专利名称：带有磁带标记的数据磁带盒的制作方法
一般地说，本发明涉及一种构成为可取出地加载到走带机构中的磁带盒。更具体地说，本发明涉及一种带有磁标记的数据磁带盒。
大容量数据磁带盒是众所周知而且已在例如美国专利3,692,225(授予Von Behren)和美国专利4,422,111(授予Moeller等)中被披露。这一类磁带被构成为可取出地加载到具有磁读/写头的组合件中，并通常用于作为计算机系统的备份。磁带盒包括一条长磁带绕在可在外壳内转动的一对转轴(hub)上。当磁带盒在操作中加载到走带机构中时，一条无终端软带与二个转轴上的磁带外层摩擦接触，从而驱动磁带在向前和相反方向沿着绕过磁头组合件的传送路径运动。于是能把数据写入磁带或从磁带中读出。
数据磁带盒的磁带通常被分成许多功能区。位于磁带相对两端的磁带开始(BOT)区和磁带结尾(EOT)区用于加快磁带运行速度和在达到结尾前降低磁带速度。加载点(LP)区和提前告警(EW)区分别与BOT区和EOT区相邻，所包含的信息为走带机构使用，以完成准备数据记录和读取所需要的操作。数据被记录在LP区和EW区之间的数据记录(DR)区。
相邻区之间的边界通常由穿过磁带的小孔编码图样来标记或指示。在走带机构中的光学检测系统包括一个光源和光传感器，用于检测小孔的存在。小孔的图样被走带机构控制系统解码以识别特定的区间。磁带盒信息(例如磁带盒类型)有时也由BOT或EOT区中的小孔图样进行数字编码。
数据能以任何一种公知的或传统的格式记录在DR区。为了以伺服写(streaming)格式记录数据而构成的磁带包括伺服磁迹带在磁带上的BOT和EOT区之间纵向延伸。伺服磁迹带是由预先记录的伺服载波构成的，从伺服磁迹带上抹掉多行带间隔的块，以构成若干单个伺服磁迹行。在闭环伺服运行过程中，走带机构使用从伺服磁迹带感知的信号来改变读/写头组合件的横向位置，以使磁头组合件保持与预定的伺服磁迹排成一行，或者说“锁到”预定伺服磁迹上。这类磁带盒一般在四分之一英寸磁带盒驱动器标准公司出版的开发标准中描述。在美国专利5,008,765号(授予Youngquist)和美国专利5,280,402号(授予Anderson等)中披露了操作磁头以伺服写流格式记录数据所采用的磁读/写头及方法。
前面提到的美国专利4,422,111(授予Moeller等)披露了一种带有预先格式化磁带的数据磁带盒，用于以随机存取方式记录信息。第一组磁图样代表BOT区，而第二组图样代表EOT区。磁钥图样也位于沿磁带均匀间隔分布的位置上。数据记录在磁钥图样之间的记录位置当中。数据磁带盒的制造商们在不断地工作以增大磁带盒的数据记录容量。通常，实现增大容量是通过增大磁带上数据记录的密度，再是使磁带更薄以便在转轴上能绕起更长的磁带。然而，随着磁带变得更薄，它的不透明性降低了，从而使得更难于光学检测造成磁带上不同分区的小孔图样。这些小孔还能在互相重叠的磁带上造成不希望的凹痕。所以，显然仍然需要改进数据磁带盒中的磁带标记。
本发明是一种包括磁区指示的改进的数字数据磁带盒。数据盒的一个实施例包括一条长的磁带，它有一个磁带开始(BOT)区和磁带的头端相邻，一个加载点(LP)区与BOT区相邻，一个磁带尾(EOT)区与磁带的尾端相邻，一个提前告警(EW)区与EOT区相邻，以及数据记录(DR)区介于LP和EW区之间。一个或多个伺服磁迹在BOT和EOT区之间延伸，并包括具有一磁通量跃变密度的伺服介质和调制周期，使能在一预定的数据磁通量跃变密度范围内按数据磁通量跃变密度来记录数据。该磁带盒包括磁带上的BOT、LP、EW及EOT指示。BOT和EOT指示是由第一类磁标记构成的，这些标记分别贯穿BOT和EOT区的长度和宽度延伸。构成BOT和EOT指示的第一类磁标记具有的磁通量跃变密度与数据的磁通量跃变密度范围的差别足够大，从而使走带机构能把指示BOT和EOT的磁标记与数据区分开。LP指示是由一组带间隔的第二类磁标记构成，这些标记位于LP和DR区边界处的伺服磁迹上，而EW指示是由一组带间隔的第二类磁标记构成，这些标记位于EW和DR区边界处的伺服磁迹上。第二类标记的磁通量跃变密度与伺服载波磁通量跃变密度差别足够大，以使走带机构能把指示LP和EW的第二类磁标记与侗服载波区分开。
在一个实施例中，BOT和EOT指示的磁通量跃变密度彼此差别足够大，从而使走带机构能区分BOT和EOT指示标记。EW和LP指示的第二类标记有足够窄的长度，从而使走带机构的闭环伺服操作受到最小中断。LP和EW指示的第二类标记还有足够距离的间隔，使能在各标记之间恢复走带机构的闭环伺服操作。这些标记能被走带机构比较容易地检测到，以提供各区边界及其存在的可靠指示。
磁带盒的另一实施例中，在磁带上的BOT和EOT区内都包括数字编码的磁带盒信息指示。这些磁带盒信息指示由一组带间隔的第二类磁标记构成。
图1是根据本发明的带有磁标记的数据磁带盒装在走带机构中的截面图。
图2是图1所示磁带的示意图。
图3是图2所示磁带上的伺服磁迹带的细节图。
图4是图2所示LP区指示的细节图。
图5是图2所示磁带盒信息指示的细节图。
图1中显示了根据本发明的带有磁带标记的数据磁带盒10处于送带机构28中的操作位置。磁带盒10包括一对转轴12、14，一条长记录磁带绕在转轴上。磁带16被分成若干个不同的沿纵向有间隔的分区，这些分区由预先记录的磁标记形成的分区指示来指示。代表磁带盒类型或其他特性的磁带盒信息指示也由磁标记记录在磁带16上。
一条柔性塑料带18围绕可逆转驱带轮20、一对引进轮22和24、以及转轴12和14上的磁带16的外层的一部分。走带机构28包括一个驱动轮26、读/写磁头组合件27、以及基于微处理器的控制系统31。当磁带盒按图示方式插入走带机构28时，记录磁带16可滑动地放置在磁头组合件27邻近，并使驱带轮20与磁带盒驱动轮26啮合。驱动轮26由马达(未画出)转动，以驱使磁带16沿着通过磁头组合件27表面的传送路径在向前和相反二方向运动。当磁标记通过磁头组合件27表面时，磁带16上的磁标记便被磁感知。控制系统31处理由磁头组合件27产生的信号以检测磁标记，从而识别磁带区指示和磁带盒信息指示。然后，这些信息由控制系统31用于按传统的或否则为已知的方式控制送带机构28的操作。
如图2所示，磁带16被分成五个功能区BOT(磁带开头)、LP(加载点)、DR(数据记录)、EW(提前告警)以及EOT(磁带尾)。BOT区位于磁带16的第一端或称引导端。LP区位于BOT区的紧邻。EOT区位于磁带16的第二端或称尾端。EW区位于EOT区的紧邻。DR区位于LP和EW区之间。
BOT、LP、EW及EOT区的长度决定于控制系统31完成对应于特定区的控制或其他功能所需的时间(例如在BOT和EOT区内从停止到最大带速之间的加速、在LP和EW区内锁定闭环伺服操作方式)。磁带盒10的一个实施例的构成是以所建立的每秒120英寸(ips)(3.05m/s)带速运转。在这个特定实施例中，BOT和EOT区为12英尺(3.66m)长，而LP和EW区为8英尺(2.44m)长。DR区的长度依磁带盒种类而变，通常为几百英尺(几十米)长。
DR区是把信息数字化记录在磁带16上的基本区域。在磁带盒10的一个实施例中，DR区构成为按伺服写流格式记录数字数据。为便于读写这种格式的数据，预先记录的伺服磁迹带30沿着磁带16的长度方向在BOT和EOT区之间延伸。图2所示磁带16的实施例包括二个在横向上间隔开的伺服磁迹带30。图3是一个伺服磁迹带30的详细图示，该磁迹带包括12个伺服磁迹S1-S12。伺服磁迹S1-S12是从原来以伺服载波信号连续记录的伺服磁迹带上横向间隔开的多行被抹掉块构成的。在图3中，在伺服磁迹带30上记录的伺服载波由斑纹表示。在伺服载波信号中被记录的磁通量变化次数被定义为伺服载波磁通量跃变密度。伺服载波调制周期被定义为伺服磁迹带30内的被为抹抖掉块32的间隔或周期。伺服磁迹S1-S12的被调制的伺服载波信号被磁头组合件27读出，并由控制系统31用作反馈信号来控制磁头组合件的位置，并在控制系统以闭环方式运转时将磁头组合件锁定在所希望的伺服磁迹上。在伺服系统以开环方式运转期间，磁头组合件的位置由从伺服磁迹S1-S12读出的信息独立控制(即没有从伺服磁迹的反馈)，而且磁头组合件的位置没有锁定在伺服磁迹上。
如图2所示，BOT区由BOT指出34来指示，在图中用水平线表示。BOT指示34是由预先记录的在整个BOT区(即在该区的完全宽度和长度上)磁通量变化的第一类(I类①)标记。于是，来自已知处在磁带16上的磁头组合件27的任何单个读/写头的输出信号便能被以传统的或已知的方式进行处理，从而确定BOT的出现，即使当走带机构28在开环方式下运转也能如此。构成BOT指示34的I类①标记以第一或BOT磁通量跃变密度记录。
EOT指示36由前述I类磁标记构成，预先记录在整个EOT区，然而，构成EOT指示的I类标记是以第二或EOT磁通量跃变密度记录的，这个第二或EOT磁通量跃变密度不同于构成BOT指示34的I类标记的磁通量跃变密度。所以BOT指示34和EOT指示36能由控制系统31区分开，以便肯定地识别出在磁头组合件27上方BOT和EOT的出现。
LP区和DR区的边界由处在这二区交界处的LP指示38来指示。在图2中LP指示38由交叉影线表示。如图4中的放大细节图所示，LP指示38由一组第二类或II类标记40构成。图4所示LP指示38的实施例包括6个II类标记40。每个II类标记40有长度L，并与相邻的标记40相距S。LP指示38的磁标记40最好以同相的磁通量跃变密度记录，但这个磁通量跃变密度不同于构成BOT指示34和EOT指示36的I类标记的磁通量跃变密度。
再回过来参考图2，DR和EW区的边界由处在这二区交界处的EW指示42来指示。在一个实施例中，EW指示42与前述LP指示38完全相同，并由6个前述II类标记40构成。
磁头组合件27的输出信号由走带机构28的控制系统31处理，以确定LP指示38的存在。LP和EW指示38和42各自不需要彼此不同。在一个实施例中，走带机构控制系统31使用检测LP和EW指示38和42中相继二个II类标记作为指示的识别判据。一旦识别出了指示，则不存在二个相继的II类标志即作为指示38和42结束的识别判据。当LP、DR及EW区在磁头组合件27上方传送时，通常走带机构在闭环伺服方式下运行。所以，构成LP指示38和EW指示42的标记40只需位于伺服磁迹组30上。然而，在图2所示实施例中，LP指示38和EW指示42延伸穿过磁带16的宽度。
一对磁带盒信息指示44被分别记录在BOT和EOT区，置于BOT指示34和EOT指示38之上。可由指示44记录磁带盒类型、容量及其他希望的信息。在一个实施例中，在指示44中磁带盒信息被数字化编码成有如下格式的8位自同步代码mmmm×m×m×m×m×m×m×m×mmmm在这个代码格式中的每个“m”为前述II类标记40。每个“×”或者是II类标记40，或者是缺失II类标记。磁带盒信息的每个II类标记40有长度L，且与相邻的标记40相距一个距离S。为具有冗余，在每个BOT和EOT中包括二个磁带盒信息指示44。在磁带盒信息指示44中的信息是排序的，从而磁带16在BOT区中反向传送和在EOT区中正向传送时能由走带机构读出这些信息。图5是一个磁带盒信息指示44的图示，其中以刚才描述的格式编码了16进制字符“ CA”(11001010)。使用II类标记40的其他代码格式也能用于磁带盒信息指示44。由于磁带盒信息指示44位于BOT和EOT区，在那里走带机构28通常以开环伺服方式运围，因此，构成磁带盒类型指示的II类标记40必须沿磁带16的整个宽度扩展，以使它们能被磁头组合件27感知。
II类标记40的长度、II类标记之间的距离S、以及记录这些标记采用的磁通量跃变密度都被最优化以考虑多种因素。由于构成LP指示38和EW指示42的II类标记40必须在走带机构28运转于闭环伺服方式时能在伺服磁迹组30上被检测到，所以II类标志必须以既能被检测到又能与伺服载波磁通量跃变密度区分开的一种磁通量跃变密度来记录。如果II类标记的磁通量跃变密度比伺服载波信号的磁通量密度至少大或小百分之二十，那么这些II类标记便能被准确地与伺服载波信号区分开。虽然希望标记40的长度L尽可能大，以利于对这些标记的检测，然而，II类标记的长度越大，则将会失掉的伺服载波调制周期个数就越多，所以增加了闭环伺服方式运转被中断的可能性。间隔S必须足够大，以使走带机构28能在各II类标记40之间恢复闭环伺服运转。I类标记34和36也必须以既能被检测到又能与记录在磁带16上的数据的磁通量跃变密度范围区分开的磁通量跃变密度进行记录。如果I类标记的磁通量跃变密度至少比数据的磁通量跃变密度大或小百分这二十，那么这些I类标记便能被准确地与所记录数据区分开。
数据磁带盒10的一个实施例被构成为以所建立的120ips(英寸每秒)(3.05m/s)带速驱动。在这个磁带盒10的磁带16上记录数据所用的最低磁通量跃变密度是12.75KFCI(千次磁通量变化每英寸)(.502KFC/mm)，或者说在已建立的带速下频率为762KHz。在磁带盒10的这个实施例中，伺服载波磁通量跃变密度为6.767KFCI(.266KFC/mm)，即在已建立的带速下频率为406KHz。被抹掉块32有间隔地分布于伺服载波组30中，以提供0.012英寸(.305mm)的伺服载波调制周期。
在上一段中描述的磁带盒10的实施例中，II类标记40以密度10.15KFCI((400KFC/mm)记录，或者说，在已建立的带速下频率为609KHz。这个磁通量跃变密度大于伺服载波磁通量跃变密度，但却小于最小数据磁通量跃变密度。这使具有这一密度的II类标记40能被比较容易地与伺服载波信号及数据信号区分开。每个II类标记的长度L是0.09英寸(2.29mm)，这个长度对应于一个伺服载波调制周期长度的75％。所以，被II类标记中断的伺服载波调制周期不会多于二个，而这些标记包含45个磁通量跃变周期，所以有足够多的周期个数供走带机构38的控制系统31去识别这些标记。由于不多于二个伺服载波调制周期被中断，所以II类标记40将基本上不会影响闭环伺服方式运转。II类标记40彼此间距S为0.5英寸(12.7mm)。这个距离S给走带机构28的控制系统大约40个伺服载波调制周期使其在标记40之间得以恢复。
在上述磁带盒10的实施例中，I类BOT指示34以密度4.0KFCI(.157KFC/mm)记录，即在已建立的带速下频率为240KHz。在这个磁带盒10的实施例中，EOT指示36以密度2.67KFCI(.105KFC/mm)记录，即在已建立的带速下频率为160KHz。I类BOT指示34和EOT指示36的这个磁通量跃变密度明显低于II类标记40的磁通量跃变密度、伺服载波磁通量跃变密度以及最小数据磁通量跃变密度。所以，BOT指示34和EOT指示36能容易地与这些其他指示和信号区分开和被检测到。BOT指示34和EOT指示36的磁通量跃变密度也彼此相差足够大，使它们能由控制系统31区分开。
根据本发明的具有I类和II类标记的数据磁带盒10提供了相当大的好处。利用现存的为正常操作所要求的走带机构部件(即磁头组合件和控制系统)，便能确定各区的划分。所以不需要用于检测小孔的专用光学系统。这些标记能在磁带盒制造操作过程中容易地记录下来(即预先记录)。这些标记还能较容易地和可靠地被走带机构控制系统检测到。更薄的磁带也能被使用，因为透光性和小孔压痕不再是需要考虑的设计因素。
尽管已参考最佳实施例描述了本发明，但本行业专家会认识到，可以在形式和细节上加以改变而不偏离本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种数字数据磁带盒，包括一条长磁带被绕成可以沿传送路径运动并具有多个相邻的沿纵向分开的区段，其中包括一个数据记录区具有至少一条纵向延伸的伺服磁迹，该伺服磁迹的伺服载波有一磁通量跃变密度，所构成的磁带盒能与一个走带机构联合运转，以在数据记录区记录数据，该磁带盒的特征在于磁带上的区边界磁指示存在于至少一个数据记录区边界并与至少一个伺服磁迹相交，每个区边界指示包括多个有间距的磁标记，这些标记的磁通量跃变密度与伺服载波磁通量跃变密度相差足够大，使走带机构能把每个区边界指示的磁标记与伺服载波分开。
2.如权利要求1所述的数据磁带盒，其特征还在于该磁带在磁带上有多个区边界磁指示，包括在数据记录区的二个边界上的区边界磁指示。
3.如权利要求1或2所述的数据磁带盒，这里磁带进一步包括一个加载点区(LP)与数据记录区相邻，以及早期告警区(EW)与数据记录区相邻并位于数据记录区的与加载点区(LP)相对的一侧，该磁带盒的特点还在于数据记录区与加载点区(LP)的边界以及与早期告警区(EW)的边界上有区边界磁指示。
4.如权利要求1至3所述的任何一条的数据磁带盒，其中所述的磁带还包括至少一个磁带端区，所构成的磁带用于以处在预定的数据磁通量跃变密度范围内的磁通量跃变密度来记录数据，该磁带盒的特点还在于在磁带上的至少一个磁带端区有至少一个磁带端区磁指示，每个磁带端区指示包括一个磁标记贯穿磁带端区的长度和宽度延伸而且具有的磁通量跃变密度与数据范围内的磁通量跃变密度的差别足够大，使走带机构能把每个磁带端区指示的磁标记与数据分别开。
5.如权利要求4所述的数据磁带盒，其中所述的磁带还包括磁带开始(BOT)和磁带结尾(EOT)区位于磁带的相对两端，该磁带盒的特点还在于在磁带尾区(EOT)和磁带开始区(BOT)都有磁带端区指示。
6.如权利要求4或5所述的数据磁带盒，其特点还在于磁带尾区(EOT)的磁标记具有的磁通量跃变密度与磁带开始区(BOT)磁标记的磁通量跃变密度差别足够大，使走带机械能把磁带开始区的磁标记与磁带尾区的磁标记分别开。
7.如权利要求5或6的数据磁带盒，其特征还在于每个区边界指示(LP、EW)的磁标记具有的磁通量跃变密度与每个磁带端区(BOT、EOT)指示的磁通量跃变密度的区别足够大，使每个区边界指示(LP、EW)的磁标记能与每个磁带端区(BOT、EOT)指示的磁标记分别开。
8.如权利要求1至7任何一项所述的数据磁带盒，其中所述的伺服载波有一调制周期，使在数据记录期间能进行走带机构闭环伺服运转，该磁带盒的特点还在于每个区边界指示具有长度足够窄的彼此有间隔的多个磁标记，从而使走带机构闭环伺服运转受的中断最少。
9.如权利要求1至8任何一项所述的数据磁带盒，其中伺服载波有一调制周期，使在数据记录期间能进行走带机构闭环伺服运转，该磁带盒的特点还在于数据记录区磁指示包括多个有间隔的磁标记，其间隔距离足以使走带机构在各标记之间恢复闭环伺服运转。
全文摘要
本发明的数据磁带盒磁带中的磁带有一个磁带开始(BOT)区邻近磁带首端，一个加载点(LP)区邻近BOT区，一个磁带结尾(EOT)区邻近磁带尾端，一个早期告警(EW)区邻近EOT区，以及一个数据记录(DR)区介于LP区和EW区之间。在BOT和EOT之间延伸的伺服磁迹使在数据记录期间能进行走带机构的闭环伺服运转，这里记录数据所用数据磁通量跃变密度在一个预定的磁通量跃变密度范围内。BOT指示包括一个第一类磁标记在整个BOT区延伸并有BOT磁通量密度。LP指示包括有间隔的第二类磁标记位于LP和DR区边界的伺服磁迹上。与LP指示完全相同的EW指示位于DR区和EW区边界的伺服磁迹上。EOT指示包括一个第一类标记在整个EOT区延伸并有EOT磁通量密度。包括有间距第二类磁标记的数字编码磁带盒信息指示位于BOT和EOT二区的每个区中。BOT和EOT的磁通量密度彼此不同，而且与数据磁通量跃变密度差别足够大，使BOT和EOT指示能与数据分别开。LP和EW以及磁带盒信息指示的第二类标记与伺服载波磁通量密度的差别足够大，使这些指示能与伺服载波分别开。
文档编号G11B20/12GK1154754SQ95194405
公开日1997年7月16日 申请日期1995年6月12日 优先权日1995年6月12日
发明者斯塔西·A·亨尼索托, 克里斯托弗·L·希尔, 理查德·W·莫尔斯塔德, 艾伦·R·奥尔森, 史蒂文·R·西曼 申请人:伊美申公司