DE4027194C2 - Verfahren und Anordnung zum Positionieren eines Magnetkopfes eines Magnetschichtspeichers - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Positionieren eines kombinierten Magnetkopfes eines Magnetschichtspeicherge­ rätes. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Verfahren zum Positionieren von Magnetköpfen bei Magnetschicht­ speichern, insbesondere Magnetbandgeräten, sind an sich bekannt.

In EP-A1-0 276 451 ist ein derartiges Verfahren zum genauen Po­ sitionieren eines Magnetkopfes eines Magnetschichtspeicherge­ rätes beschrieben. Bei diesem bekannten Verfahren wird zum Be­ wegen des Magnetkopfes senkrecht zur Bewegungsrichtung des als Magnetband ausgebildeten Aufzeichnungsträgers ein Schrittmotor verwendet. Zum Steuern des Schrittmotors wird zu einem Posi­ tionswert, der jeweils einer Spur des Aufzeichnungsträgers zu­ geordnet ist, ein Korrekturwert hinzuaddiert, der dem Versatz zwischen einem Schreibkopf und einem Lesekopf des Magnetkopfes längs einer Spur des Aufzeichnungsträgers entspricht. Mit Hilfe dieses bekannten Verfahrens kann eine genaue Positionierung insbesondere dann erreicht werden, wenn in dem Magnetkopf der Schreib- und Lesekopf oder die Schreib- und Leseköpfe längs ei­ ner Spur nicht genau ausgerichtet sind oder wenn der Magnetkopf selbst nicht genau justiert ist.

Bei der Aufzeichnung von Datensignalen auf einen Aufzeichnungs­ träger ist die Anzahl der Spuren von großer Bedeutung für die Speicherdichte. Es ist daher sehr wichtig, möglichst viele Spu­ ren auf einem Aufzeichnungsträger, beispielsweise einem Magnet­ band, unterzubringen. Eine hohe Spurdichte kann jedoch nur dann erreicht werden, wenn eine hohe Positioniergenauigkeit gegeben ist.

Dazu ist aus JP-A-59 185 020 bekannt, die Position eines mehr­ kanaligen Magnetkopfes bezüglich eines Magnetbandes zu justie­ ren, indem man zusätzlich zu den Schreib-/Leseköpfen für die einzelnen Aufzeichnungsspuren weitere Schreib-/Leseköpfe vor­ sieht, mit denen Referenzspuren aufgezeichnet bzw. gelesen wer­ den. Dabei sind den beiden Bandkanten gegenüberstehend je ein Paar von Schreib- und Leseköpfen zum Aufzeichnen bzw. Lesen von Randspuren vorgesehen. Ein Schreib-/Lesekopf ist in der Mitte des mehrkanaligen Magnetkopfes angeordnet, mit dem eine Mitten­ referenzspur aufzeichenbar ist.

Zum Aufzeichnen wird der mehrkanalige Magnetkopf zunächst grob positioniert. Mit den Randköpfen wird jeweils eine Hilfsspur an den Rändern des Magnetbandes geschrieben und anschließend gele­ sen. Die Ablage in der Position des Magnetkopfes läßt sich so korrigieren, in dem man diesen quer zur Spurrichtung solange verschiebt, bis die Lesesignale beider Randspuren gleiche Ampli­ tuden ergeben. Dann ist der mehrkanalige Magnetkopf zum Magnet­ band exakt positioniert. Während der Informationsaufzeichnung wird zugleich die Mittenreferenzspur aufgezeichnet. Bei späte­ rem Lesen des Magnetbandes wird der Magnetkopf mit Hilfe des mittig angeordneten Hilfslesekopfes, der zweigeteilt ist, exakt auf die Mitte der Mittenreferenzspur und damit auf Bandmitte ausgerichtet und gehalten. Die bekannte Anordnung ist relativ aufwendig und außerdem nur bei Mehrspurköpfen sinnvoll einzu­ setzen. Sie hat weiterhin den Nachteil, daß gerade auch bei Mehrspurköpfen auftretende Toleranzketten nur dann unschädlich sind, wenn beschriebene Magnetbänder auch wieder mit dem glei­ chen Magnetkopf gelesen werden.

Aus JP-A-59 231 731 ist weiterhin eine ähnliche Lösung bekannt, bei der mit einem Hilfsschreibkopf in der Nähe des Bandrandes eine Referenzspur aufgezeichnet wird, die zum Positionieren ei­ nes Lesekopfsystemes durch einen zweigeteilten Hilfslesekopf ausgewertet wird.

Während des normalen Bandtransportes treten bekanntlich zusätz­ liche Bandbewegungen vertikal zur Bandtransportrichtung auf. Man nennt dies das Mäandern des Magnetbandes. Aus JP-A- 58 189 877 ist nun weiterhin eine Positioniereinrichtung für einen Mehrspurkopf bekannt, der auf diesen Störeffekt abge­ stimmt ist. Auch bei diesem Magnetkopf wird mit Hilfe eines mittig angeordneten Hilfsschreibkopfes eine Referenzspur ge­ schrieben, die beim Lesen mit Hilfe eines zweigeteilten Lese­ kopfes gelesen wird. Die Lesesignale werden ausgewertet, um ein Positioniersignal abzuleiten, mit dem der Mehrspurkopf trotz Mäandern des Bandes kontinuierlich auf Spurmitte der Referenz­ spur gehalten wird.

Aus der EP-A1-32 660 ist eine Spurfolgeregelung für ei­ nen Mehrspurkopf bekannt, wobei zwei Hilfsleseköpfe vorgesehen sind. Diese beiden Köpfe sind, den Rändern des Magnetbandes ge­ genüberstehend, seitlich am Mehrspurkopf schräg zur Bandtrans­ portrichtung angeordnet. Diese Hilfsleseköpfe erfassen mit dem Mehrspurkopf aufgezeichnete Randspuren. Die mit dem Mehrspur­ kopf aufgezeichneten Flußwechsel in den Informationsspuren sind vertikal zur Längsrichtung des Magnetbandes ausgerichtet. Wenn nun der Mehrspurkopf beim Lesen nicht exakt zur Mitte des Ma­ gnetbandes ausgerichtet ist, überlaufen die Spalte der Hilfs­ leseköpfe diese vertikalen Flußwechsel der Randspuren zu etwas unterschiedlichen Zeiten. Damit ist die Phasendifferenz der Le­ sesignale der Hilfsleseköpfe ein Maß für die Abweichung des Mehr­ spurkopfes von der Bandmitte. Durch Nachregeln der Vertikal­ position des Mehrspurkopfes versucht man diese Phasendifferenz zu Null gehen zu lassen. Diese bekannte Lösung hat den Nach­ teil, daß die Anstellwinkel der Hilfsleseköpfe groß genug ge­ wählt werden müßten, um eine gute Auflösung für die Positio­ nierregelung zu ermöglichen. Dies ist aber nicht durchführbar, da mit steigendem Anstellwinkel der Hilfsleseköpfe deren Lese­ signalamplituden immer weiter abnehmen.

Aus der vorangemeldeten, jedoch nach dem Anmeldetag der vor­ liegenden Patentanmeldung veröffentlichten EP-A 0 383 957 ist ein Verfahren zum Positionieren eines kombinierten Magnetkopfes eines Magnetbandspeichers in einer zur Bewegungsrichtung eines magnetischen Aufzeichnungsträgers senkrechten Richtung für die serielle Informationsaufzeichnung in parallelen Aufzeichnungsspuren bekannt, wobei der Magnetkopf mindestens einen Schreibkopf, einen Lesekopf und einen Hilfslesekopf aufweist, der in der Senkrechten zur Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsträgers zum Schreib- und/oder Lesekopf in einem vorgegebenen Abstand angeordnet ist, bei dem a) auf den Aufzeichnungsträger in einem vorbestimmten Abstand zu seiner Längsachse eine erste Aufzeich­ nungsspur aufgezeichnet wird, b) zum Aufzeichnen einer zweiten Aufzeichnungsspur die erste Aufzeichnungsspur als Bezugsspur verwendet und dazu der Hilfslesekopf über dieser Bezugsspur positioniert wird, c) während des Aufzeichnens dieser zweiten Aufzeichnungsspur der Magnetkopf spurfolgegeregelt mit seinem Hilfslesekopf über der vorher aufgezeichneten Aufzeichnungsspur gehalten wird und d) zum Aufzeichnen folgender Aufzeichnungsspuren jeweils eine zuvor aufgezeichnete Aufzeichnungsspur verwendet und dabei gemäß den Schritten b) und c) vorgegangen wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, bei deren Verwendung eine besonders genaue Positionierung des kombinierten Magnetkopfes bezüglich der einzelnen Spuren des Aufzeichnungsträgers erreicht wird.

Diese Aufgabe wird von einem Verfahren nach Patentanspruch 1 und von einer Anordnung nach Patentanspruch 2 gelöst.

Bei der Erfindung ist insbesondere von Vorteil, daß ein Magnetkopf mit mehr als einem Lese- und einem Schreibkopf eingesetzt wird und die Lese- bzw. Schreibköpfe Magnetspalte mit unterschiedlichen Azi­ mutwinkeln aufweisen. Dies ermöglicht die Informationsaufzeich­ nung mit Magnetisierungswechseln unterschiedlicher Azimutwinkel in benachbarten Spuren. Durch diese Art der magnetischen Auf­ zeichnung lassen sich Lesesignale mit einem Hilfslesekopf ge­ winnen, die kaum durch Signalinterferenzen aus benachbarten Spuren gestört sind.

Dies gilt auch dann, wenn die Aufzeichnungsspuren ohne auf­ zeichnungsfreien Rasen, d. h. ohne Schutzstreifen unmittelbar aneinandergelegt werden, ja selbst, wenn der Hilfslesekopf da­ bei fehlpositioniert ist und mit der der Bezugsspur benachbar­ ten Aufzeichnungsspur teilweise überlappt. Ohne die Positio­ nierung zu erschweren, läßt diese Lösung damit eine bemerkens­ werte Erhöhung der Spurdichte auf dem Aufzeichnungsträger zu. Außerdem werden nicht unbedingt vorher aufgezeichnete Servospu­ ren benötigt, damit ist die gesamte Fläche des Aufzeichnungs­ trägers optimal für die Informationsspeicherung nutzbar.

Dazu kommt weiterhin, daß diese Vorgehensweise unempfindlich gegen Vertikalbewegungen des Aufzeichnungsträgers ist. Solche Vertikalbewegungen werden bei den bisher üblichen Positionier- und Aufzeichnungsverfahren bei Magnetbandspeichern mit weite­ rer Erhöhung der Spurdichte immer kritischer, da dieses Mäan­ dern des Aufzeichnungsträgers dann bereits in die Größenordnung der Spurteilung kommen kann. Deshalb ist die vorliegende Lösung für den Hersteller besonders vorteilhaft, da auf diese Weise Bandführungstoleranzen weniger kritisch sind, was den Herstel­ lungsaufwand und auch Fertigungskosten reduziert.

Für kleine Magnetschichtspeicher ist der elektrische Leistungs­ verbrauch auch ein wesentlicher Faktor. Es läßt sich experimen­ tell nachweisen, daß die hier vorgeschlagene Lösung auch in dieser Richtung voll befriedigend ist. Die genannten vertikalen Bandbewegungen haben eine relativ hohe Wiederholungsrate bei einem Bandlauf in einer vorgegebenen Richtung. Deshalb sind Vertikalkorrekturen beim Abtasten einer Bezugsspur gering, so­ bald der Hilfslesekopf über seiner Bezugsspur positioniert ist, die vorzugsweise ohne Spurfolgeregelung aufgezeichnet wird, so­ fern es die erste Aufzeichnungsspur ist, die mit entsprechender Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers aufgezeichnet wurde.

Das Verfahren gemäß der Erfindung sowie Ausführungsformen einer Anordnung zur Durchführung des Verfahrens werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Aufzeichnung von Signalen auf einem Aufzeichnungsträger unter Verwendung einer Randspur als Bezugsspur für einen kombinierten Magnetkopf gemäß der EP-A 0 383 957;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Aufzeichnung von Signalen auf dem Aufzeichnungsträger unter Verwendung einer aus aufgezeichneten Datensignalen gebildeten Spur als Bezugsspur für den Magnetkopf, ebenfalls gemäß EP-A 0 383 957;

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform einer Anordnung zur Durchführung des Verfahrens der EP-A 0 383 957;

Fig. 4 eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines Magnetkopfes mit zwei Magnetsystemen bestehend aus je einem Schreib-, einem Le­ se- und einem Hilfslesekopf, wobei die Magnetspalte dieser Ma­ gnetsysteme unterschiedliche Azimutwinkel aufweisen,

Fig. 5a bis 5c schematisch serielle Aufzeichnungsvorgänge in aufeinanderfolgenden Aufzeichnungsspuren unter Verwendung eines Magnetkopfes gemäß Fig. 4,

Fig. 6 eine andere Ausführungsform eines Mehrspurkopfes mit unterschiedlichen Azimutwinkeln der Magnetspalte der Einzelma­ gnetköpfe und

Fig. 7a bis 7d schematisch serielle Aufzeichnungsvorgänge un­ ter Verwendung eines Magnetkopfes gemäß Fig. 6.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Darstellung werden unter Verwen­ dung eines kombinierten Magnetkopfes 1 Signale, beispielsweise Datensignale, auf einem Aufzeichnungsträger, insbesondere einem Magnetband 2, aufgezeichnet oder von diesem wiedergegeben. Das Aufzeichnen erfolgt mittels eines Schreibkopfs 3, für die Wie­ dergabe wird ein Lesekopf 4 eingesetzt. Die Magnetspalte dieser Teilköpfe sind in diesem Beispiel alle vertikal zur Längsrich­ tung des Magnetbandes 2 ausgerichtet.

Beim Aufzeichnen oder beim Wiedergeben der Daten wird zunächst die Kante des Magnetbandes 2 ermittelt. Dies kann beispielswei­ se auf eine Weise geschehen, die in US-PS 44 76 503 näher be­ schrieben ist. Hierzu wird der kombinierte Magnetkopf 1 soweit in einer Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung des Magnet­ bandes 2 bewegt, bis der Schreibkopf 3 nicht mehr das Magnet­ band 2 bedeckt. Der Magnetkopf 1 wird dann in der entgegenge­ setzten Richtung bewegt, gleichzeitig werden ihm Aufzeichnungs­ signale zugeführt. Solange der Schreibkopf 3 noch nicht mit dem Magnetband 2 in Berührung kommt, werden auf diesem keine Signa­ le aufgezeichnet und der Lesekopf 4 erzeugt auch keine Wieder­ gabesignale. Sobald jedoch der Schreibkopf 3 über das Magnet­ band 2 zu liegen kommt, wird eine Randspur 5 auf das Magnetband 2 aufgezeichnet. Gleichzeitig liest der Lesekopf 4 Signale vom Magnetband 2. Eine mit dem Lesekopf 4 verbundene Steuereinheit erkennt in Abhängigkeit von einem Schwellenwert, der von einer entsprechenden Breite dieser Randspur 5 abgeleitet ist, die Kante des Magnetbandes 2. Wird der Magnetkopf 1 in dieser Posi­ tion senkrecht zur Bewegungsrichtung des Magnetbandes 2 festge­ halten und wird dieses weiterhin in seiner Längsrichtung be­ wegt, so kann längs des gesamten Magnetbands 2 eine derartige Randspur 5 aufgezeichnet werden.

Nach dem Aufzeichnen der Randspur 5 erfolgt das Aufzeichnen der Datensignale. Der Magnetkopf 1 wird hierzu senkrecht zur Bewe­ gungsrichtung des Magnetbandes 2 solange bewegt, bis eine Steuereinheit, die mit der oben erwähnten Steuereinheit iden­ tisch sein kann, unter Verwendung eines in dem Magnetkopf 1 vorgesehenen Hilfslesekopfes 6 den von der Kante des Magnetban­ des 2 abgewandten Rand der Randspur 5 erkennt. Der Hilfslese­ kopf 6 weist dazu in Querrichtung des Magnetbandes 2 eine Brei­ te auf, die vorzugsweise wesentlich geringer ist als die Breite des Schreibkopfes 3 und/oder des Lesekopfes 4. Das Erkennen des Rands der Randspur 5 kann in ähnlicher Weise erfolgen wie das Erkennen der Kante des Magnetbandes 2, nämlich durch das Über- oder Unterschreiten eines Schwellenwertes bezüglich der von dem Hilfslesekopf 6 wiedergegebenen Signale. Die Steuereinheit steuert dann beim anschließenden Aufzeichnen der Datensignale den Magnetkopf 1 derart, daß der Hilfslesekopf 6 immer dem Rand der Randspur 5 als Bezugsspur folgt, wenn das Magnetband 2 in seiner Längsrichtung bewegt wird. Hierzu wird der Magnetkopf 2 senkrecht zur Bewegungsrichtung des Magnetbandes 1 unter Ver­ wendung eines in der Steuereinheit vorgesehenen Regelkreises gesteuert. Ein weiterer Hilfslesekopf kann oberhalb des Lese­ kopfes 4 angeordnet sein, um auch Daten in einem vorgegebenen Abstand von einer oberhalb des Lesekopfes 4 angeordneten Be­ zugsspur abtasten zu können.

Zwischen dem Hilfslesekopf 6 und dem Schreibkopf 3 bzw. dem Le­ sekopf 4 ist bei dieser Ausführungsform ein vertikaler Abstand 7 vorgegeben, der beispielsweise von der Mitte des Hilfslese­ kopfes 6 zum unteren Rand des Schreibkopfes 3 bzw. des Lese­ kopfes 4 gemessen wird und beispielsweise gleich ist der dop­ pelten Breite des Hilfslesekopfes 6. Wenn der Hilfslesekopf 6 dem Rand der Bezugsspur 5 folgt, wird beim Aufzeichnen der Da­ tensignale eine neue Spur 8 erzeugt, die von der Bezugsspur 5 den Abstand 7 aufweist. Der Abstand 7 wird möglichst klein ge­ macht, so daß eine hohe Spurdichte auf dem Magnetband 2 er­ reicht wird, jedoch Signalinterferenzen zwischen benachbarten Spuren noch vermieden werden.

Beim Wiedergeben der auf dem Magnetband 2 aufgezeichneten Da­ tensignale kann der Magnetkopf 1 in gleicher Weise wie beim Aufzeichnen der Datensignale gesteuert werden, so daß der Lese­ kopf 4 ebenfalls immer im Abstand 7 der Bezugsspur 5 folgt. Da­ mit ist sichergestellt, daß der Lesekopf 4 immer genau der Mit­ te der Spur 8 mit den aufgezeichneten Datensignalen zugeordnet ist.

Anstelle der Randspur 5 kann auch eine andere auf dem Magnet­ band 2 zuvor aufgezeichnete Spur als Bezugsspur verwendet wer­ den, um Datensignale auf einer weiteren Spur aufzuzeichnen oder von dieser Spur zu lesen. Auch in diesem Fall ist sicherge­ stellt, daß eine hohe Spurdichte erreicht wird, da auch dann der Schreibkopf 3 bzw. der Lesekopf 4 immer in dem Abstand 7 der Bezugsspur folgt.

Bei dem Aufzeichnen weiterer Spuren wird, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, jeweils eine andere (vorher aufgezeichnete) Spur als Bezugsspur verwendet. Beispielsweise ist die zuvor aufgezeichnete Spur 8 die neue Bezugsspur, um im Abstand 7 je­ weils eine neue Spur 9 in derselben Weise aufzuzeichnen oder von dieser zu lesen, wie es oben angegeben ist.

In Fig. 2 ist weiterhin in unterbrochenen Linien dargestellt, daß der kombinierte Magnetkopf 1 noch einen weiteren Hilfslese­ kopf 61 enthalten kann, der den anderen Rand einer zuvor aufge­ zeichneten Spur 8 abtastet. Das Abtasten des anderen Rands er­ folgt mittels des Hilfslesekopfes 61 in ganz ähnlicher Weise wie mittels des Hilfslesekopfes 6. Die Steuereinheit verwendet in diesem Fall die wiedergegebenen Signale dieser beiden Hilfs­ leseköpfe 6 und 61, um sicherzustellen, daß der Schreibkopf 3 und der Lesekopf 4 immer einen vorgegebenen Abstand von der Mitte der Spur 8 aufweisen.

Falls das Magnetbandgerät nicht mit einer Steuereinheit zum Er­ kennen der Kante des Magnetbandes 2 ausgestattet ist, kann die erste Spur in bekannter Weise ohne die Verwendung einer Bezugs­ spur 5 aufgezeichnet werden. In diesem Fall folgt dann der Hilfslesekopf 6 beim Aufzeichnen einer zweiten Spur dem Rand der bereits aufgezeichneten Spur.

Anstelle des Rands oder der Ränder kann auch die gesamte Be­ zugsspur 5 bzw. 8 abgetastet werden. Aus dem Maximalwert der Lesesignale ergibt sich dann die Mitte dieser Bezugsspur 5 bzw. 8. Diese Mitte dient dann anstelle des Randes als Bezugswert für das Aufzeichnen einer Spur mit den Datensignalen.

Die in Fig. 3 dargestellte Anordnung zur Durchführung des Ver­ fahrens zeigt einen Ausschnitt aus einem Magnetbandgerät, das beispielsweise als Kassettenmagnetbandgerät ausgebildet ist. Ein derartiges Magnetbandgerät ist beispielsweise den US-A- 46 09 959 oder US-A- 46 22 606 zu entnehmen. In einem Gehäuse 10 des Magnetbandgerätes sind eine nicht dargestellte Antriebsan­ ordnung für das als Aufzeichnungsträger dienende Magnetband 2 und eine Positionieranordnung für den Magnetkopf 1 angeordnet. Eine gestrichelt dargestellte Magnetbandkassette 11 mit dem Ma­ gnetband 2 ist in das Magnetbandgerät einsetzbar. Der Magnet­ kopf 1 greift während des Betriebs des Magnetbandgeräts in eine nicht dargestellte Öffnung der Kassette 11 ein, um mit dem Ma­ gnetband 2 in Berührung zu kommen. Der Magnetkopf 1 ist auf ei­ nem Kopfträger 12 befestigt, der zum Positionieren des Magnet­ kopfes gemeinsam mit diesem unter Verwendung von zwei Lagern 13 und 14 längs einer Achse 15 in Querrichtung des Magnetbandes 2 verschiebbar ist, wie durch den Doppelpfeil 16 angegeben ist.

Die Verschiebung des Kopfträgers 12 mit dem Magnetkopf 1 er­ folgt durch einen Elektromotor 17, der vorzugsweise als Schrittmotor ausgebildet ist, jedoch auch als Gleichstrommotor ausgebildet sein kann. Auf der Achse des Motors 17 ist eine Schnecke 18 befestigt, die mit einem Schneckenrad 19 in Wirk­ verbindung steht. Die Achse 15 weist im Bereich des Schnecken­ rads 19 ein Außengewinde auf, das mit einem Innengewinde des Schneckenrads 19 zusammenwirkt. Wenn die Schnecke 18 durch den Elektromotor 17 angetrieben wird, so treibt diese das Schnec­ kenrad 19 an und damit bewegt sich dieses in axialer Richtung längs der Achse 15. Eine Druckfeder 20 drückt den Kopfträger 12 gegen das Schneckenrad 19, so daß dieser der Bewegung des Schneckenrades 19 in axialer Richtung folgt und damit den Ma­ gnetkopf 1 auf verschiedene Spuren des Magnetbands 2 positio­ niert. Während der Bewegung des Kopfträgers 12 in axialer Rich­ tung wird verhindert, daß dieser sich mit der Drehung des Schneckenrads 19 drehen kann. Während des Einschiebens oder des Herausnehmens der Kassette 11 ist der Magnetkopf 1 gemeinsam mit dem Kopfträger 12 aus der Arbeitsstellung in eine Ruhestel­ lung schwenkbar.

Der Motor 17 erhält von einer Motorsteuerung 21 Steuersignale, die beispielsweise als Schrittimpulse ausgebildet sind, wenn der Motor 17 ein Schrittmotor ist. Die Motorsteuerung 21 wird von einem Impulsgeber 22 angesteuert, der beim Positionieren eines Schreibkopfes oder eines Lesekopfes auf eine bestimmte Spur des Magnetbandes 2 Steuersignale empfängt, um von einer Istposition, beispielsweise einer bestimmten Spur, auf eine Soll­ position, beispielsweise eine andere Spur, zu gelangen. Eine derartige Positioniereinrichtung ist allgemein bekannt und bei­ spielsweise der US-PS 43 13 141 zu entnehmen.

Eine bestimmte Spur, auf die ein Schreibkopf oder Lesekopf po­ sitioniert werden soll, wird von einer zentralen Steuereinheit des Magnetbandgerätes oder einer als Mikrorechner ausgebildeten Steuereinheit 26 mitgeteilt. Die Istposition, in der sich der Magnetkopf 1 jeweils befindet, ist in einem Speicher 23 gespei­ chert oder kann ebenfalls in dem Mikrorechner 26 gespeichert sein.

Zu Beginn des Betriebs des Magnetbandgeräts wird der Magnetkopf 1 in eine Bezugsposition gebracht, die durch einen Bezugsposi­ tionsgeber 25 ermittelt wird. Diese Bezugsposition ist bei­ spielsweise eine Kante des Magnetbandes 2, die durch das Ver­ fahren ermittelt wird, das in der bereits erwähnten US-PS 44 76 503 beschrieben ist. Die Bezugsposition kann auch eine erste, beispielsweise äußere oder mittlere Spur des Magnetban­ des 2 sein. Die Bezugsposition kann aber auch, wie in der US-PS 43 13 141 beschrieben ist, eine bestimmte Stellung der Posi­ tionseinrichtung sein, die mittels einer Lichtschranke erkannt wird. Diese Bezugsposition ist dann bei Inbetriebnahme die Ist­ position und ist in dem Speicher 23 gespeichert.

Der Mikrorechner 26 enthält einen Zuordner, der den Sollposi­ tionswert einer jeweils einzunehmenden Spur in Abhängigkeit von der jeweiligen Spurnummer enthält. Sowohl der vom Zuordner ab­ gegebene Sollpositionswert als auch der vom Speicher 25 abgege­ bene Istpositionswert werden einem Vergleicher 27 zugeführt, der aus der Differenz zwischen dem Soll- und dem Istpositions­ wert den Abstand sowohl hinsichtlich des Betrags als auch hin­ sichtlich der Richtung ermittelt und den Impulsgeber 22 veran­ laßt, an die Motorsteuerung solange Impulse für den Schrittmo­ tor 17 abzugeben, bis der Sollpositionswert mit dem Istposi­ tionswert übereinstimmt. Der Magnetkopf 1 wird damit unter Ver­ wendung des Motors 17 auf die gewünschte Spur positioniert. Gleichzeitig werden die Impulse dem Speicher 23 zugeführt, so daß dieser die neue Istposition beinhaltet. Der Speicher 23 kann zu diesem Zweck einen Addierer enthalten, der von der al­ ten Istposition jeweils die entsprechende Anzahl von Impulsen subtrahiert oder zu dieser hinzuaddiert. Er kann auch als Zäh­ ler ausgebildet sein, dessen Zählerstand die jeweilige Istposi­ tion angibt und der durch die vom Impulsgeber 22 abgegebenen Impulse jeweils aufwärts oder abwärts gezählt wird.

Wie bereits erwähnt, kann der Motor 17 auch ein Gleichstrommo­ tor sein. Zur genauen Positionierung kann dann auf der Achse des Gleichstrommotors eine Taktscheibe angeordnet sein, bei der eine Vielzahl von Markierungen durch optoelektronische Elemente abgetastet wird. In diesem Fall gibt der Impulsgeber 22 an die Motorsteuerung 21 solange Signale ab, bis eine vorgegebene An­ zahl von Taktimpulsen abgetastet wurde, die der Differenz zwi­ schen der Soll- und der Istposition entspricht.

Die Steuereinheit 26 dient auch dazu, die Position des Hilfsle­ sekopfes 6 derart zu steuern, daß dieser immer der Bezugsspur 5 bzw. 8 folgt. Zu diesem Zweck umfaßt die Steuereinheit 26 einen Regelkreis, der den Motor 17 immer derart steuert, daß der Hilfslesekopf 6 immer genau dem Rand der Bezugsspur 5 oder 8 folgt.

Wie bereits erwähnt, wird zu Beginn des Betriebs des Magnet­ bandgeräts der Magnetkopf 1 in eine Bezugsposition gebracht, die beispielsweise der Kante des Magnetbandes 2 zugeordnet ist. In dieser Bezugsposition wird, wie im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben wurde, die Bezugsspur 5 auf das Magnetband 2 aufge­ zeichnet.

Für das Aufzeichnen der ersten Spur mit Datensignalen auf das Magnetband 2 wird dann, gegebenenfalls nach einem Rückspulvor­ gang, der Magnetkopf 1 auf die gewünschte Spur positioniert. Die Positionierung erfolgt dabei derart, daß der Hilfslesekopf 6 ungefähr auf dem der Kante des Magnetbandes 2 abgewandten Rand der Bezugsspur 5 zu liegen kommt. Für eine anschließende Feinpositionierung wird der Magnetkopf 1 derart gesteuert, daß der Hilfslesekopf 6 dem Rand der Bezugsspur 5 bei der Bewegung des Magnetbandes 2 möglichst genau folgt. Gleichzeitig werden dann den Datensignalen zugeordnete Schreibsignale S1 über einen Schreibverstärker 28 dem Schreibkopf 3 zugeführt. Zur Feinposi­ tionierung werden vom Hilfslesekopf 6 abgegebene Lesesignale über einen Leseverstärker 29 als Signale S2 der Steuereinheit 26 zugeführt. Diese vergleicht die Signale S2 mit einem Schwel­ lenwert und steuert unter Verwendung des erwähnten Regelkreises den Motor 17 derart, daß er immer dem Rand der Bezugsspur 5 folgt. Auf diese Weise wird eine hohe Genauigkeit bei der Posi­ tionierung erreicht, so daß die Spurdichte erhöht werden kann.

Für das Schreiben der weiteren Spuren wird dann die jeweils be­ nachbarte Spur als Bezugsspur 8 verwendet, wie es im Zusammen­ hang mit Fig. 2 beschrieben wurde. Auch hier steuert die Steuereinheit 26 die Position des Magnetkopfes 1 dadurch, daß der Hilfslesekopf 6 dem Rand der Bezugsspur möglichst genau folgt.

Für das Lesen von Daten vom Magnetband 2 gilt entsprechendes wie beim Schreiben. Auch hier wird der Magnetkopf 1 zunächst in bekannter Weise grob auf die jeweilige Spur positioniert und dann anschließend unter Verwendung des Hilfslesekopfes 6 fein positioniert. Der Lesekopf 4 gibt in diesem Fall Lesesignale ab, die über einen Leseverstärker 30 als Signale S3 der Steuer­ einheit 26 zur Auswertung zugeführt werden.

Falls keine Einrichtung zum Erkennen der Kante des Magnetbandes 2 vorgesehen ist, wird bei der Aufzeichnung von Datensignalen die erste Spur mit Datensignalen in herkömmlicher Weise aufge­ zeichnet und diese dann bei der Aufzeichnung weiterer Spuren als Bezugsspur 8 verwendet. Die folgenden Spuren werden dann dadurch aufgezeichnet, daß jeweils eine andere, zuvor aufge­ zeichnete Spur mit Datensignalen als Bezugsspur 8 verwendet wird. Entsprechendes gilt für das Lesen der Datensignale. Falls nur eine Spur auf dem Magnetband 2 aufgezeichnet wurde, bedarf es nur einer Bezugsspur 5, andernfalls wird jeweils eine ande­ re, vorzugsweise die zuletzt gelesene Spur als neue Bezugsspur 8 verwendet.

Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel, bei dem von einer Magnetkopfstruktur nach einer der Fig. 1 oder 2 ausge­ gangen wurde, ermöglicht wohl, die einzelnen Datenspuren 8 bzw. 9 relativ dicht auf dem Magnetband 2 zu packen. Das bedeutet, es kann mit einer relativ hohen Spurdichte aufgezeichnet wer­ den. Dennoch sind auch hier, wie mit Bezugszeichen 7 verdeut­ licht, zwischen den einzelnen Datenspuren 8 bzw. 9 Randstreifen vorgesehen, die insbesondere dazu dienen, Signalinterferenzen aus benachbarten Spuren zu vermeiden. Selbst wenn man diese Randstreifen im vorliegenden Fall schmal halten kann, bedeuten sie doch für die Datenaufzeichnung nicht nutzbare Bereiche, die in ihrer Gesamtheit einen nicht unwesentlichen Anteil der Flä­ che des Magnetbandes 2 einnehmen.

Dieser Flächenverlust läßt sich weitgehend eliminieren, wenn man ein aus der Audio- und Videotechnik an sich bekanntes Auf­ zeichnungsverfahren einsetzt. Dieses Verfahren wird als Azimut- Aufzeichnungsverfahren bezeichnet und läßt sich in angepaßter Weise auch bei der Datenaufzeichnung in zur Längsrichtung des Magnetbandes 2 parallel verlaufenden Aufzeichnungsspuren ver­ wenden.

In Fig. 4 ist eine Ausführungsform für einen zweikanaligen Ma­ gnetkopf 100 dargestellt, dessen aus je einem Schreibkopf 33 bzw. 35 und einem Lesekopf 43 bzw. 45 bestehende Magnetkopf­ systeme zusätzlich je einen zweigeteilten Hilfskopf 63 bzw. 65 aufweisen. Die Magnetspalte all dieser Teilköpfe sind um einen vorgegebenen Winkel, den Azimutwinkel α gegenüber der vertika­ len zur Längsrichtung des Magnetbandes positiv bzw. negativ an­ gestellt. Prinzipiell wird davon ausgegangen, daß die Datenauf­ zeichnung in den vertikal aufeinanderfolgenden Spuren alternie­ rend mit unterschiedlichen Azimutwinkeln erfolgen soll. Deshalb weisen der Lese- und Schreibkopf 33, 43 bzw. 35, 45 eines Ma­ gnetkopfsystemes nach Betrag und Richtung gleiche Azimutwinkel z. B. + α auf, während der zugehörige Hilfskopf 63 bzw. 65 mit entgegengesetztem Azimutwinkel -α angeordnet ist. Außerdem ist er gegenüber dem zugeordneten Lese- und Schreibkopf des jewei­ ligen Magnetsystemes um eine Spurteilung 75 vertikal versetzt angeordnet.

In den Fig. 5a bis 5c ist schematisch dargestellt, wie die Datenaufzeichnung mit einem derartigen Magnetkopf 100 in neben­ einander parallel verlaufenden Aufzeichnungsspuren 81 bzw. 91 erfolgen kann. Die Relativbewegung des Magnetbandes 2 gegenüber dem Magnetkopf 100 ist durch einen mit v bezeichneten Pfeil an­ gedeutet. Fig. 5a zeigt, daß man vorzugsweise eine erste Auf­ zeichnungsspur 81 randnah beispielsweise mit dem Schreibkopf 33 aufzeichnet. Die Positionierung des Magnetkopfes 100 kann dabei nach einer der vorstehend beschriebenen Methoden erfolgen, wo­ bei vorzugsweise beim Schreiben dieser ersten Aufzeichnungsspur 81 die Hilfsköpfe 63 bzw. 65 des Magnetkopfes 100 außer Funk­ tion bleiben. Wie schematisch angedeutet, sind die Magnetisie­ rungswechsel in dieser Aufzeichnungsspur - aufgrund der Struk­ tur des Magnetkopfes 100 systematisch vorgegeben - ebenfalls mit dem Azimutwinkel +α schräg zur Vertikalen zu der Längs­ richtung des Magnetbandes 2 ausgerichtet.

Fig. 5b zeigt nun die Position und die Funktion des Magnetkop­ fes 100 beim Aufzeichnen einer benachbarten Aufzeichnungsspur 91 unter Verwendung des zweiten Magnetkopfsystemes 35, 45, 65. Des­ sen Hilfskopf 65 wird mit seinen beiden differentiellen Magnet­ spalten symmetrisch zur Spurmitte der bereits aufgezeichneten Aufzeichnungsspur 81 positioniert und gehalten. Dies geschieht - in an sich bekannter Weise - durch Nachpositionieren des Magnet­ kopfes 100 bis das Differenzsignal aus den beiden Lesesignalan­ teilen des Hilfskopfes 65 Null ist. In diesem Fall ist der Hilfskopf 65 zur Spurmitte der aufgezeichneten Aufzeichnungsspur 81 zentriert.

Bei hoher Spurdichte und möglicher, relativ zur Spurbreite be­ reits deutlich feststellbarer Vertikalbewegungen des Magnetban­ des 2 ist es vorteilhaft, diese Feinpositionierung des Magnet­ kopfes 100 kontinuierlich während des Aufzeichnungsvorganges für die Aufzeichnungsspur 91 durchzuführen. Damit wird die Relativ­ position des Magnetkopfes 100 gegenüber der nun als Bezugsspur dienenden ersten Aufzeichnungsspur 81 konstant gehalten. Da ge­ mäß der beschriebenen Struktur des Magnetkopfes 100 der verti­ kale Abstand zwischen Schreib- und Hilfskopf 35 bzw. 65 der Spurteilung 75 entspricht, die in diesem Fall exakt mit der Spurbreite übereinstimmt, wird die zweite Aufzeichnungsspur 91 unmittelbar neben die momentane Bezugsspur 81 gelegt.

Fig. 5c zeigt wie analog die darauffolgende dritte Aufzeich­ nungsspur, wiederum vom Typ der Aufzeichnungsspuren 81, aufge­ zeichnet wird. Hierzu wird wieder das erste Magnetkopfsystem 33, 43, 63 herangezogen. Dessen Hilfskopf 63 wird - analog zu obiger Beschreibung - zur Spurmitte der aufgezeichneten benachbarten Spur vom Typ der Aufzeichnungsspuren 91 zentriert. Damit zeich­ net der Schreibkopf 33 unmittelbar benachbart die dritte Auf­ zeichnungsspur auf. Zum Aufzeichnen weiterer Spuren setzen sich diese Vorgänge in der beschriebenen Weise fort, indem alternie­ rend die beiden Magnetkopfsysteme 33, 43, 63 bzw. 35, 45, 65 zum Aufzeichnen, analog aber auch zum Lesen der Dateninformation eingesetzt werden.

In Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsform für einen Magnetkopf 100 dargestellt, der ebenso zweikanalig ausgebildet ist. Im Un­ terschied zu dem anhand von Fig. 4 beschriebenen Magnetkopf sind hier Hilfsköpfe 67 bzw. 69 in bezug auf die zugeordneten Schreib- und Leseköpfe 33, 35 bzw. 43, 45 jeweils um eine Spur­ teilung 75 nach außen versetzt angeordnet.

Wie in den Fig. 7a bis 7d gezeigt ist, ist diese Ausführungs­ form besonderes dafür geeignet, die einzelnen Aufzeichnungsspu­ ren 81 bzw. 91 von der strichpunktiert dargestellten Bandmitte ausgehend in Richtung der Bandränder nebeneinanderliegend aufzu­ zeichnen. Wieder ist die momentane Relativbewegung v des Magnet­ bandes 2 gegenüber dem Magnetkopf 100 durch einen Pfeil bezei­ chnet. Wie im Zusammenhang mit Fig. 3 beschrieben, kann man die Bandmitte durch Feststellen der Bandränder mittels magnetisch/ induktiver oder optischer Verfahren feststellen. Entweder unmit­ telbar auf diese Bandmitte zentriert oder gemäß der Ausführungs­ form nach Fig. 7a dieser Bandmitte eng benachbart, kann man die erste Aufzeichnungsspur, z. B. in Form einer Aufzeichnungsspur 81 aufzeichnen. Dabei ist der dem aufzeichnenden Magnetsystem, z. B. 33, 43, 67 zugeordnete Hilfskopf 67 außer Funktion.

In Fig. 7b ist eine Möglichkeit dargestellt, wie die zweite Aufzeichnungsspur 91 aufgezeichnet wird, die hier parallel zur ersten Aufzeichnungsspur 81, jedoch auf der anderen Seite der Bandmitte angeordnet ist. Wenn man auch diese Spur aufzeichnet, ohne die Servofunktion der Hilfsköpfe auszunutzen, dann haben die beiden Spuren 81, 91, symmetrisch zur Bandmitte liegend, vorzugsweise einen definierten Randabstand 70 voneinander, damit Signalinterferenzen vermieden werden. Der Grund für diese Maß­ nahme ist, daß damit ohne Servoinformation aufgezeichnete erste Aufzeichnungsspuren 81 bzw. 91 vorliegen, die jeweils in einer der Transportrichtungen des Magnetbandes 2 aufgezeichnet sind.

Die unerwünschten vertikalen Bandbewegungen des Magnetbandes 2 haben in jeweils einer Transportrichtung des Magnetbandes 2 eine relativ hohe Wiederholungsrate. Das hat dann bei der Aufzeich­ nung weiterer Informationsspuren unter Verwendung der jeweiligen ersten Aufzeichnungsspur 81 bzw. 91 als Bezugsspur den Vorteil, daß das kontinuierliche Feinpositionieren des Magnetkopfes 100 nur geringe Spurabweichungen ausgleichen muß.

Die beiden weiteren Fig. 7c und 7d illustrieren, wie die nächsten beiden Aufzeichnungsspuren 81 bzw. 91 aufgezeichnet werden. Beim Aufzeichnen dieser Spuren wird die spurhaltende Funktion der jeweiligen Hilfsköpfe 67 bzw. 69 ausgenutzt. Diese werden mit Hilfe ihrer geteilten Magnetspalte - wie oben bereits erläutert - über der jeweils benachbarten, vorher bereits aufge­ zeichneten Aufzeichnungsspur zentriert und vorzugsweise konti­ nuierlich in dieser Relativposition zum Magnetband 2 gehalten. Damit folgt die Positionierung des Magnetkopfes 100 allen Verti­ kalbewegungen des Magnetbandes 2, so daß die jeweilige Spur un­ mittelbar an die benachbarte innenliegende Aufzeichnungsspur 81 bzw. 91 seitlich angesetzt werden kann.

Auf eine Detaileigenschaft der beiden Ausführungsformen eines Magnetkopfes 100 sei der Vollständigkeit halber hier nochmals hingewiesen. Dies betrifft ein mögliches Kontrollesen während der Datenaufzeichnung. Bei den beiden beschriebenen Magnetkopf­ systemen sind die Schreibköpfe 33 bzw. 35 und die Leseköpfe 43 bzw. 45 über Kreuz angeordnet, dies ermöglicht das Kontrollesen bei Aufzeichnungsvorgängen in beiden Transportrichtungen des Magnetbandes 2.

Claims (3)

1. Verfahren zum Positionieren eines kombinierten Magnetkopfes (1, 100) eines Magnetbandspeichers in einer zur Bewegungsrichtung eines magnetischen Aufzeichnungsträgers (2) senkrechten Richtung für die serielle Informationsauf­ zeichnung in parallelen Aufzeichnungsspuren (5, 8), wobei der Magnetkopf mindestens einen Schreibkopf (3, 33, 35), einen Lesekopf (4, 43, 45) und einen Hilfslesekopf (6, 61, 63, 65) aufweist, der in der Senkrechten zur Bewegungs­ richtung des Aufzeichnungsträgers zum Schreib- und/oder Lesekopf in einem vorgegebenen Abstand (7, 75) angeordnet ist, bei dem

• a) auf den Aufzeichnungsträger (2) in einem vorbestimmten Abstand zu seiner Längsachse eine erste Aufzeichnungs­ spur (8, 81) aufgezeichnet wird,
• b) zum Aufzeichnen einer zweiten Aufzeichnungsspur (9, 91) die erste Aufzeichnungsspur als Bezugsspur verwendet und dazu der Hilfslesekopf über dieser Bezugsspur positioniert wird,
• c) während des Aufzeichnens dieser zweiten Aufzeichnungs­ spur der Magnetkopf spurfolgegeregelt mit seinem Hilfslesekopf über der vorher aufgezeichneten Aufzeich­ nungsspur gehalten wird und
• d) zum Aufzeichnen folgender Aufzeichnungsspuren jeweils eine zuvor aufgezeichnete Aufzeichnungsspur verwendet und dabei gemäß den Schritten b) und c) vorgegangen wird,

wobei Magnetisierungswechsel in benachbarten Aufzeichnungs­ spuren (81, 91) alternierend mit unterschiedlichen Azimut­ winkeln (+/-α) aufgezeichnet werden.

2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem kombinierten Magnetkopf (1, 100) in einem Magnetbandspeicher, der mindestens zwei Magnetsysteme mit je einem Schreibkopf (3, 33, 35), einem Lesekopf (4, 43, 45) und einem Hilfslesekopf (6, 61, 63, 65) aufweist, welcher in der Senkrechten zur Bewegungsrichtung eines magnetischen Aufzeichnungsträgers (2) zum Schreib- und/oder Lese­ kopf in einem vorgegebenen Abstand (7, 75) angeordnet ist, wobei die Magnetspalte der Schreibköpfe (33, 35) und Lese­ köpfe (43, 45) der beiden Magnetsysteme mit unterschied­ lichen Azimutwinkeln (+/-α) im kombinierten Magnetkopf (100) angeordnet sind und der Azimutwinkel des Hilfslesekopfes (63, 65) des einen Magnetsystemes jeweils dem Azimutwinkel des Schreib- bzw. Lesekopfes des anderen Magnetsystemes ent­ spricht, und mit einer Steuereinheit (26) zum Positionieren des kombinierten Magnetkopfes (1, 100) senkrecht zur Bewe­ gungsrichtung des Aufzeichnungsträgers (2) in dem Magnet­ speicher, so daß der Hilfslesekopf (6, 61, 63) eine Bezugsspur (5, 8) abtastet und dieser während der Bewegung des Aufzeichnungsträgers (2) folgt, wobei gleichzeitig die Datensignale auf den Aufzeichnungsträger (2) aufgezeichnet oder von diesem wiedergegeben werden.