JP2571188B2 - ヘッド回転制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転ヘッド方式ディジ
タル磁気記録再生装置等において、テープ速度に応じて
回転ヘッドの速度を制御するヘッド回転制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】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と呼ぶ）において、通常再
生速度の数十〜数百倍の速度で、曲の頭出し（高速サー
チ）を行うためには、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、曲がテープ
の最初から数えて何曲目であるかを示す信号等のＰＣＭ
信号と同じ記録密度で記録されている制御用信号を、高
速度テープ走行時に読みとる必要がある。このような通
常記録再生時と異なる高速度のテープ速度で走行してい
るテープ上を回転シリンダに装着されたヘッドで走査す
ると、特開昭５７−１２４４８号に図示されているよう
に、ヘッドの走査はテープ上に記録されたトラックを横
切る軌跡となる。このとき、シリンダの回転数が一定で
あると、テープ上を走査するのに要する時間は一定であ
り、一方ヘッドの軌跡はテープ上のトラックの長さと異
なるため、テープ・ヘッド間の相対速度が変化するとい
う現象が発生する。

【０００３】回転ヘッド方式のＤＡＴでは、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、テープ走行メカニズムの速度偏差、ジッタに対
する余裕が±数パーセント程度であり、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±数パーセント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できないという
不都合が起きる。

【０００４】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でき
ず、ヘッドとテープの相対速度が常に一定となるよう
に、あるいはデータ打抜き回路の許容ジッタ内に入るよ
うにテープの走行速度に応じて制御することが必要であ
る。

【０００５】一方、テープ走行メカニズムは、通常再生
時には、キャプスタンとピンチローラを圧接し、テープ
を一定速で駆動している。しかし、例えば通常再生時の
テープ速度より数十〜数百倍の高速度でテープを走行さ
せるには、この方法では困難であり、通常リール軸を回
転させてテープを巻き取るという方式が用いられる。

【０００６】この方式では一般にリール軸回転数が略一
定となり、テープ速度はリールに巻きとられたテープの
量（巻き径）によって大幅に変化する。ここで前記した
ヘッドとテープ間の相対速度を一定にするには、（１）
ヘッドが装着されているシリンダの回転数をテープ速度
に応じて刻々変化させる、（２）高速テープ走行時のテ
ープ速度を一定に制御し、シリンダ速度をその速度に応
じた回転数に切り換える、の二つの方法が考えられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記
（１）の方法は実現することは可能ではあるが、テープ
が巻き取られている状態によってサーチの速さが変わる
点が好ましくない。したがって、上記の（２）の方法に
よって、高速かつ一定速度のテープ駆動を行ない、テー
プ速度に応じてシリンダ回転数を切換え制御するのがよ
い。

【０００８】この（２）の方法を実現するために、従来
は、前掲した特開昭５７−１２４４８号に示されている
ように、ヘッドのヘリカルスキャン以外に、テープの走
行方向に別トラックを設け、テープ上で一定間隔となる
ように記録されたトラッキング用制御信号（コントロー
ル信号）を高速走行時に読みとって、その周波数からテ
ープ速度を検出し制御する方法が提案されている。しか
し、この方法はコントロール信号のない回転ヘッド方式
のＤＡＴに適用することができないという問題がある。

【０００９】また、これとは別に、例えば特開昭５４−
１３６３０６号、特開昭５７−１１７１５２号、特開昭
５８−３５７８０号に示されているように、供給側、巻
き取り側の両方のリール軸の回転数に対応した信号を発
生する手段を設けて、その信号から演算処理によってテ
ープ速度を検出する方法も提案されている。しかし、こ
の方法ではテープの全長、テープの厚さ、リールハブの
径、テープの巻き方の状態などに起因するテープ速度検
出誤差が大きくなるという問題がある。

【００１０】また、高速テープ走行速度が概略一定とな
っても、正確に通常再生テープ走行速度の一定倍に制御
する点については考慮されておらず、例えばＤＡＴの高
速選曲時に、テープとヘッドの相対速度を一定にできな
い問題がある。

【００１１】本発明の目的は、前記した従来装置の問題
点を除去し、高速でかつ正確な一定倍速のテープ走行を
行えると共に、テープ・ヘッド間の相対速度を一定に保
つことが可能な装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、回転ヘ
ッドにより磁気テープを走査する装置のヘッド回転制御
装置であって、通常再生時のリール台回転速度を基に所
望の一定の再生速度を実現する手段と、該再生速度にお
けるテープ速度と回転速度の相対速度が一定になるよう
に該回転ヘッドの回転速度を制御する手段を具備した点
に特徴がある。

【００１３】

【作用】本発明によれば、通常再生時のリール台回転速
度を基に所望の再生速度が実現されるので、正確な一定
倍速のテープ走行を行うことができる。また、前記実現
されたテープ速度と回転ヘッドの回転速度の相対速度が
一定になるように該回転ヘッドの回転速度が制御される
ことになる。

【００１４】

【実施例】まず、本発明の原理について説明する。供給
側リール軸、巻き取り側リール軸それぞれの回転数に対
応したパルス信号を発生するパルス発生器と、このパル
ス数によりリール軸の回転数を検出する回転数検出器を
設けて、テープが一定速度で走行した時に両方のリール
軸のパルス発生器から発生されたパルスを前記回転検出
器で一定時間内計数する。このとき供給側リールからの
パルス数ｎ1 と巻き取り側リール軸からのパルス数ｎ2
からあらかじめ定められた式により演算を行うが、この
とき式を適当に選ぶことによって、一本のテープについ
てテープが巻き取り側リールに巻き取られている量に関
係なく、演算結果を概略一定にすることができる。

【００１５】この様子を第２図に示す。ここでは一例と
して、リールに巻かれたテープの直径の小さい方、即ち
回転数の大きい側のリール軸から検出されたパルス数ｎ
1 の１／３と、回転数の小さい側のリール軸から検出さ
れたパルス数ｎ2 の和をとる演算、即ち（ｎ1 ／３＋ｎ
2 ）の演算を行なった場合について示す。

【００１６】第２図で、横軸はテープの通常速度での再
生時間（分）を示し、縦軸は演算結果を示し、再生時間
が６０分のテープの場合に供給側リールに巻かれている
テープの径と、巻き取り側リールに巻かれているテープ
の径とが等しい時の演算結果を１として正規化してい
る。図中のグラフの数字３０〜１２０は、磁気テープの
全体の再生時間（分）を表している。

【００１７】第２図でわかるように、テープ全体の長さ
によって演算結果の値は異っているが、それぞれのテー
プに対しては、テープの巻き位置によらずほぼ一定値と
なる。また第２図では、テープの厚さとリールハブの径
は一定としているが、これらが異なっている場合は、演
算結果は異なったものとなるが、その場合も異なった一
定値となる。結局１本のテープに対しては、このように
演算結果を概略一定値にできることがわかる。

【００１８】従来のテープ速度制御装置では、上記演算
値を一定にするように制御を行うが、この場合には上記
テープの全長の差や、テープの厚さや、リールハブの径
の違いによって、テープの絶対速度を一定の倍速に設定
することができなくなる。例えば通常再生速度の１００
倍に制御しようとしても上記した誤差により９０倍の速
度になってしまうことが起こり得る。（ただし１本のテ
ープについては９０倍は略一定） そこで本発明では一本のテープについて、高速サーチを
行う際に、一旦通常再生速度でテープを走行させて、前
記した両リール軸から検出した回転パルスを一定時間計
数して、その値から例えば上記したような演算により演
算した一本のテープについて概略一定な演算結果を記憶
し、次に高速走行状態とした時該演算装置の演算結果
が、上記の記憶値の一定倍となるようにリール軸を駆動
する回路を制御できるようにすると共に、テープ速度と
回転ヘッドの回転速度との相対速度が一定になるように
した。

【００１９】以下に、本発明の一実施例を第１図により
説明する。第１図は本発明の一実施例のブロック図を示
す。１は磁気テープで、７は再生時の走行方向、１ａ，
１ｂは各々巻き取り側リール軸３ａ、供給側リール軸３
ｂに巻かれている部分である。以下、巻き取り側と供給
側で同じ装置を備えている場合、各々ａ，ｂの添字をも
って示す。

【００２０】２ａ，２ｂは、リール軸３ａ，３ｂと同軸
上に取り付けられた磁石であり、リール軸と同じ回転数
で回転する。４ａ，４ｂは、上記の磁石３ａ，３ｂの外
周に近接した位置に固定されたホール素子である。リー
ル軸３ａ，３ｂが回転すると、磁石２ａ，２ｂも回転
し、２ａ，２ｂの外周上は多極に着磁されているため、
その磁界の変化によりホール素子に正弦波状の出力が発
生する。この出力は波形整形回路５ａ，５ｂに導かれ、
ディジタル信号（パルス波形）に変換される。６は前記
磁気テープ１の速度に応じて、相対速度が一定となるよ
うに刻々変化される回転ヘッド装置である。

【００２１】以上の構成により、巻き取り側、供給側各
々のリール軸の回転に比例するパルスが得られる。ここ
では説明の都合上、磁石とホール素子による検出とした
が、例えばリール軸に取り付けられた羽根状の装置とフ
ォトインタラプタのような光学的な検出方法を用いても
よい。また、これらの装置はリール軸に直接取り付けら
れなくても、リール軸の回転に比例さへしていればよい
ので、たとえばベルト駆動により磁石を回転させるよう
にしてもよい。

【００２２】一方制御装置８は、走行メカニズムの動作
状態を変えるため走行メカニズム駆動回路９を制御す
る。まずメカニズムを一旦通常再生状態とし、上記のパ
ルスを制御装置８によって規定される一定時間だけ、演
算回路１０中の計数器１６ａ，１６ｂ，１７ａおよび１
７ｂ（第３図参照）によって計数する。次いで、この２
つの計数値を演算回路であらかじめ定められた演算式に
よって演算する。

【００２３】ここで演算回路１０の一具体例を第３図に
よって説明する。第３図は上述した回転数の大きい方の
リールから回転検出信号の１／３と回転数の小さい方の
リールからの回転検出信号の和をとる回路の具体例を示
す。１５ａは供給側、１５ｂは巻き取り側の回転検出信
号入力端子、１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂは計数
器、１８は大小比較器、１９ａ，１９ｂは切換回路、２
０は加算器、２１は出力端子である。２２は計数器１６
ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂを制御する端子で一定時間
の間のみ計数器１６，１７に計数を行うためのものであ
る。この端子２２には前記制御装置８から制御信号が供
給される。また、４０ａ，４０ｂはゲート回路、４１は
該ゲート回路を開閉する制御信号が入力されている入力
端子である。

【００２４】さてこの例では、制御端子２２が高電位と
なると、計数器１６ａ，１６ｂはそれぞれ供給側リール
回転検出信号１５ａ、巻き取り側リール回転検出信号１
５ｂを計数し、一方計数器１７ａ，１７ｂは前記信号１
５ａ，１５ｂをそれぞれ３分周器２３ａ，２３ｂで１／
３として計数する。大小比較器１８は、計数器１６ａ，
１６ｂの計数結果の大小を比較し、その結果によって切
換回路１９ａ，１９ｂを切り換える。切換回路１９ａ，
１９ｂには、回転検出信号を計数した計数器１６ａ，１
６ｂの計数結果と、回転検出信号の１／３を計数した計
数結果が入力されており、上記の大小比較器１８の出力
によってそのいずれかを選択する。こうして加算器２０
には、計数器１６ａの出力と１７ｂの出力または１６ｂ
の出力と１７ａの出力が入力されて加算されるので、出
力端子２１には、前述した演算式による出力が得られ、
この結果は記憶回路１１に入力されて記憶される。次
に、制御装置８によって走行メカニズムを高速サーチ状
態とし、前述と同じ一定時間の間、計数器１６ａ，１６
ｂによってパルスを計数し、演算回路１０により演算を
行って、制御装置８に入力する。

【００２５】一方先に述べた記憶回路１１に記憶された
演算結果も制御装置８に入力し、高速サーチ時の演算結
果が、記憶値の一定倍となるようにリール軸駆動モータ
１４を制御する。また、該制御装置８は、回転ヘッド装
置６の回転速度がテープ速度に追従するように制御す
る。例えば、通常再生速度の１００倍の速度でテープを
走行させようとすれば、演算結果が記憶値の１００倍に
なるように制御すればよい。あるいは、高速サーチ時８
パルスを計数する時間を通常再生時の１／１００にして
演算値が記憶値と同一になるように制御してもよい。あ
るいは１００分周したパルスを計数してもよい。

【００２６】ここで、制御装置８が出力する信号および
演算回路１０の演算出力のタイミングを第４図によって
説明する。２４はメカニズムの状態を示し、２４の
（１）の時点で使用者が高速サーチのボタン（図示せ
ず）を操作するとメカニズムは制御装置８により一旦通
常再生状態となった後、高速走行状態となることを示し
ている。２５は第３図の計数器１６ａ，１６ｂ，１７
ａ，１７ｂをクリアする信号、２６は同じ計数器が計数
する時間を決める信号で前者は第３図の入力端子２２に
入力され、後者は入力端子４１から論理積ゲート４０
ａ，４０ｂに入力される。２７は第３図の出力つまり演
算結果を記憶した値であり、２８は高速サーチ時の演算
出力である。

【００２７】さてメカニズムが再生状態になると、まず
信号２５によって計数器１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７
ｂをクリアし、信号２６が高電位となる時間（２６
（１））回転検出信号１５ａ，１５ｂを計数する。この
計数に基づく演算出力を記憶回路１１に記憶したものが
信号２７（１）の部分である。この値が記憶されれば、
一本一本のテープに対する第３図の略一定演算結果が得
られた訳であるから、上に述べたようにテープを高速走
行させた場合再生時のテープ送り速さの一定倍にするこ
とができる。

【００２８】ここでは例として１００倍に速さに制御し
たいとするならば、メカニズムを高速サーチ状態として
信号２５で計数器１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂをク
リアし、先の計数時間（２６（１））の１／１００の時
間（２６（２））の間計数を行う。この計数に基づく演
算出力が２８（１）であり、この操作を繰り返すことに
より演算出力２８（２），２８（３），……を得る。こ
こで、２７（１）と２８（１），（２），（３）……を
等しくするように制御すれば、計数時間の逆比のテープ
送り速度を得ることができる。

【００２９】次にＰＷＭ回路１２は、制御装置８がディ
ジタル回路であるのを想定したもので、制御装置８によ
って高速サーチ時の演算結果と記憶値の差に基づき、一
定周波数のパルスのデューティ比を変化させて出力す
る。実際には現在出力している波形のデューティ比に対
して、上記の差分を減算したに相当するデューティ比の
波形を出力するか、または演算結果と記憶値の差に相当
するデューティ比のＰＷＭ出力を出力し、これを現在の
モータ駆動電圧から減算して制御できる。

【００３０】第５図にその様子を示す。横軸は高速サー
チ時の回転検出信号の演算出力（第４図の信号２８
（１）（２）（３）……）から再生時の回転検出信号の
演算出力の記憶値（第４図の信号２７（１））を引いた
差を示し、縦軸はＰＷＭ出力のデューティ比を示す。こ
こでは一例として、差が０の時５０％のデューティ比の
パルス出力、高速サーチ時の演算出力が大きい時デュー
ティ比が大きく（高電位の時間の割合が大きく）なるよ
うなＰＷＭ出力とした。

【００３１】この出力を第６図の入力端子２９に入力
し、ＬＰＦ３０によってデューティ比に比例した直流電
圧出力とし、抵抗３１，３２演算増幅器３４からなる減
算回路で基準電圧３３を減算する。３７はリール軸モー
タを駆動する電圧の出力端子で、この信号をＬＰＦ３６
によって時間遅延させた信号から、上述した減算回路３
５により減算し、モータ駆動出力とする。

【００３２】このようにして、例えば、現在のテープ送
り速度が目標より速い場合には、第５図のＰＷＭ出力波
形のデューティ比が大きくなる。このため、ＬＰＦ３０
の出力は基準電圧３３よりも大きくなり、減算回路３４
の出力は正となって現在のモータ駆動電圧から減算回路
３５によって減算される。したがって、モータ駆動電圧
は小さくなり目標のテープ送り速度に近づく。なおＬＰ
Ｆ３６は、第５図の信号２８の（１）（２）（３）……
が変化する周期の時間だけの遅延量を持てばよい。ま
た、第５図のデューティ比を逆にし、つまり差が大きい
時デューティ比を小さく、減算回路３５を加算回路とす
る等の設計変更も当然可能である。

【００３３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、テープ
を高速サーチ時に、あらかじめ設定する一定倍速で走行
させることができ、アクセスの高速化が図れる。また、
シリンダ回転数がテープ速度に応じて、両者の相対速度
が一定となるように切換えられるため、テープ・ヘッド
間の相対速度を常に一定にすることができる。したがっ
て、回転ヘッド方式の装置において高速サーチ時にも、
記録済トラック内に記録されている制御用信号を一定の
伝送レートで再生できるので、該制御用信号を正確に読
みとることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】 テープ長さとテープ走行時のリール軸回転パ
ルスを演算した結果の一例を示す図である。

【図３】 図１の演算回路の一具体例を示すブロック図
である。

【図４】 制御装置が出力する信号および演算回路の演
算出力のタイミング図である。

【図５】 制御装置の出力とＰＷＭ出力のデューティ比
との関係を示す図である。

【図６】 図１のリール軸モータ駆動回路の一具体例を
示すブロック図である。

【符号の説明】

１…磁気テープ、５ａ，５ｂ…波形整形回路、６…回転
ヘッド装置、８…制御装置、１０…演算回路、１１…記
憶回路、１２…ＰＷＭ回路、１３…リール軸モータ駆動
回路、１４…リール軸駆動モータ。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転ヘッドにより磁気テープを走査する
   装置のヘッド回転制御装置であって、 通常再生時のリ
   ール台回転速度を基に所望の一定の再生速度を実現する
   手段と、 該再生速度におけるテープ速度と回転速度の
   相対速度が一定になるように該回転ヘッドの回転速度を
   制御する手段を具備したことを特徴とするヘッド回転制
   御装置。
2. 【請求項２】 回転ヘッドにより磁気テープを走査する
   装置のヘッド回転制御装置であって、 磁気テープの高
   速再生時に、自動的に、一旦通常再生を行わせ、リール
   台の回転速度を演算する手段と、 該通常再生のリール台の回転速度を基に、一定の速度
   で、該高速再生を実現する手段と、 該高速再生速度におけるテープ速度と回転ヘッドの回転
   速度の相対速度が一定となるように該回転ヘッドの回転
   速度を制御する手段を具備したことを特徴とするヘッド
   回転制御装置。