JP2564362B2 - 磁気記録再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気記録再生装置に係り、特に回転ヘッド
方式ディジタルオーディオテープレコーダ（以下DATと
称す）に関する。

〔従来の技術〕

回転ヘッド方式のDATにおいて、通常再生速度の数十
〜数百倍の速度で高速ランダム選曲（曲の頭出し）を行
なうためには、トラックの中に記録された曲の開始を示
す信号や、時間表示をするための信号、曲番情報信号な
ど音楽PCM信号と同じ記録密度で記録されている制御信
号を高速テープ走行時に正確に読み取る必要がある。

ところで、通常記録再生時と異なる速度でテープを高
速走行させると、ヘッドの走査軌跡はテープに記録され
た信号トラックを複数横断するものとなり、シリンダ回
転数が一定であるとするとヘッドとテープの相対速度が
変化してしまう。

一方DATでは、ヘッドより再生された信号からディジ
タル信号を再生する回路としてデータ打ち抜き（データ
ストローブ）回路を用いるが、通常この回路の入力の伝
送レートはテープ走行系の速度偏差，ジッタに対する余
裕が±10％前後であり、テープの高速走行によってヘッ
ドとの相対速度が変化し、入力信号の伝送レートが±10
％前後の範囲を逸脱するとデータ再生が不能、つまりラ
ンダムアクセスが出来ないという不都合が起る。

このため、DATではテープの高速走行時にはシリンダ
回転数を通常記録再生時と同一には出来ず、ヘッドとテ
ープの相対速度が常に一定となるよう、或いはデータス
トローブ回路の許容ジッタ内に入るようテープの走行速
度に応じて追従制御することが不可欠である。テープの
走行速度に応じてシリンダの回転数を変化させ、テープ
とヘッドの相対速度を一定に制御する装置としては。例
えば特開昭61−214164号公報に記載されているものがあ
る。これらの装置は、データストローブ回路において再
生信号に同期した周波数として得られる再生クロック周
波数が所定の定まった周波数となるようにシリンダ回転
数を制御するものである。

さて、上記の高速アクセス制御では、アクセス開始と
同時にテープ速度，すなわちリール台を駆動するリール
モータの回転を急激に上げるわけにはいかない。これ
は、テープ速度を急激に立ち上げるとシリンダの慣性に
よる回転数の追従遅れから上記のシリンダ追従サーボが
ロック外れを起してしまうためであり、テープ高速走行
の立ち上げ速度は緩やかに、すなわちリールモータの回
転数の立ち上げは緩やかに行なわなければならない。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術はテープ高速走行の立ち上げ速度の点に
ついては配慮されておらず、テープ速度，すなわちリー
ル台を駆動するリールモータの回転を急激に立ち上げる
とシリンダ回転数の追従制御が外れ、ヘッドとテープの
相対速度がずれてデータ再生が不能になるという問題が
あった。

本発明の目的は、上記テープ高速走行の立ち上げ時に
シリンダ回転数の追従制御が外れることはなく、しかも
テープが所定の速度に達した後は、これを検出して本来
のテープ速度一定の高速走行制御手段による制御に円滑
に切換わるようにすると共に、且つテープ巻き取りの負
荷が大きくて回路の制御範囲を越えてもテープ速度が所
定の速度に達し得ないような場合でもテープ高速走行制
御手段による制御動作を開始することができるリールモ
ータ起動装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的において、先ずテープ高速走行の立ち上げ時
にシリンダ回転数追従サーボが外れないようにするに
は、リールモータの回転数を除々に緩やかに立ち上げる
ようにすれば良く、これは、リールモータサーボを開放
の状態でリールモータに印加する電圧を緩やかなランプ
状電圧とすることにより達成できる。しかし、リールモ
ータ立ち上げ開始から緩やかなランプ電圧を印加したの
では、モータには不感帯があることから、リールモータ
が回転し始めるまでにはロス時間が生じ好ましくない。
このためリールモータが回転し始めるまでは勾配が急な
ランプ電圧を印加してロス時間を短縮し、リールモータ
が回転を始めた後に緩やかなランプ電圧に切り換える構
成とした。

また、リールモータの制御をランプ電圧による緩やか
な立ち上げから、テープ速度一定の高速走行制御手段に
円滑に切り換えるには、テープ速度を監視しその値が高
速走行制御手段の制御中心に達したことを検知して切換
え制御することにより達成される。

更に、テープ巻き取り負荷が大きくて、上記ランプ電
圧が制御の最大値に達してもテープ速度が所定の速度に
到達しない点については、例えばランプ電圧の値を監視
しこれが異常であることを検知して強制的にリールモー
タの制御を高速走行制御手段による制御に切換えるよう
にすることによって達成される。

〔作用〕

リール台の回転検出手段はリール台の回転に同期した
回転信号を出力する。リールモータ起動手段は先ずサー
チ開始指令と同時に勾配が急なランプ電圧を発生してリ
ールモータの起動を開始し、次いでリール台が動いてリ
ール台の回転検出手段からの回転信号のエッジを検出す
ると緩やかなランプ電圧を出力するよう働らき、更にそ
のランプ電圧によってリールモータの回転数が上昇して
テープ走行速度が所定の速度に達するとテープ走行速度
検出手段からの制御信号を受けてその時点のランプ電圧
を前値ホールドするよう動作する。テープ走行速度検出
手段はテープの走行速度を監視し、その速度がテープ高
速走行制御手段の制御目標値に達するとこれを検知して
制御信号を出力するよう動作し、判別手段はリールモー
タ起動手段から出力されるランプ電圧の値を判別し、そ
の値が制御範囲の最大値に達した場合には所定の制御信
号を出力するよう動く。

また、制御手段はテープ走行速度検出手段および判別
手段の制御信号を受け、何れか一方の制御信号が入力さ
れた時にテープ高速走行制御手段による制御ループが閉
じるように切換え手段を制御する信号を出力するよう動
作する。更に加算手段はリールモータ起動手段と切換え
手段を介したテープ高速走行制御手段の制御信号を加算
するよう働き、その出力信号がリールモータに供給され
る。

この構成により、リール台すなわちテープが動き出し
た後はリールモータ起動手段からの緩やかなランプ電圧
によってテープ速度はリールモータの回転に応じて除々
に緩やかに立ち上るため、シリンダ回転数の追従サーボ
がロック外れを起こすようなことはない。

また、リールモータ起動手段のランプ電圧によりテー
プ走行速度が高速走行制御手段の制御目標値に達すれ
ば、テープ走行速度検出手段からの制御信号により制御
手段が作動してテープ高速走行制御手段による制御ルー
プが閉じ、以後テープ速度を一定とする制御動作が行な
われるのは勿論、テープの巻き取り負荷が大きくてラン
プ電圧が制御の最大値まで達してもテープ走行速度が高
速走行制御手段の制御目標値に到達し得ない場合では、
今度は判別手段からの制御信号によってテープ高速走行
制御手段の制御ループが閉じるように動作するため、テ
ープが延々と低速で走行するのを防止でき迅速に速度一
定の制御動作に移行させることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の具体実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図は本発明の一実施例を示したものである。同図
において１はシリンダ,2aおよび2bは磁気ヘッド,3は磁
気テープ,4および５はそれぞれテープ巻き取り、送り出
しのリール台,6はリールモータ、７はリールモータに連
結され、リールモータの回転に応じてリール台４および
５を駆動するギヤ,8はリールモータ起動手段,9は判別手
段,10はテープ走行速度検出手段,11は制御手段,12は切
換え手段,13は加算手段,14はテープの高速走行制御手
段,15はテープ速度に応じてヘッドとの相対速度が一定
となるようにシリンダ回転数を可変制御するシリンダ回
転数制御手段16はシリンダ１を駆動するシリンダモー
タ,17はシステムの制御を司どるシステム制御用マイク
ロプロセッサを示す。

第１図の実施例は、既述のようにサーチ開始時は切換
え手段12を開放してサーボループを開とし、リールモー
タ起動手段８から勾配の急なランプ電圧を出力してリー
ルモータの起動を開始し、リール台の動きを検出した後
はランプ電圧の勾配を緩やかなものに切換えてテープの
走行速度を除々に立ち上げ、そしてテープ速度がテープ
高速走行制御手段14の制御目標値に達したことをテープ
走行速度検出手段10で検出し、その制御信号によって制
御手段11を作動させて切換え手段12を閉じ、以後テープ
高速走行制御手段14によるサーボ制御によってテープを
所定の速度で走行させるものであり、しかもランプ電圧
が制御の最大値まで達したにも拘らずテープ速度が高速
走行制御手段14の制御目標値まで到達し得ない場合で
も、ランプ電圧が制御の最大値まで達したことを判別手
段９によって判別し、その制御信号で強制的に切換え手
段12を閉じて高速走行制御手段14による制御動作に迅速
に移行させるものである。

シリンダ回転数制御手段15の具体例は、例えば既述の
特開昭61−110359号公報の装置等で構成される。また、
テープ高速走行制御手段14も、例えば周知のリール台４
および５のそれぞれの回転数に同期したFG信号の周期和
が一定となるようなサーボループで構成される。これら
の回路構成および制御動作などは周知であり、また本発
明の本質とは直接係りないため詳細については省略す
る。

以下、本発明の主旨であるリールモータの起動制御に
つき、各部の具体構成例等を呈示しながらその動作を説
明する。

第２図は、リールモータ起動手段８に含まれて成るリ
ール台回転検出手段の構成と動作波形を示したものであ
る。同図（ａ）において18はリール台４と一体に取り付
けられ、その表面が図のように円周上で等間隔毎に黒色
に処理された例えばアルミ箔であり、19は光検出器,20
はエッジ検出回路である。19の光検出器の発光素子より
発光された光はアルミ箔18に照射され、その反射光を光
検出器19の受光素子で受光するが、アルミ箔18が黒色で
ない部分では反射光が最大となって受光素子出力は最大
となり、また黒色の部分では反射光が最少となって受光
素子出力も最少となるよう動作する。したがって、光検
出器19の受光素子出力e₀は（ｂ）図のようにリール台が
回転している時はアルミ箔18の回転に同期して交番変化
し、リール台が停止している時はアルミ箔18と光検出器
19の位置関係により“L"または“H"の固定電圧となる。
したがって、リール台が回転を始めると光検出器19の出
力e₀はリール台が動き始めた時点t₀で（ｃ）図のように
“H"から“L",または（ｄ）図のように“L"から“H"に
反転し、その後はリール台の回転に同期して交番変化す
るものとなり、エッジ検出回路20はこの信号を受け
（ｃ）図，あるいは（ｄ）図のt₀における光検出器19の
出力e₀の変化点を検出し、t₀において“L"から“H"に変
化するリール台回転開始検知信号e₁を出力するよう動作
する。なお、エッジ検出回路は論理回路等により容易に
構成されるものであり、その具体例については周知であ
るため省略した。

第３図は、リールモータ起動手段８のランプ電圧発生
回路の具体例とその動作波形である。同図において21お
よび22は定電流源,23乃至25はスイッチ,26はコンデン
サ,27はサンプルホールド回路,28は駆動増幅器であり、
その他第１図と同一記号は同一物を示す。

スイッチ24はリール台回転検出手段の制御信号e₁によ
って制御され、e₁が“L"の場合は接点はａ側に、またe₁
が“H"になるとｂ側に閉じるよう動作する。スイッチ24
はシステム制御マイクロプロセッサ17の制御信号e₂によ
って制御され、e₂が“H"のときにスイッチが閉じるよう
働らく。またサンプルホールド回路27は、リールモータ
が起動した後、テープ走行速度が所定の速度に達した時
にテープ速度検出手段10から出力される制御信号e₃によ
ってコンデンサ26の電圧を前値ホールドするよう動作す
る。またスイッチ25もe₃によって制御され、リールモー
タ起動時は接点はｃ側に、制御信号e₃が発せられてサン
プルホールド回路27が動作すると同時に接点はｄ側に閉
じるよう動くものである。さらに、直流定電流源21およ
び22はコンデンサ26を定電流充電するためのものであ
り、それぞれの電流値I₁およびI₂はI₁＞I₂に設定されて
いる。

係る構成にあって、（ｂ）図の動作波形のようにサー
チ開始のキー操作がなされると、システム制御マイクロ
プロセッサ17から（ａ）に示すe₂の制御信号が出力され
る。これによりスイッチ24が閉じ、またリールモータは
最初停止しているので（ｂ）のようにテープ走行速度検
出手段10の制御出力信号e₁は“L"であり、スイッチ23の
接点はａ側に閉じる。したがって、定電流源21からスイ
ッチ23およびスイッチ24を介してコンデンサ26にI₁なる
定電流が流れコンデンサが充電され始める。テープ走行
速度が所定の速度に達するまではスイッチ25の接点はｃ
側に閉じているためランプ電圧発生回路の出力e₄はコン
デンサの充電に応じ（ｄ）に示すものとなる。この電圧
はコンデンサ26を定電流充電することにより、時間とと
もに直線的に上昇するランプ状のものである。e₄は第１
図で示したように加算手段13を介してリールモータに印
加されるが、時刻t₀における電圧v₀がリールモータの起
動不感帯を越えるとリールモータが回転し始め、リール
台が動き始める。この時点でリール台回転検出手段の制
御出力信号e₁は既述の動作によって“L"から“H"に反転
するため、スイッチ23の接点がａ側からｂ側に切り換り
コンデンサ26の充電々流がI₁からI₂に切換る。ここでI₂
＜I₁のため、コンデンサ26の端子電圧すなわちe₄は、
（ｄ）のようにサーチ開始からt₀までの勾配に対し、t₀
以後はv₀を初期値として勾配が緩やかなものとなる。t₀
以後、緩やかなランプ状電圧e₄によってリールモータ回
転数，すなわちテープ走行速度は除々に緩やかに上昇す
るが、テープ走行速度が所定の速度に達したt₁の時点で
は（ｃ）に示すテープ走行速度検出手段10からの制御信
号e₃によってサンプルホールド回路27がコンデンサ26の
電圧を前値ホールドするよう動作し、同時にスイッチ25
の接点がｃ側からｄ側に切換るためe₄は（ｄ）の如く時
刻t₁におけるコンデンサ26の端子電圧V₁にホールドされ
る。

そしてt₁以後は、第１図に示した切換え手段12が閉
じ、e₄のホールド値V₁を基準にテープ高速走行制御手段
14による所定のテープ走行速度サーボ動作が行なわれ
る。

第４図は判別手段９の構成と動作を示したものであ
る。同図において29は電圧比較器,30は基準電圧を示
す。基準電圧30は、リールモータ起動手段８から出力さ
れるランプ電圧e₄の制御最大値よりも僅かに小さな値で
あるV_Sに設定されており、図のようにランプ電圧e₄がV_S
を越える状態において電圧比較制御信号e₅を出力する。

第５図はテープ走行速度検出手段10の構成と動作を示
したものである。同図において31および32はそれぞれテ
ープ巻き取り側および送り出し側のリール台回転数検出
手段,33および34はｆ−Ｖ変換器,35は加算器,36は電圧
比較器,37は基準電圧であり、その他第１図と同一符号
は同一物を示す。ここでリール台回転数検出手段31およ
び32は、例えば第２図で示したと同様な光検出装置で構
成され、それぞれテープ巻き取り側のリール台４および
送り出し側のリール台５の回転に同期した回転信号を出
力する。またｆ−Ｖ変換器33および34は、それぞれ独立
にリール台回転数検出手段31および32から出力されるリ
ール台回転信号の周波数に比例した電圧を出力するもの
であり、そのｆ−Ｖ変換特性は同一に設定されている。

さて、テープを任意の一定の速度で高速走行させた場
合、送り出し側と巻き取り側のリール台回転周波数の和
は走行速度に応じてテープ全域に亘りほぼ一定になると
いう性質がある。定性的にはテープ走行速度を一定とし
た場合、テープの巻き取りに応じて巻き取り側のテープ
径が次第に大きくなるために巻き取り側のリール台回転
数はこれに応じて減少し、逆にテープ送り出し側はテー
プ径が次第に小さくなるためにリール台回転数が増加し
てゆくことによるためであり、これについては周知であ
る。したがって、両リール台の回転数の和を検出すれば
テープの位置によらずその走行速度を知ることが可能で
あり、また裏を返せば両リール台の回転数の和が所定値
になるようにリール台の回転制御を行えば、テープを所
定の一定速度で走行さすこともできる。第５図の例は、
この性質を利用して、ｆ−Ｖ変換器33および34の出力を
加算器35で加算してe_Mを生成し、これを基準電圧37と比
較することによってテープ走行速度の検出を行なうよう
にしたものである。基準電圧37の値は、第１図における
テープ高速相応制御手段14による所定のテープ速度に合
致するe_Mに対し僅かに小さいV_Qに設定されている。した
がってテープの走行速度の上昇に応じてe_Mが大きくな
り、テープ速度がテープ高速走行制御手段14の制御目標
値に達して図のようにe_M＞V_Qの状態になると電圧比較器
36は“H"の制御信号を出力するよう動作する。

また、制御手段11はOR論理ゲートにより構成されてい
て、テープ走行速度検出手段10の制御信号e₃および判別
手段９の制御信号e₅のいずれか一方の制御信号が“H"の
状態の時に“H"の制御出力を出し、更に切換え手段12は
開閉式のスイッチで構成され制御手段11から“H"の制御
出力が出された時にその接点が閉じるよう動作する。

以上、各部の構成，動作について説明した。係る構成
において全体の制御動作を以下に説明する。

第６図は、その動作を示したものである。システム制
御マイクロプロセッサ17より（ａ）のようにサーチの指
令e₂が出されると、リールモータ起動手段８から（ｂ）
のように勾配が急なランプ電圧が出力されてリールモー
タの起動が開始する。そして時刻t₀においてリール台が
動き始めると（ｃ）のようにリール台回転検出手段から
出力されるe₁の制御信号によってランプ電圧e₄の勾配は
緩やかなものに切換る。t₀以後リールモータは緩やかな
ランプ電圧によって徐々に回転数が上昇するため、テー
プ走行速度もこれに応じ（ｅ）の実線で示したＩのカー
ブのように緩やかに立ち上るものとなる。そして、時刻
t₁においてテープ走行速度がテープ高速走行制御手段14
の制御目標値に達すると、（ｄ）のようにテープ走行速
度検出手段10から制御信号e₃が出力されて、ランプ電圧
e₄が前値ホールドされると共に、制御手段12のスイッチ
が閉じる。これにより、t₁以後はランプ電圧のホールド
値を中心としたテープ高速走行制御手段14によるサーボ
動作によって、テープは所定の高速走行制御される。

更に、テープ巻き取り負荷が大きいような場合には、
勾配が急なランプ電圧によるリール台の回転開始が遅く
なり、リール台は時刻t₀′で動いてこの時点でランプ電
圧の勾配の切換えがなされる。t₀′以後緩やかなランプ
電圧によってリール台の回転が上昇するが、テープ巻き
取り負荷が大きいために、テープ速度は（ｅ）の破線の
IIのカーブのようにＩのカーブに対して緩やかなものと
なる。そして、ランプ電圧が制御の最大値であるV_Mに到
達するまでにテープ速度が高速走行制御手段14の制御目
標値に達し得ない場合はテープ走行速度検出手段10から
の制御信号e₃は無いが、ランプ電圧がV_Mに達した時刻t₂
では今度は（ｅ）のように判別手段９から制御信号e₅が
出力されて切換え手段12のスイッチが閉じる。これによ
りt₂以後はランプ電圧の制御最大値V_Mを中心としたテー
プ高速走行制御手段14によるサーボ動作によって、テー
プ速度は所定の速度に引き込まれ、以後テープ高速走行
制御手段14による速度一定の制御がなされる。

以上、本発明の実施例について説明した。第３図のラ
ンプ電圧発生回路は２つの定電流源を用意しこれを切換
えてランプ電圧の勾配を切換えるようにしたが、これは
特に限定されるものではなく、例えば定電流源は１つと
し容量値の異なるコンデンサを切換えることも可能であ
る。また、回路についてもアナログで構成したが、これ
をディジタル回路で構成することも容易である。更に第
２図の例ではエッジ検出回路を独立に設けたが、これも
特に限定されるものではなく、例えばシステム制御用マ
イクロプロセッサ17にこの機能を持たせることも可能で
あり、第５図で示したテープ走行速度検出手段について
もテープ速度を直接に検出できるような構成のものであ
っても同様な制御が可能なのは勿論、本発明の要旨を変
えない範囲で種々変形は容易である。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、サーチ開始と同時
にリールモータを勾配が急なランプ電圧で駆動し、リー
ルモータが回転し始めた後はランプ電圧を勾配が緩やか
なものに切換え、そしてリールモータの回転上昇によっ
てテープ速度が所定の速度に達した場合は勿論、ランプ
電圧が制御の最大値に達したにも拘らずテープが所定の
速度に達しない場合でもこれを検出して本来のテープ高
速走行制御によるサーボ動作を閉じるようにしたため、
サーボ開始時にテープ走行速度が急峻に立ち上ることに
起因するシリンダ回転数追従サーボのロック外れを防止
でき、テープ速度がランプ電圧によって所定の速度に達
した以後は円滑に、しかもテープ巻き取り負荷が大きく
てランプ電圧が制御の最大値に達したにも拘らずテープ
速度が所定の速度に到達し得ないような場合でもテープ
が延々と低速のまま走行するのを防止して迅速に、速度
一定のテープ走行制御を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による実施例を示すブロック図、第２図
は第１図のリールモータ起動手段のリール回転検出手段
の構成と動作を示す図、第３図は第１図のリールモータ
起動手段のランプ電圧発生回路の構成と動作を示す回路
図、第４図は第１図の判別手段の構成と動作を示す波形
図、第５図は第１図のテープ走行速度検出手段の構成と
動作を示すブロック図、第６図は本発明による実施例の
動作を示す図である。 １……シリンダ,3……テープ， ８……リールモータ起動手段， ９……判別手段,10……テープ走行速度検出手段， 11……制御手段,12……切換え手段， 13……加算手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野口 敬治 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所家電研究所内 (72)発明者 坂口 正三郎 埼玉県川越市山田字西町25番地１ パイ オニア株式会社川越工場内 (72)発明者 河崎 憲一郎 埼玉県川越市山田字西町25番地１ パイ オニア株式会社川越工場内

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転シリンダに装着されたヘッドにより磁
   気テープ上を走査して信号を記録し、記録された信号を
   再生する磁気記録再生装置であって、テープが装着され
   るリール軸を駆動して通常記録再生速度より速い速度で
   磁気テープを走行させる高速走行制御手段と、磁気テー
   プの速度に関連して該シリンダ回転数を制御するシリン
   ダ回転数制御手段を有して成る磁気記録再生装置におい
   て、 該磁気テープの高速走行制御開始指令と共に適宜な勾配
   のランプ電圧を発生するリールモータ起動手段と、 該リールモータ起動手段のランプ電圧の値を判別する判
   別手段と、 該磁気テープの走行速度を検出し、テープ走行速度があ
   らかじめ定められた所定の速度に達した時に制御信号を
   出力するテープ走行速度検出手段と、 該高速走行制御手段によるテープ走行速度制御を開，閉
   する切換手段と、該判別手段および該テープ走行速度検
   出手段の出力信号が入力され、これら信号の状態に応じ
   て該切換手段を制御する制御手段と、 該リールモータ起動手段の制御信号と該切換手段を介し
   た該高速走行制御手段の制御信号とを加算し、加算信号
   により該リール軸を駆動する加算手段とを具備し、 テープの高速走行制御において、該切換手段を開とした
   状態で該リールモータ起動手段によってテープ速度を立
   ち上げ、次いでテープ速度が所定速度に到達した時点で
   出力される該テープ走行速度検出手段の制御信号或いは
   該リールモータ起動手段のランプ電圧が所定の値に到達
   した時点でこれを検知して出力される該判別手段の制御
   信号によって該切換手段を閉とすると同時に該リールモ
   ータ起動手段のランプ電圧の発生を止め、以後該加算手
   段による該リールモータ起動手段の制御信号即ちランプ
   電圧の最終値と該テープ高速走行制御手段の制御信号の
   加算信号により該リール軸を駆動してテープの高速走行
   制御を行うことを特徴とする磁気記録再生装置。