータ４２によって駆動される。繰り出しリール４１および巻き取りリール４３は、一つのテープ直径を有する一つのリールから別のテープ直径を有する別のリールへ、テープが同一の長手方向速度で移動するように、適切な、通常は相異なる回転速度で回転される。読み取り／書き込みヘッド４６は、両リール間のテープ進路に配置され、テープ４８を読み取る。ホール・センサ２８は、モータ４０からモータのアーマチャ位置を感知し、ホール・センサ３８は、モータ４２からモータのアーマチャ位置を感知する。ＰＷＭモータ・ドライバ２４は、ホール・センサ２８から感知されたホール信号２６を受信し、一方、ＰＷＭモータ・ドライバ３０は、ホール・センサ３８から感知されたホール信号３６を受信する。また、ホール・センサ２８および３８からの感知されたホール信号２６、３６は、サーボ・ロジック・システム１８にも送信される。ＰＷＭモータ・ドライバ２４および３０は、それぞれモータ４０および４２を駆動する。ＰＷＭモータ・ドライバ２４および３０は、サーボ・ロジック・システム１８と通信し、ＰＷＭ信号２２、３４を送信し、一方、ドライバ２４および３０は、サーボ・ロジック・システム１８から、それぞれ、トルク・データ２０および３２を受信する。ＰＷＭモータ・ドライバ２４はリール・モータ４０に連結されており、もう一つのＰＷＭモータ・ドライバ３０はリール・モータ４２に連結されている。タイミングベース（ＴＢ：ｔｉｍｉｎｇ−ｂａｓｅｄ）サーボ・パターン検出システム４４は、読み取り／書き込みヘッド４６中のサーボ読み取りヘッドを介して、テープ４８の（図２に示されるように）サーボ・トラック４９からサーボ・パターン信号を受信する。ＴＢサーボ・パターン検出システム４４は、ＴＢパターン信号４５をサーボ・ロジック・システム１８に送信する。

ここで図１および図２を参照すると、テープ４８は、トラック追従のため長手方向に書き込まれたサーボ・トラック４９によって事前フォーマットされている。サーボ・トラック４９は、テープ４８の全長に沿って長手方向に書き込まれており、テープ幅に亘って横方向に５回反復され、４つのサーボ領域またはバンドを生成する。

リール４１および４３上のテープ４８の位置および速度を測定する一次的または直接的な仕方は、テープ４８上の事前記録されたサーボ・トラック４９の使用を含む。各サーボ・フォーマット・トラック４９は、磁束反転部のない媒体部で分離されたバーストに記録された磁束反転部のシーケンスである。図２を参照すると、これらバーストは、４本、４本，５本、５本の反転部の繰り返しパターンである。一つの実施形態では、各バースト内の反転部の間の距離間隔は５μｍである。一つの実施形態において、２つの４本反転部バーストの開始点から２つの５本反転部バーストの開始点まで、同様に、２つの５本反転部バーストの開始点から２つの４本反転部バーストの開始点までの間隔は１００μｍである。４本バーストから４本バーストまで間、および５本バーストから５本バーストまでの間隔は、サーボ・トラックの縦方向の位置によって変わる。４本反転部から５本反転部まで、および５本反転部から４本反転部までの間隔は、時間周期カウンタ１９を使って測定され、該カウンタはサーボ制御システム２３中にＢカウント５８といわれる値を生成する。このカウントは、ヘッド４６における長手方向テープ速度だけによって変化し、算式において、データ移送動作の間の正確な速度制御のための制御信号を計算するためのデータを提供する。サーボ・デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）１２は、Ｂカウント５８から、以下の関係式によってテープ速度を計算する。
Ｖ_一次＝１００μｍ／（Ｂ_カウント×Ｔ_発振数）
式中、
Ｖ_一次＝一次的テープ速度
Ｂ_カウント＝Ｂカウンタの値、および
Ｔ_発振数＝Ｂカウンタに対するクロックの周期、である。

一次的速度信号は非常に正確でありテープ速度の直接的測定であるが、この一次的速度信号、しかして一次的速度位置情報は、テープ・ドライブ制御への使用のために何時でも利用が可能なわけではない。すなわち、Ｂカウント５８は、サーボ読み取りヘッド４６がサーボ・トラック４９の上に位置しており、テープ速度が記録チャネルおよびＢカウンタ・ロジックのダイナミック・レンジ内にある間だけ、速度制御のため利用が可能である。テープ４８、リール４１および４３の始動および停止時、またはテープ４８、リール４１および４３が所与の最低速度を下回る、または所与の最高速度を超える場合など、ヘッド（群）がサーボ・トラック４９からの信号を読み取らない時間が存在する。このため、サーボ・トラック４９から得られる一次的速度位置情報は、加速および減速プロフィールの大部分の過程で利用できない。さらに、一次的速度位置情報は、サーボ・ヘッド（群）４６が、サーボ・トラック４９またはサーボ・バンドの間を横方向に割り出し作業をしているときにも利用できない。また、サーボ信号中の非常に長い脱落も、テープ速度制御のために合計Ｂカウント値５８を利用するのをできなくする。しかして、一次的速度位置情報が利用できない場合にテープ速度を得るための別の方法が必要となる。

テープ速度を得るための別の方法の一例に、二次的速度を利用することがある。用語「二次的速度」とは、パルス幅変調（ＰＷＭ）信号から導かれる、ＤＣモータ４０および４２中の逆ＥＭＦ電圧に基づくテープ速度の見積もりをいう。当業者なら熟知するように、逆ＥＭＦ電圧は、モータ電圧から、見積もり巻き線抵抗オーミック電圧を差し引くことによって計算できる。巻き線抵抗オーミック電圧は、見積もりモータ電流に、見積もり巻き線抵抗を乗ずることによって計算される。ＤＣモータの角速度は、モータの逆ＥＭＦ電圧を、該モータのモータ電圧定数で除することによって計算される。サーボ・ロジック・システム１８は、モータ角速度に、該モータが駆動しているリール上のテープの半径を乗ずることによって、テープ４８の見積もり長手方向速度を計算する。

通常、二次的速度は常時利用可能であるが、一次的速度ほどの精度はない。例えば、逆ＥＭＦ電圧測定の場合、速度信号は、とりわけて、モータ電圧定数の許容差、巻き線抵抗値の許容差、温度影響、モータ・ドライバ信号許容差、およびモータ電流見積もり許容差などの誤差源を包含する。

従って、一次的速度位置情報が利用できないときにテープ速度を提供し、しかも、二次的速度よりも正確なテープ速度を提供する、さらにもう一つの別の方法または三次的速度が必要となる。本明細書での用語「三次的速度」とは、ホール・センサを用いて、ＤＣモータ４０および４２の実際の角速度を測定することをいう。従って、本明細書において用語「ホール信号」と「三次的速度信号」とは置き換え可能に使われる。

図３Ａは、ＤＣモータ４０または４２などの３相外部ロータ・ブラシレスＤＣモータ、および３つのホール・センサ７５、７６、７７を表す。当業者なら熟知しているように、ＤＣモータ４０が回転すると、ホール・センサは、特定の状態のシーケンスまたは遷移を経過し、ロータ・マグネット７９から感知した、ＤＣモータのロータ位置についてのフィードバック情報を提示する。この（例えばホール信号（群）などの）フィードバック情報は、ホール・センサ・チャネル５５を通って図１のＰＷＭモータ・ドライバ２４または３０に提供され、該ドライバは、図３Ａの巻き線励磁ライン５７上のモータ制御信号を転流する。転流された駆動信号は、ステータ８０上の巻き線を駆動し、各制御信号状態（巻き線励磁ライン５７上の駆動信号の組み合わせ）がロータ・マグネット７９を当該状態に対応する特定の安定した物理的な位置に引き付ける。例えば、制御状態「Ａ」がアサートされて、ＤＣモータ・ロータ位置が安定化できたとすれば、該ＤＣモータ・ロータは対応する位置「Ａ」に到達することになろう。

ホール・センサ７５、７６、７７は、センサ信号が、状態または遷移を正確に安定ロータ位置に変化させるように配列される。ロータの磁極の数がＮであるＤＣモータ４０の１フル回転の過程で、遷移のシーケンスはＮ回繰り返される。ロータ中に８つの磁極を有する３相ブラシレスＤＣモータの１フル回転に対するホール遷移の合計数は、従って２４である。図３Ｂは、ＤＣモータ（例えば、４０または４２）の１全回転の過程における、ホール・センサ７５、７６、７７の各々からの、測定されてホール・センサ・チャネル５５上に供されたホール信号およびホール遷移（例えば、ホールＡ、ホールＢ、およびホールＣ）を示す、ある例示的な実施形態を含む。図示しないある別の実施形態では、テープ・ドライブ１０（例、リニア・テープ・オープン（ＬＴＯ：ｌｉｎｅａｒ ｔａｐｅ ｏｐｅｎ）ハーフハイト・ドライブ）には、ロータ中に１６の磁極を持たせ、３相ブラシレスＤＣモータの１フル回転に対するホール状態の合計数を４８にすることができる。

前述のように、ホール信号は、ロータ・マグネットから感知された、ＤＣモータ・ロータ位置についてのフィードバック情報を提供する。ＤＣモータ・ロータ位置の情報は、カウンタ１９からのホール遷移の間に経過した時間についての情報と組み合わせて、三次的テープ速度を算定するために用いられる。テープ・リールにおける三次的テープ速度を算定するための算式は、
Ｖ_三次＝ω×Ｒ
式中、
Ｖ_三次＝三次的テープ速度、
ω＝リールの角速度、および
Ｒ＝サンプル時のリール上のテープの半径、である。

角速度は次式によって算定することができる。
ω＝２π／（Ｈ_遷移×時間）
式中、
Ｈ_遷移＝検出されたホール遷移の数、である。

前述したように、一つの実施形態において、ロータに８つの磁極を備えた３相ブラシレスＤＣモータの１フル回転に対するホール遷移の合計数は２４であり、上記の算式は、
ω＝２π／（２４×時間）となる。
式中、
時間＝カウント／クロック、である。

このカウントは、上記２４ホール遷移の各々の間のカウントの数であり、クロックは、上記算式におけるクロックのサンプル・レートである。図３Ｂに示されるように、サーボ・ロジック１８中のカウンタ１９は、一つのホール遷移の終点でカウントを開始し、次のホール遷移の開始点でカウントを終了する。

前述したように、一次的速度信号は非常に正確であり、テープ速度を直接測定した測定値であるが、この一次的速度信号、しかして一次的速度位置情報は、特に低速度においては、テープ・ドライブ制御への使用のために何時でも利用できるわけではない。二次的速度は、通常、どのＤＣモータの角速度においても利用可能であるが、これは誤差を生じがちであり、しかして、テープ・リールの速度を制御するために必要な精度を持たない。三次的速度は、二次的速度よりは精度の高い測定値である。しかしながら、三次的速度は、非常に遅いテープ速度（例えば、約１．０ｍ／秒より遅い長手方向テープ速度）では、利用できないか、あるいは不正確である。例えば、テープが停止から始動中のとき、またはテープ・リール４１、４３の加速および減速の間は、三次的速度が利用できないことがあり得る。前述したように、三次的速度の計算では、ホール・センサを用いてＤＣモータ４０および４２の位置を測定し、クロックおよびカウンタを用いて、ＤＣモータ４０および４２が一つの位置から別の位置に動く際に経過した時間を算定する。このため、三次的速度の計算は、クロック速度およびカウンタ１９の分解能による制約を受ける。

具体的には、カウンタ１９は、カウントの数などのデータを格納する自身の能力による制限を受ける。一つの実施形態において、カウンタ１９が８ビット・カウンタの場合、これは２５６カウントを格納する能力を有する。ＤＣモータ４０が遅い角速度で動いているある実施形態では、カウンタ１９が、次のホール遷移に到達する前に、カウントのストレージ限界に達することがあり得る。しかして、かかる格納カウント数が三次的速度の計算に使われたならば、得られた計算速度は不正確なものとなろう。

さらに、サーボ・ロジック・システム１８はテープ速度の定期的な更新を要求する。本明細書ではこれらの要求をインタラプトという。一つの実施形態において、これらのインタラプトは、８００マイクロ秒ごとに実施することができる。ＤＣモータ４０が、（例えば、８００マイクロ秒の）インタラプトの間の時間中にホール遷移が感知されないほど低速で動いている場合には、サーボ・ロジック・システム１８は、三次的速度を計算することができない。

従って、本明細書では、本発明の一つの実施形態による、磁気テープ・ドライブを作動するために、３つの異なる速度、すなわち一次的、二次的、および三次的速度を活用する実施形態を説明している。

図４を参照すると、サーボ・ロジック・システム１８は、テープ・ドライブの作動の間にテープ速度を測定するためにインタラプトを起動する。前述したように、一つの実施形態では、インタラプトを８００マイクロ秒ごとに実施することができる。当業者は、インタラプトの頻度を、ユーザ定義とする、もしくは必要とするテープ速度制御のレベルに基づいて変化させる、またはその両方が可能なのを理解していよう。インタラプトに応じ、ステップ４０２で、サーボ・ロジック・システム１８は一次的速度位置情報が利用可能かどうかを検出する。一次的速度位置情報が利用可能なのを検出したのに応じて、ステップ４０４で、その一次的速度を用いてテープ・ドライブ１０内のテープ速度が制御される。前述したように、一次的速度は、サーボ・デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）１２によって、Ｂカウント５８から計算される。次のインタラプトが受信されたとき、プロセスはステップ４０２に戻る。

また一方、ステップ４０２で、サーボ・ロジック・システム１８が、一次的速度位置情報が利用できないことを検出した場合、プロセスはステップ４０５に進む。ステップ４０５で、サーボ・ロジック・システム１８は、ＤＣモータ４０、４２が停止から始動中かどうかを判定する。ＤＣモータ４０、４２が停止から始動中と判定したのに応じ、プロセスはステップ４０８に進む。または、ＤＣモータが停止から始動中でないと判定した場合には、プロセスはステップ４０６に進む。

ステップ４０６で、サーボ・ロジック・システム１８は、テープ速度に関する項の絶対値が所定の値より小さいかどうかを検出する。一つの実施形態において、この項は、ＤＣモータ４０、４２の一つの回転速度に直接関連する。前述したように、繰り出しリール４１と巻き取りリール４３とは、等しい長手方向テープ速度が維持されるように、テープの直径に基づき相異なる回転速度で回転させることができる。さらに、上記で説明したように、三次的速度は、クロック速度およびカウンタ１９の分解能による制約を受け、非常に遅いテープ速度では、正確なホール信号は利用できず、従って、三次的速度は利用できないかまたは不正確である。当業者は、最大のテープ直径を有するテープ・リールが最低の角速度で動くことになり、そのリールを作動しているＤＣモータも最低の角速度で動くことになるのを理解していよう。従って、正確な三次的速度が利用可能であることを確実にするため、ステップ４０６における、用いる速度（二次的かまたは三次的か）の判定は、最大のテープ直径を有するテープ・リール４１、４３、しかして、最低の角速度を有するＤＣモータに基づくことになる。

一つの実施形態において、この所定の値は長手方向テープ速度である。別の実施形態では、この所定の値は、約１．０ｍ／秒の長手方向テープ速度である。当業者は、この所定の値が、他のファクタと共に、現在用いられているカウンタのデータ・ストレージおよび分解能の限界の基づいていることを認識していよう。一つの実施形態において、この速度は、最低の速度で回転しているＤＣモータの角速度に直接関連する。当業者は、カウンタ１９のデータ・ストレージおよび分解能の能力を拡張すれば、テープ速度に関する項の所定の値を１．０ｍ／秒より低くできることを理解していよう。例えば、１６ビットのカウンタを用いた場合、格納に利用可能なカウントの数は、８ビット・カウンタのものよりも大きくなることになろう。そうすれば、この実施形態においては、ＤＣモータ４０および４２は、１．０ｍ／秒より遅い長手方向速度に変換する角速度で作動しながら、なお、長手方向テープ速度を算定するため、正確なホール信号の利用を可能にすることができよう。

別の実施形態において、ＤＣモータ４０に、ロータ中に８より多い磁極を持たせ、より高いカウンタ分解能を可能にすることができる。例えば、リニア・テープ・オープン（ＬＴＯ）ハーフハイト・ドライブの場合、ＤＣモータ４０は、ロータ中に１６の磁極を有し、３相ブラシレスＤＣモータの１フル回転に対するホール状態の合計数は４８である。従って、モータの１フル回転の過程で、感知対象としてより多くのホール遷移が利用可能である。これにより、この実施形態においては、ＤＣモータ４０および４２は、１．０ｍ／秒より遅い長手方向速度に変換する角速度で作動しながら、なお、長手方向テープ速度を算定するため、正確なホール信号の利用を可能にできよう。

同様に、当業者は、カウンタ１９のデータ・ストレージおよび分解能の能力が低減された場合、テープ速度に関する項の所定の値が、１．０ｍ／秒より高くなるであろうことを理解していよう。

図４に戻って、ＤＣモータ４０、４２が停止から始動中であると判定したのに応じ、またはテープ速度に関する項の絶対値が所定の値より小さいと判定したのに応じ、プロセスはステップ４０８に進む。ステップ４０８で、テープ・ドライブ１０内のテープ速度を制御するために、二次的速度信号が用いられる。前述したように、サーボ・ロジック・システム１８は、二次的速度信号を用いて、テープ４８の見積もり長手方向速度を計算する。プロセスは、次のインタラプトが受信されたとき、ステップ４０２に戻る。

また一方、サーボ・ロジック１８が、テープ速度に関する項の絶対値が所定の値より大きいと判定した場合、プロセスはステップ４１０に進む。ステップ４１０で、テープ・ドライブ１０内のテープ速度を制御するために、三次的速度信号が用いられる。前述したように、サーボ・ロジック・システム１８は、三次的速度信号を用いてテープ４８の見積もり長手方向速度を計算する。プロセスは、次のインタラプトが受信されたとき、ステップ４０２に戻る。図４のプロセス・フローは、テープ・ドライブ１０を作動している間、各インタラプトのたびに繰り返される。

上記のように、テープの長手方向速度を正確に制御するため一次的、二次的、および三次的速度測定値を用いる磁気テープ・ドライブを作動するための、磁気テープ・ドライブ、サーボ・システム、および方法が提供される。

当業者ならよく理解するであろうように、本発明の態様は、システム、方法、またはコンピュータ・プログラム製品として具現することができる。従って、本発明の態様は、全体がハードウェアの実施形態、全体がソフトウェアの実施形態（ファームウエア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）、あるいは、一般に本明細書では全て「回路」、「モジュール」、または「システム」といわれこともある、ソフトウェアおよびハードウェア態様を組み合わせた実施形態の形を取ることができる。さらに、本発明の態様は、コンピュータ可読プログラム・コードをその上に具体化している一つ以上のコンピュータ可読媒体（群）中に具現されたコンピュータ・プログラム製品の形を取ることもできる。

一つ以上のコンピュータ可読媒体（群）の任意の組み合わせを用いることができる。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読信号媒体、またはコンピュータ可読ストレージ媒体とすることができる。コンピュータ可読ストレージ媒体は、例えば、以下に限らないが、電子的、磁気的、光学的、電磁気的、赤外的、または半導体の、システム、装置、もしくはデバイス、あるいはこれらの任意の適切な組み合わせとすることができる。コンピュータ可読ストレージ媒体のさらに具体的な例（非包括的リスト）には、一つ以上の配線を有する電気接続、携帯型コンピュータ・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−ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、消去可能プログラム可能読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ（ｅｒａｓａｂｌｅ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）またはフラッシュ・メモリ）、光ファイバ、携帯型コンパクト・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）、ブルーレイ・ディスク（ＢＤ：Ｂｌｕｅ−Ｒａｙ Ｄｉｓｋ）、ホログラフィック・デバイスを含む光ストレージ・デバイス、磁気ストレージ・デバイス、ナノプローブ・ミリペード・デバイス、またはこれらの任意の適切な組み合わせが含まれよう。本文書の文脈において、コンピュータ可読ストレージ媒体は、命令実行システム、装置、もしくはデバイスによってまたはこれらに関連させて使用するためのプログラムを、包含または格納できる任意の有形媒体とすることもできる。

コンピュータ可読媒体上に具現されたプログラム・コードは、以下に限らないが、無線、有線、光ファイバ・ケーブル、ＲＦなど、またはこれらの任意の適した組み合わせを含め、任意の適切な媒体を用いて送信することができる。本発明の態様のオペレーションを実行するためのコンピュータ・プログラム・コードは、Ｊａｖａ（Ｒ）、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類似のプログラミング言語などの従来式手続き型プログラミング言語を含め、一つ以上のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述することができる。このプログラム・コードは、スタンドアロン・ソフトウェア・パッケージとしてユーザのコンピュータで全体的に実行することも、ユーザのコンピュータで部分的に実行することもでき、一部をユーザのコンピュータで一部を遠隔コンピュータで実行することもでき、あるいは遠隔のコンピュータまたはサーバで全体的に実行することもできる。後者のシナリオでは、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 ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）を含む任意の種類のネットワークを介して、遠隔コンピュータをユーザのコンピュータに接続することもでき、あるいは（例えばインターネット・サービス・プロバイダを使いインターネットを介し）外部のコンピュータへの接続を行うこともできる。

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・プログラム製品のフローチャート図もしくはブロック図またはその両方を参照しながら、本発明の態様を上記で説明してきた。当然のことながら、フローチャート図もしくはブロック図またはその両方の各ブロック、および、フローチャート図もしくはブロック図またはその両方中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可能である。これらのコンピュータ・プログラム命令を、汎用コンピュータ、特殊用途コンピュータ、またはマシンを形成する他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサに供給し、そのコンピュータまたは他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサを介して実行されるこれらの命令が、フローチャートもしくはブロック図またはその両方のブロックまたはブロック群中に規定された機能群／動作群を実装するための手段を生成するようにすることができる。

また、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、または他のデバイスに対し特定の仕方で機能するよう命令することができるコンピュータ可読媒体に格納し、そのコンピュータ可読媒体に格納された命令が、フローチャートもしくはブロック図またはその両方のブロックまたはブロック群中に規定された機能／動作を実装する命令群を包含する製造品を生成するようにすることができる。さらに、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、または他のデバイスにロードして、これらコンピュータ上、他のプログラム可能装置上、または他のデバイス上で一連のオペレーション・ステップを実行させてコンピュータに実装されるプロセスを生成し、これらコンピュータ上または他のプログラム可能装置上で実行されるこれらの命令が、フローチャートもしくはブロック図またはその両方のブロックまたはブロック群中に規定された機能群／動作群を実装するためのプロセスを提供するようにすることも可能である。

上記の図中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・プログラム製品の可能な実装のアーキテクチャ、機能、およびオペレーションを例示している。この点に関し、フローチャートまたはブロック図中の各ブロックは、規定の論理機能（群）を実装するための一つ以上の実行可能命令を含む、モジュール、セグメント、またはコードの部分を表し得る。また、一部の別の実装においては、ブロック中に記載された機能が、図に記載された順序を外れて行われ得ることに留意すべきである。例えば、連続して示された２つのブロックが、実際にはほぼ同時に実行されることがあり、関与する機能によって、時にはこれらのブロックが逆の順序で実行されることもあり得る。さらに、ブロック図もしくはフローチャート図またはその両方の各ブロック、およびブロック図もしくはフローチャート図またはその両方中のブロック群の組み合わせは、特定の機能または動作を実施する、専用ハードウェア・ベースのシステム、また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装可能なことにも留意すべきである。

本発明の実施形態の前述の説明は、例示および説明の目的で提示されたものである。網羅的であること、あるいは、これら実施形態を開示された通りの形態に限定することを意図していない。前述の教示を踏まえて、多くの修改および変形が可能である。これら諸実施形態の範囲は、この詳細な説明に限定されるものでなく、むしろ、本明細書に添付された請求項によって限定されることが意図されている。前述の明細、例、およびデータは、これら実施形態の構成物の製造および使用の全面的な説明を提示している。本実施形態の範囲を逸脱することなく多くの実施形態を作製することが可能であり、それらの実施形態は、以下に添付の請求項、または後続して出願される一切の請求項、およびこれらの同等物に帰属する。

Claims (16)

1. 磁気テープ・ドライブを作動するための方法であって、前記磁気テープ・ドライブは複数のＤＣモータを有し、各ＤＣモータは複数のホール・センサを有し、前記ＤＣモータは各々、サーボ・システムの制御下で前記ＤＣモータによって回転されるテープ・リール上に搭載された磁気テープを長手方向に移動させるように配置され、前記サーボ・システムは、前記磁気テープから一次的速度位置情報を読み取り、前記一次的速度位置情報から一次的速度を用いてテープ速度を計算し、前記複数のＤＣモータの少なくとも一つの逆ＥＭＦ電圧に基づく二次的速度信号および前記複数のホール・センサの少なくとも１つの信号に基づく三次的速度信号を感知して、前記感知された二次的速度信号および三次的速度信号の一つに基づいてテープ速度を計算するように構成され、前記方法は、
   前記一次的速度位置情報が利用可能かどうかを検出するステップと、
   前記一次的速度位置情報が利用可能であることを検出するのに応じて、前記一次的速度を用いて前記サーボ・システムを制御するステップと、
   前記一次的速度位置情報が利用できないことを検出するのに応じて、前記二次的速度信号および前記三次的速度信号の一つを用いて前記サーボ・システムを制御するステップであって、テープ速度に関する項の絶対値が所定の値より小さい場合は前記二次的速度信号が用いられ、テープ速度に関する前記項の絶対値が前記所定の値より大きい場合は前記三次的速度信号が用いられる、前記二次的速度信号および前記三次的速度信号の一つを用いて前記サーボ・システムを制御するステップと、
   を含む、方法。
2. 前記二次的および前記三次的速度信号は前記ＤＣモータの少なくとも一つから測定され、テープ速度に関する前記項の前記所定の値は、前記ＤＣモータの少なくとも一つの回転速度に直接関連する、請求項１に記載の方法。
3. 前記一次的速度位置情報は、前記磁気テープ上にフォーマットされたサーボ・トラックを含む、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記項は、最低の速度で回転している、前記ＤＣモータの一つの回転速度を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
5. 前記二次的速度信号は、前記ＤＣモータが停止から始動中のときに用いられる、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
6. 磁気テープに対しデータを読み取りもしくは書き込みまたはその両方を行うための磁気テープ・ドライブであって、
   テープ進路内の磁気テープに対しデータを読み取りもしくは書き込みまたはその両方を行うため、前記テープ進路に配置された少なくとも一つの読み取り／書き込みヘッドと、
   複数のＤＣモータであって、前記複数のＤＣモータによって回転されるように搭載されたテープ・リールは、前記磁気テープを、前記テープ・リールの一つから前記テープ・リールの別のリールに、前記テープ進路沿いに長手方向に移動させる、前記複数のＤＣモータと、
   前記ＤＣモータの回転状態を感知するため、前記ＤＣモータの各々にある少なくとも一つのホール・センサと、
   サーボ・システムであって、前記サーボ・システムは、前記磁気テープから一次的速度位置情報を読み取り、前記一次的速度位置情報から一次的速度を用いてテープ速度を計算し、前記複数のＤＣモータの少なくとも一つの逆ＥＭＦ電圧に基づく二次的速度信号および前記少なくとも１つのホール・センサの信号に基づく三次的速度信号を感知して、前記感知された二次的速度信号および三次的速度信号の一つに基づいてテープ速度を計算するよう構成された、前記サーボ・システムと、
   前記サーボ・システムを作動し、前記ホール・センサを検知するためのロジックであって、前記ロジックは、
   前記一次的速度位置情報が利用可能かどうかを検出し、
   前記一次的速度位置情報が利用可能であることを検出するのに応じて、前記一次的速度を用いて前記サーボ・システムを制御し、および
   前記一次的速度位置情報が利用できないことを検出するのに応じて、前記二次的速度信号および前記三次的速度信号の一つを用いて前記サーボ・システムを制御し、テープ速度に関する項の絶対値が所定の値より小さい場合は前記二次的速度信号が用いられ、テープ速度に関する前記項の絶対値が前記所定の値より大きい場合は前記三次的速度信号が用いられる、
   前記サーボ・システムと、
   を含む、前記磁気テープ・ドライブ。
7. 前記二次的および前記三次的速度信号は前記ＤＣモータの少なくとも一つから測定され、テープ速度に関する前記項の前記所定の値は、前記ＤＣモータの少なくとも一つの回転速度に直接関連する、請求項６に記載の磁気テープ・ドライブ。
8. 前記一次的速度位置情報は、前記磁気テープ上にフォーマットされたサーボ・トラックを含む、請求項６または７に記載の磁気テープ・ドライブ。
9. 前記項は、最低の速度で回転している、前記ＤＣモータの一つの回転速度を含む、請求項６〜８のいずれかに記載の磁気テープ・ドライブ。
10. 前記二次的速度信号は、前記ＤＣモータが停止から始動中のときに用いられる、請求項６〜９のいずれかに記載の磁気テープ・ドライブ。
11. 磁気テープに対しデータを読み取りもしくは書き込みまたはその両方を行うための磁気テープ・ドライブに対するサーボ制御システムであって、前記磁気テープ・ドライブは、複数のＤＣモータを有し、各ＤＣモータは複数のホール・センサを有し、前記ＤＣモータは各々、サーボ・システムの制御下で前記ＤＣモータによって回転されるテープ・リール上に搭載された磁気テープを長手方向に移動させるように配置され、前記サーボ・システムは、
    前記磁気テープから一次的速度位置情報を読み取り、前記一次的速度位置情報から一次的速度を用いてテープ速度を計算し、
    前記複数のＤＣモータの少なくとも一つの逆ＥＭＦ電圧に基づく二次的速度信号および前記複数のホール・センサの少なくとも１つの信号に基づく三次的速度信号を感知して、前記感知された二次的速度信号および三次的速度信号の一つに基づいてテープ速度を計算し、
    前記一次的速度位置情報が利用可能かどうかを検出し、
    前記一次的速度位置情報が利用可能であることを検出するのに応じて、前記一次的速度を用いて前記サーボ・システムを制御し、
    前記一次的速度位置情報が利用できないことを検出するのに応じて、前記二次的速度信号および前記三次的速度信号の一つを用いて前記サーボ・システムを制御し、テープ速度に関する項の絶対値が所定の値より小さい場合は、前記二次的速度信号が用いられ、テープ速度に関する前記項の絶対値が前記所定の値より大きい場合は、前記三次的速度信号が用いられる、
    よう構成される、サーボ制御システム。
12. 前記二次的速度信号および前記三次的速度信号は前記ＤＣモータの少なくとも一つから測定され、テープ速度に関する前記項の前記所定の値は、前記ＤＣモータの少なくとも一つの回転速度に直接関連する、請求項１１に記載のサーボ制御システム。
13. 前記一次的速度位置情報は、前記磁気テープ上にフォーマットされたサーボ・トラックを含む、請求項１１または１２に記載のサーボ制御システム。
14. 前記項は、最低の速度で回転している、前記ＤＣモータの一つの回転速度を含む、請求項１１〜１３のいずれかに記載のサーボ制御システム。
15. 前記二次的速度信号は、前記ＤＣモータが停止から始動中のときに用いられる、請求項１１〜１４のいずれかに記載のサーボ制御システム。
16. コンピュータ・システムにロードされてその上で実行されたとき、前記コンピュータ・システムに、請求項１〜５のいずれかに記載の方法の全ステップを遂行させるコンピュータ・プログラム・コードを包含するコンピュータ・プログラム。

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