JP2005267751A - 記録再生装置及びデータ記録方法 - Google Patents

Abstract

【課題】記録ヘッドと記録媒体との間にスティックスリップが発生した場合であっても正確にデータを記録できる記録再生装置及びデータ記録方法を提供する。
【解決手段】記録ヘッド１８に対する記録媒体の相対速度を検出するロータリエンコーダ２２と、ロータリエンコーダ２２の出力信号に基づいて基準クロックを生成するクロック生成装置３８と、メモリ３２のデータを基準クロックに同期させて記録ヘッド１８に転送する転送制御装置３６とを用いて記録再生装置１００を構成する。基準クロックは記録媒体の相対速度に応じて変更されるので、スティックスリップにより相対速度が変動しても記録媒体２８に一定の記録マークを形成することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、記録媒体にデータを記録するための記録再生装置及びデータ記録方法に関し、特に、記録媒体に一定の記録密度でデータを記録させるためのデータ転送技術に関する。

データのバックアップ、アーカイブに使用される磁気テープ記録再生装置においては、通常、一定の記録密度で磁気テープ上にデータを記録する。そのため、磁気テープを磁気ヘッドに対して一定の速度で搬送させるとともに、一定の転送速度で送信されたデータを、磁気ヘッドを用いて磁気テープ上に記録している。

一方、ハードディスクのようなディスク型磁気記録再生装置の分野においては、従来、ディスク型磁気記録媒体の回転角速度を一定にし、一定のデータ転送レートで磁気記録媒体にデータを記録していた。しかし、データ転送レートを一定としているため、ビットレートの異なるデータを記録する場合には、そのデータ中の最もビットレートの高いデータを記録再生することができるように、磁気記録媒体を回転させるためのスピンドルモータの回転角速度が速いディスク型磁気記録再生装置とする必要があった。

しかも、最もビットレートの高いデータを記録再生することができるようにスピンドルモータの回転角速度を速くしてしまうと、それよりもビットレートの低いデータが転送されてきたときには待機時間が発生する頻度が多くなり、その間スピンドルモータが回転し続けることになって消費電力が増大するという問題があった。

このような問題を解決するために、特許文献１では、様々なビットレートのデータを記録する場合に、記録再生したいデータのビットレートに合わせるように、ディスク型磁気記録再生装置の転送レートを変化させるようにした磁気記録再生装置を開示している。

図４に、特許文献１の磁気記録再生装置の概略構成のブロック図を示す。磁気記録再生装置２００は、マルチモードディスク型磁気記録再生手段１６０と、コントロールシステム１３０から構成されている。

コントロールシステム１３０は、入力されるデータが一時記憶されるバッファメモリ１３２と、バッファメモリ１３２の書込／読出を制御するメモリコントローラ１３４と、マルチモードハードディスク１６０への転送を制御するデータ転送コントローラ１３６と、入力されるデータのビットレートを検出するビットレートアナライザ１３３と、検出されたビットレートに応じてマルチモードハードディスク１６０のドライブモードを変化させるハードディスクモードコントローラ１３５とから構成されている。ハードディスクモードコントローラ１３５は、バッファメモリ１３２に入力される入力データのビットレートの合うように、マルチモードハードディスク１６０の転送レートを制御している。

磁気記録再生装置２００のデータ転送が開始されると、ビットレートアナライザ１３３によって、入力されるデータのビットレートが検出され、その検出結果に基づいて、ハードディスクモードコントローラ１３５が、マルチモードハードディスク１６０のスピンドルモータの回転数を制御する制御信号をマルチモードハードディスク１６０に送る。そして、これにより、マルチモードハードディスク１６０のドライブモードが高速モード又は低速モードとされて、転送レートが高速又は低速とされる。特許文献１の磁気記録再生装置２００では、バッファメモリ１３２に記憶された入力データが所定量以上のときは転送レートが高速になるようにマルチモードハードディスク１６０のドライブモードを制御し、データ量が所定量未満のときは転送レートが低速になるようにマルチモードハードディスク１６０のドライブモードを制御することができる。すなわち、入力ビットレートが低いときは、マルチモードハードディスク１６０の転送レートも低くなるように制御されるので、無駄な消費電力を消費しないとともに、騒音も極力抑制されるようになっている。

一方、磁気テープの幅や幅方向の蛇行量を測定する測定装置の分野においては、例えば、長さ方向に走行する磁気テープ等の長尺体に対して少なくともその幅方向端部及びこの外側近傍領域にレーザ光を照射し、受光手段で受光させ、受光手段の出力から長尺体の幅及び幅方向の蛇行量を測定するに際し、その走査方向を長尺体の走行速度に応じて可変させることで、この長尺体の走行に伴う測定位置のずれをなくして、長尺体による遮光量とともに長尺体の幅方向端部の位置を正確に検知する方法が知られている（特許文献２参照）。そして、所定の基準線を設定して、その基準線と長尺体の幅方向端部の位置とを比較して長尺体の幅及び幅方向端部の変動量を正確に測定している。

特開平１１−３０６６７９号公報 特開２０００−２２７３１１号公報

ところで、特許文献１に開示されているシステムを磁気テープ記録再生装置に適用しようとした場合、送信されるデータの転送速度に合わせて、テープの搬送速度を正確に制御する必要がある。しかしながら、磁気テープ記録再生装置においては、磁気テープと磁気ヘッド間でスティックスリップが発生することがあり、このようなスティックスリップが発生した場合には、磁気ヘッドに対する磁気テープの移動速度が変動するため、データの転送速度にあわせてテープ速度を制御することが困難となるという問題がある。

また、データ記録時にスティックスリップが発生すると、磁気テープには、記録時のデータの転送速度により形成されるはずの磁気マークと異なる位置に磁気マークが形成されてしまうため、記録したデータを再生したときには、その磁気マークがノイズとなって検出され、エラーレートが増大するという問題がある。特に、磁気テープに高密度に情報を記録するために磁気マークを微細にした場合には、磁気マークが少しずれて形成されただけでエラーが発生してしまうため、データ記録時のスティックスリップの発生による磁気マークの位置ずれは深刻な問題である。

本発明は、上記問題を解消するためになされたものであり、その目的は、スティックスリップが発生した場合であっても、一定の記録密度で正確にデータを記録することができる記録再生装置及びデータ記録方法を提供することにある。

本発明の別の目的は、読み出し時に同期の取りやすいデータを記録することができ、読み出し時のエラーを低減することができる記録再生装置及びデータ記録方法を提供することにある。

本発明の更に別の目的は、高密度記録のための微細な記録マークを一定の間隔で正確に記録することができる記録再生装置及びデータ記録方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、記録ヘッドを記録媒体に対して相対的に移動させて記録媒体にデータを記録し、記録したデータを再生する記録再生装置であって、前記記録ヘッドに対する前記記録媒体の相対速度を検出する速度検出装置と、前記速度検出装置により検出される相対速度に基づいて前記記録媒体にデータを記録する際の基準クロックを生成するクロック生成装置と、前記データを前記基準クロックに同期させて前記記録ヘッドに転送する転送制御装置とを有する記録再生装置を提供する。

本発明の記録再生装置において、前記記録媒体がテープ状の記録媒体であることが好ましい。

また、本発明の記録再生装置は、更に、前記テープ状の記録媒体の走行に応じて回転する回転体を備え、前記速度検出装置は、前記回転体の回転数を検出するロータリエンコーダであり、前記基準クロック生成装置は、前記ロータリエンコーダの出力信号に基づいて前記基準クロックを生成することが好ましい。

また、前記回転体が前記テープ状の記録媒体を供給又は巻取るためのリールであり、前記ロータリエンコーダは、前記リールの回転数を検出することが好ましい。

本発明の第２の態様は、記録ヘッドを記録媒体に対して相対的に移動させて記録媒体にデータを記録するデータ記録方法であって、前記記録媒体に対する前記記録ヘッドの相対速度を検出し、前記検出された相対速度に基づいて前記記録媒体にデータを記録する際の基準クロックを生成し、当該基準クロックに同期させた前記データを前記記録媒体に記録するデータ記録方法を提供する。

本発明のデータ記録方法においては、前記記録媒体がテープ状の記録媒体であることが好ましい。

また、本発明のデータ記録方法においては、前記テープ状の記録媒体の走行に応じて回転する回転体の回転数を、ロータリエンコーダを用いて検出し、前記ロータリエンコーダの出力信号に基づいて前記基準クロックを生成することが好ましい。

本発明の記録再生装置は、記録ヘッドに対する記録媒体の相対速度を検出し、その相対速度に基づいて、クロック生成装置により記録媒体に記録するデータを記録ヘッドに転送する際の基準クロックを生成し、その基準クロックに同期して記録媒体にデータを記録するので、記録ヘッドに対する記録媒体の相対速度が変動しても、記録媒体に対して一定の間隔で位置ずれもなく記録マークを形成することができ、それゆえ、記録媒体に正確にデータを記録することができる。

また、ロータリエンコーダを用いて相対速度を検出し、ロータリエンコーダからの出力をデータ転送する際の基準クロックとして利用することにより、基準クロックを正確に取り出すことができ、記録媒体に正確にデータを記録することができる。また、記録ヘッドに対する記録媒体の速度に応じて、記録媒体に記録するときのデータ転送の周期が制御されるので、例えば記録媒体として磁気テープを用いた場合に磁気ヘッドとの間でスティックスリップが発生しても、磁気テープに一定の記録密度（記録ヘッドに対する記録媒体の移動方向における密度）でデータを記録することができる。したがって、磁気テープに記録したデータを読み出したときに、記録したデータと同期が取りやすく、エラーレートも低減される。

また、本発明の記録方法は、記録媒体に対する記録ヘッドの相対速度を検出し、その相対速度に応じて基づいて記録媒体にデータを記録する際の基準クロックを生成し、その基準クロックに同期させて記録媒体にデータを記録している。それゆえ、記録媒体には、磁気ヘッドに対する相対速度の変動に関係なく、一定の記録密度で正確にデータを記録することができる。したがって、磁気テープに記録したデータを読み出したときに、記録したデータと同期が取りやすく、エラーレートも低減される。

以下、本発明の記録再生装置及びデータ記録方法について、添付の図面に示される好適な態様に基づいて詳細に説明する。

図１に、本発明に従う記録再生装置の一例である磁気テープ記録再生装置（以下、磁気記録再生装置という）の概略平面図と概略正面図を示す。また、図２には、図１に示す磁気記録再生装置の構成例のブロック図を示す。

磁気記録再生装置１００は、図１に示すように、基盤１２と、供給リール１４と、巻取りリール１６と、磁気ヘッド１８と、テープガイド２０Ａ、２０Ｂと、ロータリエンコーダ２２とを有する。また、基盤１２内には、図２のブロック図に示すテープコントローラが設けられている。

磁気記録再生装置１００において、供給リール１４と巻取りリール１６のそれぞれの軸２４及び２６は、リールモータ（図示しない）の回転軸と接続されており、リールモータの駆動によって所定の速度で回転することができる。リールモータは、磁気ヘッド１８に対する磁気テープ２８の相対速度が一定になるように制御部（図示しない）によって回転数が制御されている。

ロータリエンコーダ２２は、磁気テープ２８の走行に応じて回転する回転体２３の回転数を検出することができ、その回転数から磁気テープ２８の走行速度を検出することができることから磁気テープ２８の走行速度を検出する速度検出装置として機能する。ロータリエンコーダ２２は、磁気テープ２８の搬送経路上で、供給リール１４とテープガイド２０Ｂとの間に設けられている。ロータリエンコーダ２２の位置は、磁気テープ２８の速度を検出することができれば任意の位置に設けることができ、正確に磁気テープ２８にデータを記録するためには、磁気ヘッド通過時の磁気テープ２８の走行速度を検出する必要があることから、テープ走行方向において磁気ヘッド１８の直前に配置することが好ましい。

ロータリエンコーダ２２は、例えば、供給リール１２、巻取りリール１６、ガイドローラ１９、ピンチローラ（図示しない）、キャプスタンローラ（図示しない）等の回転体の回転軸と同軸上に一体に取り付けられて構成されていてもよく、それら回転体の回転軸の回転数を検出して磁気テープ２８の走行速度を計測しても良い。ロータリエンコーダ２２としては、光電方式、磁気方式、ブラシ方式など任意のロータリエンコーダを用いることができる。

ロータリエンコーダ２２は、検出分解能の高いものが好ましく、検出分解能の高いロータリエンコーダを用いることにより、磁気テープのわずかな速度変化も検出することができ、データレート換算器３８において発生させる基準クロックの精度も高められる。

つぎに、基盤１２の内部に設けられているテープコントローラ３０について図２を用いて説明する。

テープコントローラ３０は、基本的には、メモリ３２と、メモリコントローラ３４と、トランスファーコントローラ３６と、データレート換算器３８とを有する。テープコントローラ３０は、システム４０と伝送ラインを介して接続されており、システム４０のデータ供給源から出力されるデータがテープコントローラ３０のメモリ３２に入力される。

メモリ３２は、入力されるデータを一時的に記憶することができ、バッファとしての機能を有する。メモリコントローラ３４は、メモリ３２と接続されており、メモリ３２の書き込み又は読み出しを制御することができる。

トランスファーコントローラ３６は、磁気記録再生系６０へのデータの転送を制御する転送制御装置であり、図３に示すように、メモリ３２、メモリコントローラ３４、データレート換算器３８及び磁気記録再生系６０と接続されている。トランスファーコントローラ３６は、メモリ３２に一時的に記憶されているデータを、データレート換算器３８により生成された基準クロックと同期させて磁気記録再生系６０に転送することができる。

磁気記録再生系６０は、図１に示す磁気記録再生装置１００の磁気ヘッド１８や記録再生アンプ（図示しない）、供給リール１４、巻取りリール１６、テープガイド２０により構成される。磁気記録再生系６０はテープコントローラ３６から出力されるデータ信号に基づいて磁気テープ２８にデータを記録することができる。

データレート換算器３８は、図１に示す速度検出装置としてのロータリエンコーダ２２と接続されている。データレート換算器３８は、磁気テープ２８にデータを記録する際の基準クロックを生成するためのクロック生成装置であり、ロータリエンコーダ２２の出力信号に基づいて、メモリ３２に蓄積されているデータを磁気記録再生系６０に転送する際にそのデータと同期させる基準クロックを生成することができる。データレート換算器３８において基準クロックを生成する際には、ロータリエンコーダ２２からの出力信号をそのまま用いて生成しても良いし、例えば、その出力信号の定数倍の周期で変調しても良い。

図３には、一例として、ロータリエンコーダ２２の出力信号ＣＫと、磁気記録再生系６０に転送され、磁気テープ２８にデータを記録するときに発生させるデータ信号（Ｗｒｉｔｅ Ｄａｔａ）とのタイミングチャートを示した。この例では、ロータリエンコーダ２２からの出力信号ＣＫの１パルスで、磁気テープ２８に１ビットのデータが記録されるようにデータレート換算器３８で基準クロックを発生させている。

このように、トランスファーコントローラ３６から転送されるデータの記録時のタイミングは、磁気テープ２８の走行速度と同期している。それゆえ、磁気ヘッド１８に対する記録媒体の相対速度に変動が生じた場合であっても、その速度変動に応じてデータ転送を制御しているので磁気テープ２８に正確にデータが記録される。例えば、スティックスリップ等により磁気ヘッド１８に対する磁気テープ２８の相対速度が変動した場合であっても、その速度変動に応じてデータ転送のクロックを変更し、その変更したクロックに同期するように転送データを制御して磁気テープ２８にデータを記録する。これにより、磁気ヘッド１８に対する磁気テープ２８の相対速度が変化した場合であっても、その変化に応じて磁気ヘッド１８への転送データのクロックも変更されるため、磁気テープ２８には常に一定の記録密度でデータが記録される。

［記録再生装置の動作］
つぎに、本発明の記録再生装置１００の動作について図面を参照して説明する。

図１に示す記録再生装置１００を駆動させると、供給リール１４と巻取りリール１６がそれぞれ所定の回転速度で回転し、供給リール１４に巻きつけられている磁気テープ２８が磁気ヘッド１８に対して一定の速度で移動するとともに、巻取りリール１６に巻き取られる。
記録再生装置１００の駆動により磁気テープ２８が一定の速度で走行すると、データレート換算器３８は、ロータリエンコーダから磁気テープの搬送速度に基づく信号を取得し、その信号に基づいて基準クロックを生成する。データレート換算器３８は、磁気テープが走行している間は、ロータリエンコーダ２２から信号を取得し続けるよう動作する。

図２において、システムから出力されて、テープコントローラに入力される入力データがメモリ３２に所定のデータ量だけ蓄積されると、メモリコントローラ３４は、そのデータ量のデータを磁気記録再生系６０に転送するようにトランスファーコントローラ３６に転送命令を出す。
トランスファーコントローラ３６は、転送命令に基づいて、メモリ３２に蓄積されているデータを、データレート換算器３８により生成した基準クロックと同期させて磁気記録再生系６０に転送する。

磁気テープ２８が一定の速度（速度Ａとする）で走行されているときは、データレート換算器３８は、磁気テープ２８の速度Ａに基づいて検出されるロータリエンコーダ２２の出力信号から、ある一定の基準クロック（基準クロックＡとする）を生成する。トランスファーコントローラ３６は、基準クロックＡに同期したデータを磁気記録再生系６０に転送し、磁気記録再生系６０は、図１に示す磁気ヘッド１８により磁気テープ２８にデータを記録する。

一方、磁気テープ２８が速度Ａと異なる速度（速度Ｂとする）に変動したときには、その変動した速度Ｂに基づいて検出されるロータリエンコーダ２２の出力信号から、基準クロック（基準クロックＢとする）を生成する。そして、トランスファーコントローラ３６が、基準クロックＢに同期したデータを磁気記録再生系６０に転送し、磁気記録再生系６０は、図１に示す磁気ヘッド１８により磁気テープ２８にデータを記録する。

このとき、磁気テープ２８の速度に応じて、磁気ヘッド１８により磁気テープ２８にデータを記録するときのタイミングを制御しているので、基準クロックＡと同期させることによって磁気テープ２８に記録されたデータのビット間隔は、基準クロックＢと同期させることによって記録されたデータのビット間隔と一致することになる。したがって、磁気テープ２８の速度の変動にかかわらず一定のビット間隔で磁気テープ２８にデータを記録することができる。このため、磁気テープ２８と磁気ヘッド１８との間にスティックスリップが発生し、磁気ヘッド１８に対して磁気テープ２８が一時的に止まる場合や、磁気ヘッド１８に対する磁気テープ２８の相対速度が変動する場合があっても、一定のビット間隔で磁気テープ２８にデータを記録することができる。すなわち、本発明の記録再生装置１００によれば、磁気テープ２８と磁気ヘッド１８との間にスティックスリップが発生していても磁気テープ２８に正確にデータを記録することができる。

ここで、図１及び図２に示した構成を有する記録再生装置としてリールトゥーリール（Reel to Reel）テスタを用いて磁気テープ２８にデータを記録する実施例について説明する。磁気テープ２９にデータを記録する際の条件としては、磁気テープ２８の走行速度を２ｍ／ｓとし、磁気ヘッド１８によりデータを記録するときの記録周波数を５ｋＨｚとした。また、ロータリエンコーダ２２として、周波数が１０ｋＨｚ（２ｍ／ｓ）、２ｃｍ／周（シリンダ直径６ｍｍ）、１００パルス／周のものを用いた。

磁気テープに記録したデータを同じ記録再生装置を用いて再生したところ、データと同期が取りやすくなっており、再生時のエラーレートは１×１０^-7以下であり、従来方法による場合の４×１０^-7よりも低かった。
また、データの記録後に巻き戻して再生すると、磁気ヘッドからの信号出力のジッターがピークシグマで１．０ｎｍとなり、同時記録再生時と同等レベルまで改善された。

以上、本発明の記録再生装置及びデータ記録方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態及び実施例に限定はされず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。

例えば、上記例では、本発明の記録再生装置として、磁気テープを記録再生するための磁気テープ記録再生装置について説明したが、ＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒ等のディスク型の記録媒体を記録再生するための記録再生装置にも適用することができる。この場合は、例えば、ディスク状の記録媒体を回転駆動させるためのスピンドルの回転数をロータリエンコーダなどにより検出するとともに、ディスク状記録媒体の径方向における記録ヘッドの位置とから、ディスク状記録媒体の記録位置における記録ヘッドとの相対速度を検出し、その速度に基づいて基準クロックを発生させればよい。

更に、本発明をプリンタ等のイメージを記録するための記録装置にも適用することができる。この場合は、記録媒体としての紙や印刷版などの記録媒体の、記録ヘッドに対する相対速度を検出し、その相対速度に基づいて基準クロックを生成する。そして、記録媒体にイメージを形成するために記録ヘッドに転送させるデータを、その基準クロックと同期するように発生させればよい。プリンタ等の記録装置における記録ヘッドに対する記録媒体の相対速度の検出には、例えば、アウタードラム方式のプリンタの場合には、ロータリエンコーダによりドラムの回転数を検出すればよく、インナードラム方式のプリンタの場合には、スピナの回転数を検出すればよい。そして、その回転数から、記録ヘッドに対する記録媒体の相対速度を算出し、その速度に基づいて基準クロックを発生させればよい。また、フラットベッド方式のプリンタの場合には、リニアエンコーダなどにより記録ヘッドの移動速度を検出して、記録ヘッドに対する記録媒体の相対速度を算出するようにすれば良い。

（ａ）は、本発明に従う記録再生装置の一例である磁気テープ記録再生装置の概略平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す磁気テープ記録再生装置の概略正面図である。 図１に示す磁気記録再生装置の構成例のブロック図である。 本発明の記録再生装置のロータリエンコーダの出力信号と、磁気テープにデータを記録するときに発生させるデータ信号とのタイミングチャートである。 従来の記録再生装置の構成例のブロック図である。

符号の説明

１２ 基盤
１４ 供給リール
１６ 巻取りリール
１８ 磁気ヘッド
２０Ａ、２０Ｂ テープガイド部
２２ ロータリエンコーダ
２３ 回転体
２４、２６ 軸
３０ テープコントローラ
３２ メモリ
３４ メモリコントローラ
３６ トランスファーコントローラ
３８ データレート換算器
４０ システム
６０ 磁気記録再生系
１００ 記録再生装置
１６０ 磁気記録再生装置

Claims (7)

1. 記録ヘッドを記録媒体に対して相対的に移動させて記録媒体にデータを記録し、記録したデータを再生する記録再生装置であって、
   前記記録ヘッドに対する前記記録媒体の相対速度を検出する速度検出装置と、
   前記速度検出装置により検出される相対速度に基づいて前記記録媒体にデータを記録する際の基準クロックを生成するクロック生成装置と、
   前記データを前記基準クロックに同期させて前記記録ヘッドに転送する転送制御装置とを有する記録再生装置。
2. 前記記録媒体がテープ状の記録媒体である請求項１に記載の記録再生装置。
3. 更に、前記テープ状の記録媒体の走行に応じて回転する回転体を備え、
   前記速度検出装置は、前記回転体の回転数を検出するロータリエンコーダであり、
   前記基準クロック生成装置は、前記ロータリエンコーダの出力信号に基づいて前記基準クロックを生成する請求項１又は２に記載の記録再生装置。
4. 前記回転体が前記テープ状の記録媒体を供給又は巻取るためのリールであり、前記ロータリエンコーダは、前記リールの回転数を検出する請求項３に記載の記録再生装置。
5. 記録ヘッドを記録媒体に対して相対的に移動させて記録媒体にデータを記録するデータ記録方法であって、
   前記記録媒体に対する前記記録ヘッドの相対速度を検出し、
   前記検出された相対速度に基づいて前記記録媒体にデータを記録する際の基準クロックを生成し、当該基準クロックに同期させた前記データを前記記録媒体に記録するデータ記録方法。
6. 前記記録媒体がテープ状の記録媒体である請求項５に記載のデータ記録方法。
7. 前記テープ状の記録媒体の走行に応じて回転する回転体の回転数を、ロータリエンコーダを用いて検出し、前記ロータリエンコーダの出力信号に基づいて前記基準クロックを生成する請求項６に記載のデータ記録方法。

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