JP4078745B2 - テープドライブ装置の調整方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヘリカルスキャン方式によりテープ状記録媒体に対応して再生が可能なテープドライブ装置の調整方法に関するもので、特に、再生信号に同期したクロックを抽出するＰＬＬ(Phase Locked Loop)回路の調整に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば磁気テープに対してデジタルオーディオデータを記録再生するデジタルオーディオテーププレーヤ（ＤＡＴレコーダ／プレーヤ）や、同じく磁気テープを用いたＤＡＴシステムをコンピュータ用のデータのストレージシステムとして用いるようにし、コンピュータデータの記録再生を行うようにしたデジタルデータストレージ機器（ＤＤＳ機器）が開発されている。
【０００３】
これらの装置では回転ドラムに例えば９０°のラップ角で磁気テープを巻装させた状態でテープを走行させるとともに、回転ドラムを回転させて、回転ドラム上の磁気ヘッドを用いてヘリカルスキャン方式で記録／再生走査を行なうことで高密度記録を可能にしている。なお、本明細書では、以降、このようなテープ状記録媒体に対応してデータの記録再生を行う機器について、「テープストリーマドライブ」ともいうことにする。
【０００４】
このようなテープストリーマドライブにあっては、磁気テープから読み出した再生信号に同期したクロックを抽出するために、ＰＬＬ回路が備えられる。
このようなＰＬＬ回路については、適正な再生動作が得られるように、例えば製造時において、中心周波数やＬＰＦ（Low Pass Filter）の通過帯域特性等の各種パラメータについての調整を行うようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、ヘリカルスキャン方式のテープストリーマドライブに使用されるＰＬＬ回路としては、次のような性能が要求される。
１つには、定常再生時におけるメディアディフェクト（磁気テープの損傷など）、及び通常再生よりも高速にテープを送るサーチ時における、いわゆるそろばん玉（菱形）状の再生信号波形による振幅変動等に対する耐性が要求される。
また、ヘリカルスキャン方式のテープストリーマドライブにあっては、プラスとマイナスでアジマス角が異なるトラックが交互にテープに記録されるのであるが、サーチ速度が高速になっていくのに従って、アジマスの相違に起因して相対速度差が拡大していくことが分かっている。このため、安定的なサーチ動作を得るためには、アジマスに起因する相対速度差に対する耐性が、可変されるサーチ速度ごとに対応して要求されるものである。
これらの性能は、例えばディスクメディアにおいては、再生信号の振幅が常に安定しており、かつ、速度偏差も生じないので、ディスクメディアの再生系に使用されるＰＬＬ回路には要求されないもので、テープストリーマドライブに特有となるものである。
【０００６】
従来、ＰＬＬ回路の調整に際しては、テープストリーマドライブにより通常の１倍速によりフォワード方向の再生を行って、この時に得られる定常再生信号をＰＬＬ回路に入力していた。
但し、実際には、このような定常再生信号を用いた調整では、上記のような性能を満たすようにして、ＰＬＬ回路の性能を最適化することは非常に困難となる。
これは、定常再生信号というのは、振幅も非常に安定しており、かつテープとヘッドの速度偏差も非常に僅かなものとなる理想に近い信号であるため、ＰＬＬの動作が良好となる調整範囲は広くなってしまい、上記のような厳しい条件に適合する調整値をピンポイント的に特定できないことに起因するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は上記した課題を考慮して、テープストリーマドライブのＰＬＬ回路が満たすべき諸条件に適合した調整値が出来るだけ正確に得られるようにして、より良好なＰＬＬ回路の動作が得られるようにすることを目的とする。
【０００８】
このため、ヘリカルスキャン方式によりトラックが記録されるテープ状記録媒体に対応して少なくとも再生を行うことのできるテープドライブ装置に備えられ、テープ状記録媒体から読み出された再生データに同期したクロックを抽出するＰＬＬ回路における所要のパラメータを調整するためのテープドライブ装置の調整方法として次のように構成することとした。
つまり、テープドライブ装置に対して、通常再生時のテープ走行速度よりも高速なテープ走行速度において、所定のテープ走行速度ごとに応じて再生動作を実行させる再生ステップと、所定のテープ走行速度ごとに応じた再生動作のもとで、アジマス角ごとに対応して、テープ状記録媒体から読み出される再生信号をＰＬＬ回路に入力する再生信号入力ステップと、ＰＬＬ回路に対して再生信号が入力されている状態の下で、所要のパラメータの調整値を求める調整ステップとを行い、通常再生時のテープ走行速度よりも高速な倍速度における一定以上の所定の倍速度である高速倍速度に対応する所要のパラメータの調整値を求める際には、再生ステップは、高速倍速度よりも低速な倍速度のうちから、高速倍速度時において得られるアジマス角に起因する相対速度偏差と同等の相対速度偏差を有する倍速度を調整用倍速度として選択し、この調整用倍速度による再生動作を実行させるように構成することとした。
【０００９】
上記構成によれば、ＰＬＬ回路の調整に際しては、通常再生速度よりも高速な或る倍速度によりテープ状記録媒体を再生して得られる再生信号を入力することになる。倍速度時に得られる再生信号は、通常再生時に得られる信号よりも、ＰＬＬ回路の動作からみれば条件的に厳しいものとなるため、ＰＬＬ回路が良好に動作するパラメータの最適値のマージン（範囲）は狭いものとなる。
【００１１】
また、上記構成では、ＰＬＬ回路の所定パラメータの調整値が、異なるアジマス角ごとに対応して用意されることになる。また、各アジマス角ごとの調整値としては、可変されるサーチ速度（倍速度）に対応した値が用意されることになる。
また、一定以上に高速な所定倍速度である高速倍速度に応じては、高速倍速度時において得られるアジマス角に起因する相対速度偏差と同等の相対速度偏差を有する倍速度を調整用倍速度として、この調整用倍速度のもとで、調整値を求めるようにされるが、これにより、実際に高速倍速度で再生動作を実行させなくとも、上記の高速倍速度に応じた調整値を得ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以降の説明は次の順序で行う。
１．テープストリーマドライブ
２．諸特性の説明
３．本実施の形態におけるＰＬＬ回路の調整方法
【００１３】
１．テープストリーマドライブ
図１は、本発明の実施の形態としてのＰＬＬ回路の調整方法が適用されるテープストリーマドライブの一構成例を示すブロック図である。この図に示すテープストリーマドライブ１は、装填されたテープカセットの磁気テープ２に対して、ヘリカルスキャン方式により記録／再生を行うようにされている。
回転ドラム３においては、その側面に対して、アジマス角の異なる２つの再生ヘッド４Ａ、４Ｂが互いに１８０°対向するようにして設けられると共に、２つの記録ヘッド５Ａ，５Ｂも互いに１８０°対向するようにして設けられる。
この回転ドラム３には、当該テープストリーマドライブ１に対応するテープカセット（図示せず）から引き出された磁気テープ２が巻き付けられる。そして、この回転ドラム３はドラムモータ２２により回転される。
また磁気テープ２を定速走行させるためのキャプスタン（ここでは図示せず）はキャプスタンモータ２３により回転駆動される。
【００１４】
またテープカセット内のリールハブ２Ａ，２Ｂは、それぞれリールモータ２４，２５により、順方向及び逆方向に回転駆動される。
ローディングモータ２６は、図示しないローディング機構を駆動し、磁気テープ２の回転ドラム３へのローディング／アンローディングを実行する。
【００１５】
ドラムモータ２２、キャプスタンモータ２３、リールモータ２４，２５、ローディングモータ２６は、それぞれメカドライバ２１からの電力印加により回転駆動される。メカドライバ２１はサーボコントローラ２０からの制御に基づいて各モータを駆動する。サーボコントローラ２０は各モータの回転速度制御を行って通常の記録再生時の走行や高速再生時のテープ走行、早送り、巻き戻し時のテープ走行、テープカセット装填動作、ローディング／アンローディング動作、テープテンション制御動作などを実行させる。
【００１６】
サーボコントローラ２０が各モータのサーボ制御を実行するために、例えば、ドラムモータ２２には、ＦＧ（Frequency Generator）２２ａ、及びＰＧ(Pulse Generator)２２ｂが設けられる。また、キャプスタンモータ２３、リールモータ２４，２５、ローディングモータ２６の各々に対しては、ＦＧ２３ａ，ＦＧ２４ａ，ＦＧ２５ａ，ＦＧ２６ａが設けられる。これら、ＦＧ、ＰＧから出力される信号によって、サーボコントローラ２０においては、各モータの回転情報が検出できるようになっている。
【００１７】
そしてサーボコントローラ２０はこれらＦＧ、ＰＧから得られるパルスに基づいて各モータの回転速度や回転位相差を判別することで、各モータの回転動作について目的とする回転速度や位相の誤差を検出し、その誤差分に相当する印加電力制御をメカドライバ２１に対して行うことで、回転速度制御を実現することができる。従って、記録／再生時の通常走行や、高速サーチ、早送り、巻き戻しなどの各種動作時に、サーボコントローラ２０はそれぞれの動作に応じた目標回転速度により各モータが回転されるように制御を行うようにされている。
【００１８】
また、上記サーボコントローラ２０はテープフォーマットコントローラ１１から内部バス２７を介してシステム全体の制御処理を実行するシステムコントローラ１９と双方向に通信可能に接続されている。
【００１９】
このテープストリーマドライブ１においては、データの入出力にＳＣＳＩコントローラ１６が設けられる。つまり外部とのデータの授受はＳＣＳＩ(Small Computer System Interface)が用いられる。例えばデータ記録時にはホストコンピュータ４０から、ＳＣＳＩバス３０−データの入出力にＳＣＳＩコントローラ１６を介してデータが入力され、インターナルバッファコントローラ１４に供給される。
【００２０】
インターナルバッファコントローラ１４では、入力されたデータについて、バッファメモリ１５を使用して一旦蓄積して、例えば単位データの時間軸的整合を図った後に、圧縮／伸長回路１３に対して供給する。
【００２１】
圧縮／伸長回路１３では、入力されたデータについて必要があれば、所定方式によって圧縮処理を施すようにされる。圧縮方式の一例として、例えばＬＺ符号による圧縮方式を採用するのであれば、この方式では過去に処理した文字列に対して専用のコードが割り与えられて辞書の形で格納される。そして、以降に入力される文字列と辞書の内容とが比較されて、入力データの文字列が辞書のコードと一致すればこの文字列データを辞書のコードに置き換えるようにしていく。辞書と一致しなかった入力文字列のデータは逐次新たなコードが与えられて辞書に登録されていく。このようにして入力文字列のデータを辞書に登録し、文字列データを辞書のコードに置き換えていくことによりデータ圧縮が行われるようにされる。
【００２２】
テープフォーマットコントローラ１１においては、圧縮／伸長回路１３の出力について、バッファメモリ１２を作業領域として使用してテープフォーマットに従った所要のデータ処理、信号処理を実行する。ここでは、例えば、エラー訂正符号の付加、サブコードの付加、同期信号の付加等を実行すると共に、最終的には、テープ対する磁気記録に適合した変調処理を施して、デジタルイコライザ／ビタビデコーダ１０に供給する。
【００２３】
デジタルイコライザ／ビタビデコーダ１０は、記録時においては、必要があれば入力データに対して所要のイコライジング処理を行って、記録データとしてＲＦ処理部８に出力する。
【００２４】
ＲＦ処理部８では供給された記録データについて記録イコライジング等の処理を施して磁気記録のための記録信号を生成し、記録アンプ９に供給する。記録アンプ９では、入力された記録信号について増幅を行って、ロータリートランス７を介して記録ヘッド５Ａ、５Ｂに供給する。これにより記録ヘッド５Ａ、５Ｂから磁気テープ２に対して磁気印加が行われ、データの記録が行われることになる。
【００２５】
また、データ再生動作について簡単に説明すると、磁気テープ２の記録データが再生ヘッド４Ａ、４ＢによりＲＦ再生信号として読み出される。その出力は、それぞれ再生アンプ６Ａ，６Ｂにて増幅された後、ロータリートランス７を介するようにして、ＲＦ処理部８に対して出力される。
ＲＦ処理部８においては、再生イコライジング、再生クロック生成、２値化などの処理が行われる。なお、ＲＦ処理部８内部の構成については後述する。
【００２６】
ＲＦ処理部８において２値化されたＲＦ再生信号は、デジタルイコライザ／ビタビデコーダ１０に出力され、ここで、例えばビタビ復号に適合した波形等価（イコライジング処理）及びビタビ復号処理が実行され、テープフォーマットコントローラ１１に供給される。
【００２７】
テープフォーマットコントローラ１１では、バッファメモリ１２を利用して、入力されたデータについての誤り訂正処理、サブコードの抽出等を行い、圧縮／伸長回路１３に出力する。
圧縮／伸長回路１３では、システムコントローラ１９の判断に基づいて、記録時に圧縮が施されたデータであればここでデータ伸長処理を行い、非圧縮データであればデータ伸長処理を行わずにそのままパスして出力する。
圧縮／伸長回路１３の出力データは、一旦、インターナルバッファコントローラ１４に供給される。インターナルバッファコントローラ１４では、バッファメモリ１５を使用して、例えば、入力データを所定のデータ単位に整えるなどして、ＳＣＳＩコントローラ１６に対して出力する。ＳＣＳＩコントローラ１６では、入力された再生データを、ＳＣＳＩバス３０を介してホストコンピュータ４０に対して出力する。
【００２８】
システムコントローラ１９はマイクロコンピュータ等を備えて成り、内部バス２７を介して、テープフォーマットコントローラ１１、圧縮／伸長回路１３、インターナルバッファコントローラ１４，ＳＣＳＩコントローラ１６、フラッシュＲＯＭ１７、ワークＲＡＭ１８と相互通信可能に接続されていることで、各機能回路部に対しての各種制御処理を実行する。なお、本実施の形態においては、後述するＲＦ処理部８内に備えられるＰＬＬ回路の各種パラメータを可変制御するためのパラメータ制御信号Ｓ１を出力可能とされている。
ここで、フラッシュＲＯＭ１７及びワークＲＡＭ１８には、システムコントローラ１９が各種処理に用いるデータが記憶される。フラッシュＲＯＭ２５には、システムコントローラ１９が実行すべき各種制御処理のためのプログラムや、各種制御値等が記憶される。特に本実施の形態においては、制御値が格納される領域として、ＰＬＬ調整値記憶領域１７ａが設けられる。
本実施の形態においては、後述するようにして、ＲＦ処理部８内のＰＬＬ回路の調整を製造時において行うのであるが、このときに得られた各種パラメータに関する所要の調整値が、ＰＬＬ調整値記憶領域１７ａに格納されるものである。
ワークＲＡＭ１８には、例えば、システムコントローラ１９が行った処理結果や演算値等が一時的に格納される。
【００２９】
なお、フラッシュＲＯＭ１７，ワークＲＡＭ１８は、システムコントローラ１９を構成するマイクロコンピュータの内部メモリとして構成してもよく、またバッファメモリ１２（又はバッファメモリ１５）の領域の一部をワークメモリとして用いる構成としてもよい。
【００３０】
ここで、図１におけるＲＦ処理部８の内部構成として、再生ＲＦ信号を２値化して出力する再生回路系の構成例を図２に示す。
ＲＦ処理部８としては、イコライザ６１、ＡＧＣ(Automatic Gain Controll)回路６２、ＰＬＬ回路６３、及びＡ／Ｄコンバータ６４が備えられる。
再生ヘッド４Ａ→再生アンプ６Ａ，及び再生ヘッド４Ｂ→再生アンプ６Ｂを介して出力された再生ＲＦ信号は、イコライザ６１にてイコライジング処理が行われた後ＡＧＣ回路６２によりゲイン調整が行われ、Ａ／Ｄコンバータ６４及びＰＬＬ回路６３に対して分岐して出力される。
Ａ／Ｄコンバータ６４では、入力された再生ＲＦ信号についてＡ／Ｄ変換することで２値化を行って、後段のデジタルイコライザ／ビタビデコーダ１０に対して出力する。
【００３１】
ＰＬＬ回路６３は、再生ＲＦ信号を入力することで、再生信号に同期した周波数のクロックを生成して出力する。ＰＬＬ回路６３は、例えば図のように、位相比較器７１、ローパスフィルタ７２、電庄制御発振器（ＶＣＯ）７４、および分周器７３とを備えて成る。
位相比較器７１は、イコライザ６１→ＡＧＣ回路６２を介した再生ＲＦ信号とと、分周器７３からの入力との位相を比較し、その位相誤差を出力する。ローパスフィルタ７２は、位相比較器７１の出力する位相誤差信号の位相を補償し、ＶＣＯ７４に出力する。ＶＣＯ７４は、ローパスフィルタ７２の出力に対応する位相のクロックを発生し、分周器７３に出力する。分周器７３は、ＶＣＯ７４から入力されるクロックを所定の値で分周し、分周した結果を位相比較器７１に出力している。
【００３２】
この場合、ＶＣＯ７４が出力するクロックは、ここではＡ／Ｄコンバータ６４のクロックとして供給されている。なお、ここでは、図示しないが、再生信号処理のための他の機能回路部に対しても、必要があれば分周などが行われて、クロックとして供給されるものである。
また、この図に示すＰＬＬ回路６３においては、システムコントローラ１９からのパラメータ制御信号Ｓ１に応じて、内部における所定の機能回路部における所定のパラメータを変更可能とされている。ここでは、特に変更可能なパラメータとしては、限定しないが、例えば、ＶＣＯ７４の中心周波数、ＬＰＦ７２の通過帯域特性などが挙げられる。
【００３３】
また、図３に記録時及び再生時の動作のイメージを示す。
テープカセットから引き出された磁気テープ２は、ガイドピン５１，５２，５３により、回転ドラム３に対して高さ方向に傾斜した状態で約９０°のラップ角で以て巻きつけられ、キャプスタン５４とピンチローラ５５によって定速で走行する。
【００３４】
また、図１に示したアジマス角が互いに異なる再生ヘッド４Ａ，４Ｂ及び記録ヘッド５Ａ，５Ｂは、実際にはアジマスベタ記録方式が採用されることで、図３に示すように、それぞれ互いに１８０°離れた状態で回転ドラムの周面上に配置されている。
【００３５】
回転ドラム３と磁気テープ２が上記のような位置関係にあることで、記録時において記録ヘッド５Ａ，５Ｂにより記録が行われる結果、図４に示すように、アジマス角度の異なるトラックＴＫ１ とトラックＴＫ２ が交互に形成されていく。また、ヘリカルスキャンとされていることで、これらトラックは、図のように斜め方向に記録されていくことになる。
【００３６】
また、通常再生時には、図３のように回転ドラム３に巻きつけられた磁気テープ２が走行されるとともに、回転ドラム３が回転されることで、再生ヘッド４Ａ，４Ｂが交互に、同じアジマス角の記録トラックをトレースしていくようにされる。これによって、トラックに記録されたデータが読み出されることになる。
【００３７】
２．諸特性の説明
ここで、本実施の形態としてのＰＬＬ回路の調整方法について説明する前に、その前提となるテープストリーマドライブとしての特性について述べておく。
【００３８】
図５は、本実施の形態のテープストリーマドライブ１により、定常速度（１倍速）で磁気テープ２をフォワード（ＦＷＤ）方向に送った場合のヘッドと磁気テープとの関係を概念的に示している。つまり、磁気テープ２に記録されるトラック角度を示すものである。
なお、以降の説明において、記録ヘッド５Ａ，５Ｂについて特に区別する必要の無いときは、記録ヘッド５と記述し、同様に、再生ヘッド４Ａ，４Ｂについても再生ヘッド４と記述する。
【００３９】
図５（ａ）は、記録ヘッド５が磁気テープ２に対してトレースを開始して、トラックの記録を開始する状態を示している。ここで、記録ヘッド５の軌跡としては、磁気テープ２の走行方向が図の矢印ａに示す方向であるとすると、例えば図５（ａ）の矢印ｂに示すものとなる。この矢印ｂに示す記録ヘッド５の軌跡は、例えば、回転ヘッドの取り付け角度（スチル角）により決まるものである。
【００４０】
図５（ｂ）は、記録ヘッド５が磁気テープ２に対するトレースを終了して、トラックの記録が終了した状態を示しているものとされる。
この図は、記録ヘッド５が磁気テープ２をトレースすることにより形成されるトラックは、磁気テープがＶｔの速度でもって走行していることにより、実際には矢印ｃに示す角度となって、矢印ｂである記録ヘッド５の軌跡よりも立ち上がる状態となることが示されている。
【００４１】
ここで、トラック長をＬ、回転ドラム３の線速度（ドラム線速度；ヘッド速度）をＶｈ、ドラム回転周期をＴとすると、磁気テープ２は回転ドラム３に対して９０°（＝３６０／４）のラップ角を有しているのであるから、トラック長Ｌは
Ｌ＝Ｖｈ・Ｔ／４・・（式１）
のようにして表される。
また、ドラム１／４回転（ヘッドが磁気テープをスキャンする期間）で磁気テープが走行する長さは、
Ｖｔ・Ｔ／４・・・（式２）
で表される。
【００４２】
また、上記図５（ｂ）について図５（ｃ）のようにベクトル図として置き換え、回転ドラムのスチル角（矢印ｂに対応）をθ0とし、ヘッド軌跡によって形成されるとしたトラック長をＬとすると、
トラック角（矢印ｃに対応）θrは、
【数１】
で表すことができる。
【００４３】
また、図５（ｂ）について、図５（ｄ）のようにベクトル図として置き換えて、矢印ｂをドラム回転速度Ｖｈとして扱えば、
【数２】
のようにして、磁気テープ２と記録ヘッド５との相対速度Ｖｒを求めることができる。つまり、この図５（ｄ）は、相対速度は、ドラム回転速度Ｖｈと一致するものではなく、ドラム回転速度Ｖｈとテープ走行速度Ｖｔのベクトル成分を合成したものが、相対速度となることを意味している。但し、１倍速ＦＷＤの条件では、テープ走行速度Ｖｔとドラム回転速度Ｖｈとについて
Ｖｔ≪Ｖｈ
の関係が得られるため、データ再生に関しては、相対速度Ｖｒ＝ドラム回転速度Ｖｈと扱ってよい。
【００４４】
ここで、上記各種演算に用いたパラメータの実際の値を示しておく。
Ｖｈ（＝Ｖｒ）＝６．６８ｍ／ｓ
Ｖｔ＝１１．５５ｍｍ／ｓ
θ0＝６°２１′０．５２″
θr＝６°２２′３９．６″
また、上記図５に示す関係は、記録ヘッド５によりトラック記録を行う場合に対応した説明となっているが、再生ヘッド４により１倍速ＦＷＤで通常再生を行う場合にも同様となる。つまり、で示す相対速度Ｖｒに対応する矢印ｂのヘッドスキャン軌跡によってトレース（スキャン）を行うことになる。
【００４５】
図６は、３倍速ＦＷＤの場合を示している。３倍速ＦＷＤは、定常速度よりも高速なサーチ動作となるが、本実施の形態のテープストリーマドライブにあっては、サーチ動作のなかでも低速サーチとして扱われる。このような低速サーチでは、ドラム回転速度Ｖｈは、定常再生時と同一の速度とされる。
【００４６】
ここで、３倍速ＦＷＤ時の相対速度をＶｒ3とすると、この相対速度Ｖｒ3は、図６（ａ）のようにして示すことができる。つまり、相対速度Ｖｒ3は、定常再生時と同一のドラム回転速度Ｖｈと、テープ走行速度３Ｖｔのベクトル成分の合成によって得られることになる。
これは、１倍速ＦＷＤ時の相対速度Ｖr1に対して、相対速度Ｖｒ3が低速となることを示している。また、このときの実際のヘッドスキャン角度は、図６（ａ）のθr3で表され、１倍速ＦＷＤ時のヘッドスキャン角度θr1よりも大きくなる。従って、図６（ｂ）に示すように、３倍速ＦＷＤ時のヘッドスキャン軌跡は、トラックＴＫの傾斜角よりも立ち上がることになる。
【００４７】
また、３倍速ＦＷＤ時においては、再生ヘッドが磁気テープをスキャンすることによって得られる再生信号は、模式的には図６（ｃ）に示すような再生ＲＦ信号の波形（エンベロープ）が得られる。これがいわゆるそろばん玉（菱形）状の波形といわれる。
このような波形となるのは、例えば再生ヘッドが倍速度に応じて或る複数のトラックを跨ぐことに起因する。つまり、ここで、スキャンを行ったのがプラスアジマスの再生ヘッドであるとすれば、マイナスアジマストラックを横切るときには振幅が小さくなり、次のプラスアジマストラックを横切るときには振幅が大きくなることで、図６（ｃ）に示す波形が得られるものである。
参考までに、図８に、１倍速ＦＷＤ時に得られる再生ＲＦ信号波形を示す。１倍速ＦＷＤ時においては、再生ヘッドがオントラック状態でトレースを行うことになるため、図のように、そろばん玉状とはならずに、１トラックをスキャンする期間にわたって、振幅がほぼ安定した波形が得られるものである。
【００４８】
また、図７に、３倍速による巻き戻し（３倍速ＲＶＳ）の場合を示す。このような低速の巻き戻しサーチにあっても、ドラム回転速度Ｖｈは、定常再生時と同一の速度とされる。
【００４９】
３倍速ＲＶＳ時の相対速度をＶｒ-3とすると、この相対速度Ｖｒ-3は、図７（ａ）のようにして、定常再生時と同一のドラム回転速度Ｖｈと、巻き戻し方向のテープ走行速度−３Ｖｔのベクトル成分の合成によって得られることになる。また、このときのヘッドスキャン角度は、θr-3によって示される。
ここでは、相対速度Ｖｒ-3は、１倍速ＦＷＤ時の相対速度Ｖr1よりも高速となり、かつ、ヘッドスキャン軌跡としては、ヘッドスキャン角度についてθr-3＜θr1となることで、図７（ｂ）にも示すように、１倍速ＦＷＤ時よりも寝た状態となることが示されるものである。
また、このときに得られる再生ＲＦ信号波形は、例えば図７（ｃ）に示すものとなる。つまり、図７（ｂ）に示したスキャン軌跡となることで、３倍速ＦＷＤ時よりも横断トラック数が増えることで、１ヘッドスキャンあたりに現れるそろばん玉状のエンベロープ波形の数も増えることになる。
【００５０】
続いて、図９に高速サーチ時の場合を示す。ここでは、５０倍速ＦＷＤ時の場合を示すこととする。
ここで、図９（ａ）は、ドラム回転速度Ｖｈについて定常再生時（１倍速ＦＷＤ時）と同一とした条件のもとで、テープ走行速度をＦＷＤ方向に５０倍した場合を示している。
【００５１】
これまでの説明からも分かるように、５０倍ＦＷＤ時の相対速度をＶr50とすれば、この相対速度Ｖr50は、ドラム回転速度Ｖｈとテープ走行速度５０Ｖｔのベクトル成分の合成によって得られることになる。
この場合、テープ走行速度５０Ｖｔとしてのベクトル成分が、１倍速ＦＷＤ時のテープ走行速度よりも著しく大きくなるので、相対速度Ｖr50は、低速サーチ時よりも遙かに小さくなる。この程度に相対速度が小さくなると、現実的には、ＲＦ処理部８内のＰＬＬ回路６３が追随できなくなる。また、巻き戻し（ＲＶＳ）方向の高速サーチにあっては、相対速度が著しく大きくなることで、やはりＰＬＬ回路６３が追随することが困難となる。
このため、図１に示したテープストリーマドライブ１では、所定倍速以上の高速サーチ時には、ドラム回転速度Ｖｈを変化させることで、高速サーチ時における相対速度が、通常再生時の相対速度と同等となるようにしている。
【００５２】
具体的に、上記図９（ａ）に例として示した５０倍速ＦＷＤ時であれば、図９（ｂ）に示すようにして、ドラム回転速度について、Ｖｈ５０で示される所定の高速度として、この時に得られる相対速度Ｖr50(correct)における相対速度Ｖｒと同一方向のベクトル成分Ａ（記録されたトラック方向成分に相当する）が、相対速度Ｖｒと同一となるようにしている。逆に、リバース方向の高速サーチ時には、ドラム回転速度を定常速度Ｖｈよりも低速にすることで相対速度を補正する。
一般的にいえば、或る高速サーチ時に得られる相対速度ＶｒN(correct)の相対速度Ｖｒと同一方向のベクトル成分Ａが相対速度Ｖｒと同一となるような、ドラム回転速度ＶｈN を決定すればよいものである。
【００５３】
また、アジマスベタ記録によりトラックが形成される場合においては、アジマス角による相対速度偏差が生じることも知られている。
図１０（ａ）には、互いに隣接する１対のプラスアジマストラックＴＫ１とマイナスアジマストラックＴＫ２とが示されているが、例えば、プラスアジマストラックＴＫ１に対して或るドラム回転速度によりヘッドが走査したとすれば、この図１０（ａ）に示す方向に対応するものとして、図１０（ｂ）のベクトルを得ることができる。そして、アジマス方向の速度エラー成分は、図１０（ｂ）に示すようにして得られることになる。この図に依れば、アジマス方向の速度エラー成分は、テープ走行速度（トラック横断方向速度成分）が大きくなるのに従って大きくなることが理解される。また、図１０（ｂ）はプラスアジマスについて示しているが、この図から自明なように、マイナスアジマスの速度エラー成分に関しては、プラスアジマスの場合と逆のベクトル方向に対して、テープ走行速度（トラック横断方向速度成分）が大きくなるのに従って大きくなることも理解される。
つまり、プラスアジマスとマイナスアジマス間速度エラー成分、つまり異なるアジマス間での相対速度偏差は、図１１に示すように、ＦＷＤ方向及びＲＶＳ方向への倍速度が増加するにつれて拡大するものである。この図に依れば、ＦＷＤ方向のサーチでは、高速となるのに従って、プラスアジマスは−方向に速度エラーが大きくなり、マイナスアジマスは＋方向に速度エラーが大きくなることが分かる。また、逆に、ＲＶＳ方向のサーチでは、高速となるのに従って、プラスアジマスは＋方向に速度エラーが大きくなり、マイナスアジマスは−方向に速度エラーが大きくなることが分かる。そして、例えば２００倍速ＦＷＤ時には、プラスアジマスは−２％、マイナスアジマスは＋２％の相対速度エラーとなり、２００倍速ＲＶＳ時には、プラスアジマスは＋２％、マイナスアジマスは−２％の相対速度エラーとなっている。
【００５４】
３．本実施の形態におけるＰＬＬ回路の調整方法
これまでの説明を前提とした上で、本実施の形態としてのＰＬＬ回路６３の調整方法について述べる。
先ず、ＰＬＬ回路６３を調整するのにあたっては、定常再生時だけではなく、定常再生時よりも高速にテープを送るサーチ時においても、良好なＰＬＬ回路の動作が得られるような的確な調整値を求める必要がある。また、定常再生時であっても、ディフェクトなどに起因する再生信号の振幅変動にも対応して良好な動作が得られるようにする必要がある。
ここで、先にも述べたように、調整時において、１倍速ＦＷＤによる通常再生を行って得られる再生信号をＰＬＬ回路６３に入力しても、この再生信号は安定した特性を有しているため、この時にＰＬＬ回路６３の動作が保証される調整値のマージンは広い。このため、サーチ時のような条件の厳しい信号波形が入力された場合にも対応した最適値を得ることが非常に困難とされる。
【００５５】
そこで、本実施の形態としては、例えば製造段階においてＰＬＬ回路６３の調整を行うのにあたり、定常再生速度（１倍速ＦＷＤ）により、調整用の磁気テープを走行させて得られる再生ＲＦ信号をＰＬＬ回路６３に入力するのではなく、定常再生速度よりも高速な或る倍速度により磁気テープを走行させる。これにより、ＰＬＬ回路６３に入力される再生ＲＦ信号は、図６及び図７にて説明したようなそろばん玉状の波形となって、定常再生時にはない振幅変動等の不利な特性を有することになる。
このような信号を入力した場合、ＰＬＬ回路６３における各種所要のパラメータの調整値として、ＰＬＬ回路６３が適正に動作する範囲は、極端に狭められることになる。従って、この条件で得た調整値によってパラメータを設定してＰＬＬ回路を動作させれば、ＰＬＬ回路６３としては、通常再生時を含めて、倍速再生時にも良好な動作が得られることになるわけである。また、このような厳しい条件の再生信号に基づいて調整を行ったことで、磁気テープのディフェクトに起因する再生信号の変動にも対応してＰＬＬ回路６３の動作を保証することができる。
本実施の形態においては、上記のようにして或る所定倍速度の再生信号をＰＬＬ回路に入力して調整を行うことが前提となる。
【００５６】
このうえで、本実施の形態としては、図１０及び図１１にて説明した高速サーチ時におけるアジマスによる相対速度偏差を補償するためのＰＬＬ回路６３の調整も行う。
そして、このアジマスによる相対速度偏差に対応してのＰＬＬ回路６３の調整としては、プラスアジマスとマイナスアジマスとでそれぞれ独立した調整値を得るようにする。更に、プラスアジマスとマイナスアジマスとで、所定の倍速度（ＦＷＤ／ＲＶＳ）ごとに対応した調整値を得るようにされる。
【００５７】
これらの調整値は、先に図１に示したフラッシュＲＯＭ１７内のＰＬＬ調整値記憶領域１７ａに対して格納される。そして、実際にテープストリーマドライブ１により再生を行う場合には、システムコントローラ１９の制御によって、ＰＬＬ調整値記憶領域１７ａに記憶されている調整値のうち、現在のテープ走行速度に対応する各種パラメータの調整値を読み出して、ＰＬＬ回路６３における各種パラメータの設定を行う。更にこの際、プラスアジマスに対応する再生ヘッド４Ａが磁気テープをトレースしているときには、プラスアジマスに対応する調整値に基づいてパラメータ設定を行い、マイナスアジマスに対応する再生ヘッド４Ａが磁気テープをトレースしているときには、マイナスアジマスに対応する調整値に基づいてパラメータ設定を行うようにするものである。
【００５８】
そして、実際にどのようにして、アジマスによる相対速度偏差に対応してＰＬＬ回路６３の調整を行うのかについて述べる。
アジマスによる相対速度偏差は、前述したように高速サーチ時に顕著となる。このため、アジマスによる相対速度偏差に対応したＰＬＬ回路の調整を行うとすれば、実際に求めるべき調整値に対応した倍速度で磁気テープを走行させて、このときに得られる再生信号に基づいて調整を行うようにすればよいように思われる。
しかし、このときの倍速度は高速の範囲に入るものであることから、実際には磁気テープが比較的短時間で巻き終わってしまい、調整時間が足りないという状況になってしまう。
【００５９】
そこで、本実施の形態においては、高速サーチとされる特定の倍速度時に得られる、アジマスに起因する相対速度偏差とほぼ一致する相対速度偏差が得られる低速サーチとされる倍速度時の再生信号をＰＬＬ回路６３に入力して調整を行うようにする。これは、プラスアジマスとマイナスアジマスとでそれぞれ行うようにする。
このような調整方法とすれば、テープ走行速度は異なるものの、補償対象である相対速度偏差は同一であるため、アジマスに起因する相対速度偏差補償のための調整値は的確に得られることになる。そして、テープ走行速度は、低速の倍速度とされたことで、調整時間も確保できることになる。
【００６０】
以下、アジマスに起因する相対速度偏差補償のための調整方法の具体例として、２００倍速ＦＷＤ時と、２００倍速ＲＶＳ時に対応した場合について説明する。
【００６１】
図１２は、当該テープストリーマドライブ１におけるテープ走行速度の倍速値ごとの所定のパラメータを試算した結果を示している。
この図におけるパラメータとしては、以下のようになっている。
倍速値：Ｎ（テープ送り（走行）速度倍速値）
ヘッド速度：Ｖｈ[m/s]（ドラム回転数とドラム直径から求められるヘッド周速）
ドラム傾き角：θ0[deg]（ドラム取り付け角＝ヘッドがスキャンする角度）
テープ速度：Ｖｔ[mm/s]（１倍速時のテープ送り速度）
１倍速時の相対速度：Ｖｒ[m/s]（１倍速テープ走行速度時のテープとヘッドの相対速度）
相対速度：Ｖｒｎ[m/s]（Ｎ倍速テープ走行速度時のテープとヘッドの相対速度）
相対速度偏差：（Ｖｒｎ−Ｖｒ）／Ｖｒ[％]（１倍速テープ走行速度時の相対速度を０とした偏差）
テープ上のヘッド軌跡角：θｒｎ[deg]（テープ上をヘッドが走行する角度）
補正後ヘッド速度：Ｖｈｎ[m/s]（相対速度を１倍速時と同じに保つための補正後のヘッド周速）
ヘッド速度補正量：（Ｖｈｎ−Ｖｈ）／Ｖｈ[％]（ヘッド速度の補正量）
また、この図では、倍速値Ｎとして、±１，±２，±３，±４，±５，±６，±７，±８，±９，±１０，±１１，±１２，±１３，±５０，±１００，±１５０，±２００が示されている。そしてここでは、±１〜±１３までの倍速値Ｎを低速サーチとして扱い、±５０〜±２００までの倍速値Ｎを高速サーチとして扱う。
【００６２】
図１２は、先に図５〜図１１により説明した事象を具体的に示しているものとみることができる。
例えば、図１２により、ヘッド速度は６．６７８６ｍ／ｓであるが、１倍速時の相対速度Ｖｒはテープ速度Ｖｔとの合成ベクトルになるので、若干低下して、Ｖｒ＝６．６６７１ｍ／ｓとなっている。
また、Ｎ倍速時の相対速度Ｖｎｒは、ＦＷＤ（＋）方向では小さくなり、ＲＶＳ（−）方向では高くなることが示される。
また、Ｎ倍速時のヘッド軌跡角θｒｎは、ＦＷＤ（＋）方向では角度が大きくなって立ち上がり、ＲＶＳ（−）方向では角度が小さくなって寝ていくことが示される。
また、Ｎ倍速時の相対速度Ｖｒｎを１倍速時相対速度Ｖｒと等しくするためにはドラム回転数を変化させるのであるが、例えば２００倍速ＦＷＤ（Ｎ＝＋２００）時にはヘッド回転速度を３４％程度増加させて８．９６２９ｍ／ｓにする必要のあることが示される。これに対して、２００倍速ＲＶＳ（Ｎ＝−２００）時にはヘッド回転速度を約−３４．５％に低下させて、４．３７１３８．９６２９ｍ／ｓにｍ／ｓにする必要のあることが示される。
なお、実際のテープストリーマドライブ１としてのセットにおいては、先にも述べたように、相対速度偏差に対応したドラム回転速度の補正は、低速サーチ時には特に行わず、例えばＮ＝±５０よりも高速となる高速サーチ時において行うものとされる。±２００倍速サーチ時に生じるアジマスに起因しての相対速度偏差（例えば±２．０％）は、このドラム回転速度の補正が行われた上で現れるものである。
【００６３】
ここで、本実施の形態のテープストリーマドライブ１において、２００倍速ＦＷＤ時と２００倍速ＲＶＳ時とでの速度偏差（速度エラー）が、図１１に示す結果であるとする。つまり、２００倍速ＦＷＤ時と２００倍速ＲＶＳ時とでは、それぞれ、プラスアジマスとマイナスアジマスとで、±２．０％の速度偏差が生じているものとする。
図１２によると、低速サーチとされる倍速値のなかで、＋２．０％に最も近い相対速度偏差を有するのは、−１１倍速（×１１ＲＶＳ）時の、２．０６６３％である。
また、低速サーチとされる倍速値のなかで、−２．０％に最も近い相対速度偏差を有するのは、＋１３倍速（×１３ＦＷＤ）時の、−２．０６５８％である。
【００６４】
従って、図１３（ａ）に示すように、アジマスに起因する相対速度偏差＋２．０％に対応して調整を行うための調整用サーチ速度は、×１１ＲＶＳとし、相対速度偏差−２．０％に対応して調整を行うための調整用サーチ速度は、×１３ＦＷＤとすればよいことになる。
【００６５】
そして、×１１ＲＶＳのテープ走行速度により調整された、ＰＬＬ回路６３における或るパラメータに対する調整値をPLL＿p2.0とし、×１３ＦＷＤのテープ走行速度により調整された、ＰＬＬ回路６３における同じパラメータに対する調整値をPLL＿m2.0とすれば、図１１に示した結果と照らし合わせた場合には、２００倍速ＦＷＤ時と２００倍速ＲＶＳ時とで、プラスアジマスとマイナスヘッドの各々に対応した調整値は、図１３（ｂ）に示すものとなる。
つまり、２００倍速ＦＷＤ時においては、プラスアジマスヘッドによる再生時にPLL＿m2.0の調整値を設定し、マイナスアジマスヘッドによる再生時にPLL＿p2.0の調整値を設定することになる。
また、２００倍速ＲＶＳ時においては、プラスアジマスヘッドによる再生時にPLL＿p2.0の調整値を設定し、マイナスアジマスヘッドによる再生時にPLL＿m2.0の調整値を設定するものである。
【００６６】
上記のようにして設定された調整値を、２００倍速ＦＷＤ時、２００倍速ＲＶＳ時にＰＬＬ回路６３に与えて内部のパラメータ変更を行うようにすれば、２００倍速サーチ時におけるＰＬＬ回路の動作を安定したものとすることが可能になる。
【００６７】
そして、これまで説明した２００倍速ＦＷＤ時、２００倍速ＲＶＳ時の場合における調整を、調整が必要とされるサーチ倍速ごとに行えば、先にも述べたように、可変される倍速ごとにプラスアジマスとマイナスアジマスとに対応した調整値が得られる。そして、これをＰＬＬ調整値記憶領域１７ａに対して記憶させるものである。これが本実施の形態の調整手順である。
【００６８】
ここで参考までに、上記図１２に示したパラメータのうち、相対速度Ｖｒｎ，テープ上のヘッド軌跡角θｒｎ，補正後のヘッド速度Ｖｈｎを得るための演算式を挙げておく。
相対速度Ｖｒｎについては、図１４（ａ）に示される、ヘッド速度Ｖｈ，ドラム傾き角θ0，１倍速時の相対速度Ｖｒ，Ｎ倍速時のテープ速度ＮＶｔ，Ｎ倍速時の相対速度Ｖｒｎの関係を、図１４（ｂ）に示す図形に置き換えたとして、
【数３】
により求めることができる。
また、テープ上のヘッド軌跡角θｒｎは、
【数４】
により求めることができる。
更に、補正後のヘッド速度Ｖｈｎは、
【数５】
によって求められる。
【００６９】
なお、上記実施の形態にあっては、調整値を求める際の評価関数、つまり、ＰＬＬ回路の動作状態を判定するための特性については言及していないが、本発明としては、ＰＬＬ回路の動作状態を判定し得る評価関数である限り特に限定されるものではない。一例としては、エラーレートや、デジタル信号段階でのＳＮ比などが挙げられる。
【００７０】
また、本発明としての調整方法の概念は、上記したテープストリーマドライブ１の構成に対してのみ適用されるものではなく、ヘリカルスキャンによりテープ状記録媒体に対して再生を行うことのできるテープドライブ装置に対して適用が可能である。例えば先に本出願人により、テープカセットに管理情報を記憶するメモリ素子を備えたテープストリーマドライブも提案されているが、このような装置に対しても適用が可能である。また、磁気記録に限定されるものではなく、例えば将来的に、光学的手段を用いて記録再生が行われるようなテープドライブ装置に対しても適用は可能とされる。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、ヘリカルスキャン方式によりテープ状記録媒体に対して再生を行うテープドライブ装置におけるＰＬＬ回路の調整として、通常再生よりも高速な倍速度時に得られる再生信号を入力して調整を行うようにされる。このようにして得られる調整値は、適正値となるマージンが狭い条件の下で得られるため、通常再生時に対してはもちろんのこと、再生信号の特性が不安定となる倍速サーチ時やテープのディフェクトに対しても、安定したＰＬＬ回路の動作が得られることになる。
【００７２】
また、可変された所定倍速度ごとに、例えばプラスアジマスとマイナスアジマスのそれぞれに対応した調整値を求めるようにすれば、アジマス角及び倍速度に対応したＰＬＬ回路の動作を補償することができる。
ここで、特に高速サーチ時におけるプラスアジマスとマイナスアジマスの相違に起因する相対速度偏差に対応してＰＬＬ回路の動作を補償するために、或る高速サーチに対応するテープ走行速度よりも低速な倍速テープ再生速度のうちから、相対速度偏差が同等の倍速度を選んで、この選択した倍速度によって調整を行うようにすれば、上記アジマス角の相違に起因する相対速度偏差に対する調整は、実際の高速なサーチ再生時と同様の条件で行うことができると共に、テープ走行速度が実際のサーチ速度よりも低速となったことで、テープが巻終わるまでの時間も長くなるため、調整時間を確保することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態のテープストリーマドライブの構成例を示すブロック図である。
【図２】ＲＦ処理部内の再生系の構成例を示すブロック図である。
【図３】回転ヘッドに対するテープの巻き付け状態を概念的に示す平面図である。
【図４】磁気テープに形成されるトラックを概念的に示す説明図である。
【図５】１倍速ＦＷＤ時のテープとヘッドとの関係を示す説明図である。
【図６】３倍速ＦＷＤ時のテープとヘッドとの関係、及びこの条件で得られる再生ＲＦ信号のエンベロープを示す説明図である。
【図７】３倍速ＲＶＳ時のテープとヘッドとの関係、及びこの条件で得られる再生ＲＦ信号のエンベロープを示す説明図である。
【図８】１倍速ＦＷＤ時に得られる再生ＲＦ信号のエンベロープを概念的に示す説明図である。
【図９】５０倍速以上の高速サーチ時のテープとヘッドとの関係、及び相対速度補正のためのドラム回転速度可変を概念的に示す説明図である。である。
【図１０】アジマス角に起因する速度エラー（相対速度偏差）の発生を示す説明図である。
【図１１】倍速度に応じての、アジマス角に起因する速度エラー（相対速度偏差）の傾向を示す説明図である。
【図１２】
本実施の形態のテープストリーマドライブにおける各パラメータの試算結果を示す説明図である。
【図１３】２００倍速ＦＷＤ，ＲＶＳ時に対応しての、調整用サーチ速度の選択、及び調整値の適用を示す説明図である。
【図１４】相対速度Ｖｒｎを求める演算式の根拠となる図形を示す説明図である。
【符号の説明】
１ テープストリーマドライブ、２ 磁気テープ、２Ａ，２Ｂ リールハブ、３ 回転ドラム、４Ａ，４Ｂ 再生ヘッド、５Ａ，５Ｂ 記録ヘッド、６Ａ，６Ｂ、再生アンプ、７ ロータリートランス、８ ＲＦ処理部、９ 記録アンプ、１０ デジタルイコライザ／ビタビデコーダ、１１ テープフォーマットコントローラ、１２ バッファメモリ、１３ 圧縮／伸長回路、１４ インターナルバッファコントローラ、１５ バッファメモリ、１６ ＳＣＳＩコントローラ、１７ フラッシュＲＯＭ、１７ａ ＰＬＬ調整値記憶領域、１８ ワークＲＡＭ、１９ システムコントローラ、２０ サーボコントローラ、２１ メカドライバ、２２ ドラムモータ、２３ キャプスタンモータ、２４，２５ リールモータ、２６ ローディングモータ、２２ａ〜２６ａ ＦＧ、２２ｂ ＰＧ、２７ 内部バス、３０ ＳＣＳＩバス、４０ ホストコンピュータ、５１ ガイドピン、５４ キャプスタン、５５ ピンチローラ、６１ イコライザ、６２ ＡＧＣ回路、６３ ＰＬＬ回路、６４ Ａ／Ｄコンバータ、７１ 位相比較器、７２ ローパスフィルタ、７３ 分周器、７４ ＶＣＯ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヘリカルスキャン方式によりテープ状記録媒体に対応して再生が可能なテープドライブ装置の調整方法に関するもので、特に、再生信号に同期したクロックを抽出するＰＬＬ(Phase Locked Loop)回路の調整に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば磁気テープに対してデジタルオーディオデータを記録再生するデジタルオーディオテーププレーヤ（ＤＡＴレコーダ／プレーヤ）や、同じく磁気テープを用いたＤＡＴシステムをコンピュータ用のデータのストレージシステムとして用いるようにし、コンピュータデータの記録再生を行うようにしたデジタルデータストレージ機器（ＤＤＳ機器）が開発されている。
【０００３】
これらの装置では回転ドラムに例えば９０°のラップ角で磁気テープを巻装させた状態でテープを走行させるとともに、回転ドラムを回転させて、回転ドラム上の磁気ヘッドを用いてヘリカルスキャン方式で記録／再生走査を行なうことで高密度記録を可能にしている。なお、本明細書では、以降、このようなテープ状記録媒体に対応してデータの記録再生を行う機器について、「テープストリーマドライブ」ともいうことにする。
【０００４】
このようなテープストリーマドライブにあっては、磁気テープから読み出した再生信号に同期したクロックを抽出するために、ＰＬＬ回路が備えられる。
このようなＰＬＬ回路については、適正な再生動作が得られるように、例えば製造時において、中心周波数やＬＰＦ（Low Pass Filter）の通過帯域特性等の各種パラメータについての調整を行うようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、ヘリカルスキャン方式のテープストリーマドライブに使用されるＰＬＬ回路としては、次のような性能が要求される。
１つには、定常再生時におけるメディアディフェクト（磁気テープの損傷など）、及び通常再生よりも高速にテープを送るサーチ時における、いわゆるそろばん玉（菱形）状の再生信号波形による振幅変動等に対する耐性が要求される。
また、ヘリカルスキャン方式のテープストリーマドライブにあっては、プラスとマイナスでアジマス角が異なるトラックが交互にテープに記録されるのであるが、サーチ速度が高速になっていくのに従って、アジマスの相違に起因して相対速度差が拡大していくことが分かっている。このため、安定的なサーチ動作を得るためには、アジマスに起因する相対速度差に対する耐性が、可変されるサーチ速度ごとに対応して要求されるものである。
これらの性能は、例えばディスクメディアにおいては、再生信号の振幅が常に安定しており、かつ、速度偏差も生じないので、ディスクメディアの再生系に使用されるＰＬＬ回路には要求されないもので、テープストリーマドライブに特有となるものである。
【０００６】
従来、ＰＬＬ回路の調整に際しては、テープストリーマドライブにより通常の１倍速によりフォワード方向の再生を行って、この時に得られる定常再生信号をＰＬＬ回路に入力していた。
但し、実際には、このような定常再生信号を用いた調整では、上記のような性能を満たすようにして、ＰＬＬ回路の性能を最適化することは非常に困難となる。
これは、定常再生信号というのは、振幅も非常に安定しており、かつテープとヘッドの速度偏差も非常に僅かなものとなる理想に近い信号であるため、ＰＬＬの動作が良好となる調整範囲は広くなってしまい、上記のような厳しい条件に適合する調整値をピンポイント的に特定できないことに起因するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は上記した課題を考慮して、テープストリーマドライブのＰＬＬ回路が満たすべき諸条件に適合した調整値が出来るだけ正確に得られるようにして、より良好なＰＬＬ回路の動作が得られるようにすることを目的とする。
【０００８】
このため、ヘリカルスキャン方式によりトラックが記録されるテープ状記録媒体に対応して少なくとも再生を行うことのできるテープドライブ装置に備えられ、テープ状記録媒体から読み出された再生データに同期したクロックを抽出するＰＬＬ回路における所要のパラメータを調整するためのテープドライブ装置の調整方法として次のように構成することとした。
つまり、テープドライブ装置に対して、通常再生時のテープ走行速度よりも高速なテープ走行速度において、所定のテープ走行速度ごとに応じて再生動作を実行させる再生ステップと、所定のテープ走行速度ごとに応じた再生動作のもとで、アジマス角ごとに対応して、テープ状記録媒体から読み出される再生信号をＰＬＬ回路に入力する再生信号入力ステップと、ＰＬＬ回路に対して再生信号が入力されている状態の下で、所要のパラメータの調整値を求める調整ステップとを行い、通常再生時のテープ走行速度よりも高速な倍速度における一定以上の所定の倍速度である高速倍速度に対応する所要のパラメータの調整値を求める際には、再生ステップは、高速倍速度よりも低速な倍速度のうちから、高速倍速度時において得られるアジマス角に起因する相対速度偏差と同等の相対速度偏差を有する倍速度を調整用倍速度として選択し、この調整用倍速度による再生動作を実行させるように構成することとした。
【０００９】
上記構成によれば、ＰＬＬ回路の調整に際しては、通常再生速度よりも高速な或る倍速度によりテープ状記録媒体を再生して得られる再生信号を入力することになる。倍速度時に得られる再生信号は、通常再生時に得られる信号よりも、ＰＬＬ回路の動作からみれば条件的に厳しいものとなるため、ＰＬＬ回路が良好に動作するパラメータの最適値のマージン（範囲）は狭いものとなる。
【００１１】
また、上記構成では、ＰＬＬ回路の所定パラメータの調整値が、異なるアジマス角ごとに対応して用意されることになる。また、各アジマス角ごとの調整値としては、可変されるサーチ速度（倍速度）に対応した値が用意されることになる。
また、一定以上に高速な所定倍速度である高速倍速度に応じては、高速倍速度時において得られるアジマス角に起因する相対速度偏差と同等の相対速度偏差を有する倍速度を調整用倍速度として、この調整用倍速度のもとで、調整値を求めるようにされるが、これにより、実際に高速倍速度で再生動作を実行させなくとも、上記の高速倍速度に応じた調整値を得ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以降の説明は次の順序で行う。
１．テープストリーマドライブ
２．諸特性の説明
３．本実施の形態におけるＰＬＬ回路の調整方法
【００１３】
１．テープストリーマドライブ
図１は、本発明の実施の形態としてのＰＬＬ回路の調整方法が適用されるテープストリーマドライブの一構成例を示すブロック図である。この図に示すテープストリーマドライブ１は、装填されたテープカセットの磁気テープ２に対して、ヘリカルスキャン方式により記録／再生を行うようにされている。
回転ドラム３においては、その側面に対して、アジマス角の異なる２つの再生ヘッド４Ａ、４Ｂが互いに１８０°対向するようにして設けられると共に、２つの記録ヘッド５Ａ，５Ｂも互いに１８０°対向するようにして設けられる。
この回転ドラム３には、当該テープストリーマドライブ１に対応するテープカセット（図示せず）から引き出された磁気テープ２が巻き付けられる。そして、この回転ドラム３はドラムモータ２２により回転される。
また磁気テープ２を定速走行させるためのキャプスタン（ここでは図示せず）はキャプスタンモータ２３により回転駆動される。
【００１４】
またテープカセット内のリールハブ２Ａ，２Ｂは、それぞれリールモータ２４，２５により、順方向及び逆方向に回転駆動される。
ローディングモータ２６は、図示しないローディング機構を駆動し、磁気テープ２の回転ドラム３へのローディング／アンローディングを実行する。
【００１５】
ドラムモータ２２、キャプスタンモータ２３、リールモータ２４，２５、ローディングモータ２６は、それぞれメカドライバ２１からの電力印加により回転駆動される。メカドライバ２１はサーボコントローラ２０からの制御に基づいて各モータを駆動する。サーボコントローラ２０は各モータの回転速度制御を行って通常の記録再生時の走行や高速再生時のテープ走行、早送り、巻き戻し時のテープ走行、テープカセット装填動作、ローディング／アンローディング動作、テープテンション制御動作などを実行させる。
【００１６】
サーボコントローラ２０が各モータのサーボ制御を実行するために、例えば、ドラムモータ２２には、ＦＧ（Frequency Generator）２２ａ、及びＰＧ(Pulse Generator)２２ｂが設けられる。また、キャプスタンモータ２３、リールモータ２４，２５、ローディングモータ２６の各々に対しては、ＦＧ２３ａ，ＦＧ２４ａ，ＦＧ２５ａ，ＦＧ２６ａが設けられる。これら、ＦＧ、ＰＧから出力される信号によって、サーボコントローラ２０においては、各モータの回転情報が検出できるようになっている。
【００１７】
そしてサーボコントローラ２０はこれらＦＧ、ＰＧから得られるパルスに基づいて各モータの回転速度や回転位相差を判別することで、各モータの回転動作について目的とする回転速度や位相の誤差を検出し、その誤差分に相当する印加電力制御をメカドライバ２１に対して行うことで、回転速度制御を実現することができる。従って、記録／再生時の通常走行や、高速サーチ、早送り、巻き戻しなどの各種動作時に、サーボコントローラ２０はそれぞれの動作に応じた目標回転速度により各モータが回転されるように制御を行うようにされている。
【００１８】
また、上記サーボコントローラ２０はテープフォーマットコントローラ１１から内部バス２７を介してシステム全体の制御処理を実行するシステムコントローラ１９と双方向に通信可能に接続されている。
【００１９】
このテープストリーマドライブ１においては、データの入出力にＳＣＳＩコントローラ１６が設けられる。つまり外部とのデータの授受はＳＣＳＩ(Small Computer System Interface)が用いられる。例えばデータ記録時にはホストコンピュータ４０から、ＳＣＳＩバス３０−データの入出力にＳＣＳＩコントローラ１６を介してデータが入力され、インターナルバッファコントローラ１４に供給される。
【００２０】
インターナルバッファコントローラ１４では、入力されたデータについて、バッファメモリ１５を使用して一旦蓄積して、例えば単位データの時間軸的整合を図った後に、圧縮／伸長回路１３に対して供給する。
【００２１】
圧縮／伸長回路１３では、入力されたデータについて必要があれば、所定方式によって圧縮処理を施すようにされる。圧縮方式の一例として、例えばＬＺ符号による圧縮方式を採用するのであれば、この方式では過去に処理した文字列に対して専用のコードが割り与えられて辞書の形で格納される。そして、以降に入力される文字列と辞書の内容とが比較されて、入力データの文字列が辞書のコードと一致すればこの文字列データを辞書のコードに置き換えるようにしていく。辞書と一致しなかった入力文字列のデータは逐次新たなコードが与えられて辞書に登録されていく。このようにして入力文字列のデータを辞書に登録し、文字列データを辞書のコードに置き換えていくことによりデータ圧縮が行われるようにされる。
【００２２】
テープフォーマットコントローラ１１においては、圧縮／伸長回路１３の出力について、バッファメモリ１２を作業領域として使用してテープフォーマットに従った所要のデータ処理、信号処理を実行する。ここでは、例えば、エラー訂正符号の付加、サブコードの付加、同期信号の付加等を実行すると共に、最終的には、テープ対する磁気記録に適合した変調処理を施して、デジタルイコライザ／ビタビデコーダ１０に供給する。
【００２３】
デジタルイコライザ／ビタビデコーダ１０は、記録時においては、必要があれば入力データに対して所要のイコライジング処理を行って、記録データとしてＲＦ処理部８に出力する。
【００２４】
ＲＦ処理部８では供給された記録データについて記録イコライジング等の処理を施して磁気記録のための記録信号を生成し、記録アンプ９に供給する。記録アンプ９では、入力された記録信号について増幅を行って、ロータリートランス７を介して記録ヘッド５Ａ、５Ｂに供給する。これにより記録ヘッド５Ａ、５Ｂから磁気テープ２に対して磁気印加が行われ、データの記録が行われることになる。
【００２５】
また、データ再生動作について簡単に説明すると、磁気テープ２の記録データが再生ヘッド４Ａ、４ＢによりＲＦ再生信号として読み出される。その出力は、それぞれ再生アンプ６Ａ，６Ｂにて増幅された後、ロータリートランス７を介するようにして、ＲＦ処理部８に対して出力される。
ＲＦ処理部８においては、再生イコライジング、再生クロック生成、２値化などの処理が行われる。なお、ＲＦ処理部８内部の構成については後述する。
【００２６】
ＲＦ処理部８において２値化されたＲＦ再生信号は、デジタルイコライザ／ビタビデコーダ１０に出力され、ここで、例えばビタビ復号に適合した波形等価（イコライジング処理）及びビタビ復号処理が実行され、テープフォーマットコントローラ１１に供給される。
【００２７】
テープフォーマットコントローラ１１では、バッファメモリ１２を利用して、入力されたデータについての誤り訂正処理、サブコードの抽出等を行い、圧縮／伸長回路１３に出力する。
圧縮／伸長回路１３では、システムコントローラ１９の判断に基づいて、記録時に圧縮が施されたデータであればここでデータ伸長処理を行い、非圧縮データであればデータ伸長処理を行わずにそのままパスして出力する。
圧縮／伸長回路１３の出力データは、一旦、インターナルバッファコントローラ１４に供給される。インターナルバッファコントローラ１４では、バッファメモリ１５を使用して、例えば、入力データを所定のデータ単位に整えるなどして、ＳＣＳＩコントローラ１６に対して出力する。ＳＣＳＩコントローラ１６では、入力された再生データを、ＳＣＳＩバス３０を介してホストコンピュータ４０に対して出力する。
【００２８】
システムコントローラ１９はマイクロコンピュータ等を備えて成り、内部バス２７を介して、テープフォーマットコントローラ１１、圧縮／伸長回路１３、インターナルバッファコントローラ１４，ＳＣＳＩコントローラ１６、フラッシュＲＯＭ１７、ワークＲＡＭ１８と相互通信可能に接続されていることで、各機能回路部に対しての各種制御処理を実行する。なお、本実施の形態においては、後述するＲＦ処理部８内に備えられるＰＬＬ回路の各種パラメータを可変制御するためのパラメータ制御信号Ｓ１を出力可能とされている。
ここで、フラッシュＲＯＭ１７及びワークＲＡＭ１８には、システムコントローラ１９が各種処理に用いるデータが記憶される。フラッシュＲＯＭ２５には、システムコントローラ１９が実行すべき各種制御処理のためのプログラムや、各種制御値等が記憶される。特に本実施の形態においては、制御値が格納される領域として、ＰＬＬ調整値記憶領域１７ａが設けられる。
本実施の形態においては、後述するようにして、ＲＦ処理部８内のＰＬＬ回路の調整を製造時において行うのであるが、このときに得られた各種パラメータに関する所要の調整値が、ＰＬＬ調整値記憶領域１７ａに格納されるものである。
ワークＲＡＭ１８には、例えば、システムコントローラ１９が行った処理結果や演算値等が一時的に格納される。
【００２９】
なお、フラッシュＲＯＭ１７，ワークＲＡＭ１８は、システムコントローラ１９を構成するマイクロコンピュータの内部メモリとして構成してもよく、またバッファメモリ１２（又はバッファメモリ１５）の領域の一部をワークメモリとして用いる構成としてもよい。
【００３０】
ここで、図１におけるＲＦ処理部８の内部構成として、再生ＲＦ信号を２値化して出力する再生回路系の構成例を図２に示す。
ＲＦ処理部８としては、イコライザ６１、ＡＧＣ(Automatic Gain Controll)回路６２、ＰＬＬ回路６３、及びＡ／Ｄコンバータ６４が備えられる。
再生ヘッド４Ａ→再生アンプ６Ａ，及び再生ヘッド４Ｂ→再生アンプ６Ｂを介して出力された再生ＲＦ信号は、イコライザ６１にてイコライジング処理が行われた後ＡＧＣ回路６２によりゲイン調整が行われ、Ａ／Ｄコンバータ６４及びＰＬＬ回路６３に対して分岐して出力される。
Ａ／Ｄコンバータ６４では、入力された再生ＲＦ信号についてＡ／Ｄ変換することで２値化を行って、後段のデジタルイコライザ／ビタビデコーダ１０に対して出力する。
【００３１】
ＰＬＬ回路６３は、再生ＲＦ信号を入力することで、再生信号に同期した周波数のクロックを生成して出力する。ＰＬＬ回路６３は、例えば図のように、位相比較器７１、ローパスフィルタ７２、電庄制御発振器（ＶＣＯ）７４、および分周器７３とを備えて成る。
位相比較器７１は、イコライザ６１→ＡＧＣ回路６２を介した再生ＲＦ信号とと、分周器７３からの入力との位相を比較し、その位相誤差を出力する。ローパスフィルタ７２は、位相比較器７１の出力する位相誤差信号の位相を補償し、ＶＣＯ７４に出力する。ＶＣＯ７４は、ローパスフィルタ７２の出力に対応する位相のクロックを発生し、分周器７３に出力する。分周器７３は、ＶＣＯ７４から入力されるクロックを所定の値で分周し、分周した結果を位相比較器７１に出力している。
【００３２】
この場合、ＶＣＯ７４が出力するクロックは、ここではＡ／Ｄコンバータ６４のクロックとして供給されている。なお、ここでは、図示しないが、再生信号処理のための他の機能回路部に対しても、必要があれば分周などが行われて、クロックとして供給されるものである。
また、この図に示すＰＬＬ回路６３においては、システムコントローラ１９からのパラメータ制御信号Ｓ１に応じて、内部における所定の機能回路部における所定のパラメータを変更可能とされている。ここでは、特に変更可能なパラメータとしては、限定しないが、例えば、ＶＣＯ７４の中心周波数、ＬＰＦ７２の通過帯域特性などが挙げられる。
【００３３】
また、図３に記録時及び再生時の動作のイメージを示す。
テープカセットから引き出された磁気テープ２は、ガイドピン５１，５２，５３により、回転ドラム３に対して高さ方向に傾斜した状態で約９０°のラップ角で以て巻きつけられ、キャプスタン５４とピンチローラ５５によって定速で走行する。
【００３４】
また、図１に示したアジマス角が互いに異なる再生ヘッド４Ａ，４Ｂ及び記録ヘッド５Ａ，５Ｂは、実際にはアジマスベタ記録方式が採用されることで、図３に示すように、それぞれ互いに１８０°離れた状態で回転ドラムの周面上に配置されている。
【００３５】
回転ドラム３と磁気テープ２が上記のような位置関係にあることで、記録時において記録ヘッド５Ａ，５Ｂにより記録が行われる結果、図４に示すように、アジマス角度の異なるトラックＴＫ１ とトラックＴＫ２ が交互に形成されていく。また、ヘリカルスキャンとされていることで、これらトラックは、図のように斜め方向に記録されていくことになる。
【００３６】
また、通常再生時には、図３のように回転ドラム３に巻きつけられた磁気テープ２が走行されるとともに、回転ドラム３が回転されることで、再生ヘッド４Ａ，４Ｂが交互に、同じアジマス角の記録トラックをトレースしていくようにされる。これによって、トラックに記録されたデータが読み出されることになる。
【００３７】
２．諸特性の説明
ここで、本実施の形態としてのＰＬＬ回路の調整方法について説明する前に、その前提となるテープストリーマドライブとしての特性について述べておく。
【００３８】
図５は、本実施の形態のテープストリーマドライブ１により、定常速度（１倍速）で磁気テープ２をフォワード（ＦＷＤ）方向に送った場合のヘッドと磁気テープとの関係を概念的に示している。つまり、磁気テープ２に記録されるトラック角度を示すものである。
なお、以降の説明において、記録ヘッド５Ａ，５Ｂについて特に区別する必要の無いときは、記録ヘッド５と記述し、同様に、再生ヘッド４Ａ，４Ｂについても再生ヘッド４と記述する。
【００３９】
図５（ａ）は、記録ヘッド５が磁気テープ２に対してトレースを開始して、トラックの記録を開始する状態を示している。ここで、記録ヘッド５の軌跡としては、磁気テープ２の走行方向が図の矢印ａに示す方向であるとすると、例えば図５（ａ）の矢印ｂに示すものとなる。この矢印ｂに示す記録ヘッド５の軌跡は、例えば、回転ヘッドの取り付け角度（スチル角）により決まるものである。
【００４０】
図５（ｂ）は、記録ヘッド５が磁気テープ２に対するトレースを終了して、トラックの記録が終了した状態を示しているものとされる。
この図は、記録ヘッド５が磁気テープ２をトレースすることにより形成されるトラックは、磁気テープがＶｔの速度でもって走行していることにより、実際には矢印ｃに示す角度となって、矢印ｂである記録ヘッド５の軌跡よりも立ち上がる状態となることが示されている。
【００４１】
ここで、トラック長をＬ、回転ドラム３の線速度（ドラム線速度；ヘッド速度）をＶｈ、ドラム回転周期をＴとすると、磁気テープ２は回転ドラム３に対して９０°（＝３６０／４）のラップ角を有しているのであるから、トラック長Ｌは
Ｌ＝Ｖｈ・Ｔ／４・・（式１）
のようにして表される。
また、ドラム１／４回転（ヘッドが磁気テープをスキャンする期間）で磁気テープが走行する長さは、
Ｖｔ・Ｔ／４・・・（式２）
で表される。
【００４２】
また、上記図５（ｂ）について図５（ｃ）のようにベクトル図として置き換え、回転ドラムのスチル角（矢印ｂに対応）をθ0とし、ヘッド軌跡によって形成されるとしたトラック長をＬとすると、
トラック角（矢印ｃに対応）θrは、
【数１】
【００４３】
また、図５（ｂ）について、図５（ｄ）のようにベクトル図として置き換えて、矢印ｂをドラム回転速度Ｖｈとして扱えば、
【数２】
Ｖｔ≪Ｖｈ
の関係が得られるため、データ再生に関しては、相対速度Ｖｒ＝ドラム回転速度Ｖｈと扱ってよい。
【００４４】
ここで、上記各種演算に用いたパラメータの実際の値を示しておく。
Ｖｈ（＝Ｖｒ）＝６．６８ｍ／ｓ
Ｖｔ＝１１．５５ｍｍ／ｓ
θ0＝６°２１′０．５２″
θr＝６°２２′３９．６″
また、上記図５に示す関係は、記録ヘッド５によりトラック記録を行う場合に対応した説明となっているが、再生ヘッド４により１倍速ＦＷＤで通常再生を行う場合にも同様となる。つまり、で示す相対速度Ｖｒに対応する矢印ｂのヘッドスキャン軌跡によってトレース（スキャン）を行うことになる。
【００４５】
図６は、３倍速ＦＷＤの場合を示している。３倍速ＦＷＤは、定常速度よりも高速なサーチ動作となるが、本実施の形態のテープストリーマドライブにあっては、サーチ動作のなかでも低速サーチとして扱われる。このような低速サーチでは、ドラム回転速度Ｖｈは、定常再生時と同一の速度とされる。
【００４６】
ここで、３倍速ＦＷＤ時の相対速度をＶｒ3とすると、この相対速度Ｖｒ3は、図６（ａ）のようにして示すことができる。つまり、相対速度Ｖｒ3は、定常再生時と同一のドラム回転速度Ｖｈと、テープ走行速度３Ｖｔのベクトル成分の合成によって得られることになる。
これは、１倍速ＦＷＤ時の相対速度Ｖr1に対して、相対速度Ｖｒ3が低速となることを示している。また、このときの実際のヘッドスキャン角度は、図６（ａ）のθr3で表され、１倍速ＦＷＤ時のヘッドスキャン角度θr1よりも大きくなる。従って、図６（ｂ）に示すように、３倍速ＦＷＤ時のヘッドスキャン軌跡は、トラックＴＫの傾斜角よりも立ち上がることになる。
【００４７】
また、３倍速ＦＷＤ時においては、再生ヘッドが磁気テープをスキャンすることによって得られる再生信号は、模式的には図６（ｃ）に示すような再生ＲＦ信号の波形（エンベロープ）が得られる。これがいわゆるそろばん玉（菱形）状の波形といわれる。
このような波形となるのは、例えば再生ヘッドが倍速度に応じて或る複数のトラックを跨ぐことに起因する。つまり、ここで、スキャンを行ったのがプラスアジマスの再生ヘッドであるとすれば、マイナスアジマストラックを横切るときには振幅が小さくなり、次のプラスアジマストラックを横切るときには振幅が大きくなることで、図６（ｃ）に示す波形が得られるものである。
参考までに、図８に、１倍速ＦＷＤ時に得られる再生ＲＦ信号波形を示す。１倍速ＦＷＤ時においては、再生ヘッドがオントラック状態でトレースを行うことになるため、図のように、そろばん玉状とはならずに、１トラックをスキャンする期間にわたって、振幅がほぼ安定した波形が得られるものである。
【００４８】
また、図７に、３倍速による巻き戻し（３倍速ＲＶＳ）の場合を示す。このような低速の巻き戻しサーチにあっても、ドラム回転速度Ｖｈは、定常再生時と同一の速度とされる。
【００４９】
３倍速ＲＶＳ時の相対速度をＶｒ-3とすると、この相対速度Ｖｒ-3は、図７（ａ）のようにして、定常再生時と同一のドラム回転速度Ｖｈと、巻き戻し方向のテープ走行速度−３Ｖｔのベクトル成分の合成によって得られることになる。また、このときのヘッドスキャン角度は、θr-3によって示される。
ここでは、相対速度Ｖｒ-3は、１倍速ＦＷＤ時の相対速度Ｖr1よりも高速となり、かつ、ヘッドスキャン軌跡としては、ヘッドスキャン角度についてθr-3＜θr1となることで、図７（ｂ）にも示すように、１倍速ＦＷＤ時よりも寝た状態となることが示されるものである。
また、このときに得られる再生ＲＦ信号波形は、例えば図７（ｃ）に示すものとなる。つまり、図７（ｂ）に示したスキャン軌跡となることで、３倍速ＦＷＤ時よりも横断トラック数が増えることで、１ヘッドスキャンあたりに現れるそろばん玉状のエンベロープ波形の数も増えることになる。
【００５０】
続いて、図９に高速サーチ時の場合を示す。ここでは、５０倍速ＦＷＤ時の場合を示すこととする。
ここで、図９（ａ）は、ドラム回転速度Ｖｈについて定常再生時（１倍速ＦＷＤ時）と同一とした条件のもとで、テープ走行速度をＦＷＤ方向に５０倍した場合を示している。
【００５１】
これまでの説明からも分かるように、５０倍ＦＷＤ時の相対速度をＶr50とすれば、この相対速度Ｖr50は、ドラム回転速度Ｖｈとテープ走行速度５０Ｖｔのベクトル成分の合成によって得られることになる。
この場合、テープ走行速度５０Ｖｔとしてのベクトル成分が、１倍速ＦＷＤ時のテープ走行速度よりも著しく大きくなるので、相対速度Ｖr50は、低速サーチ時よりも遙かに小さくなる。この程度に相対速度が小さくなると、現実的には、ＲＦ処理部８内のＰＬＬ回路６３が追随できなくなる。また、巻き戻し（ＲＶＳ）方向の高速サーチにあっては、相対速度が著しく大きくなることで、やはりＰＬＬ回路６３が追随することが困難となる。
このため、図１に示したテープストリーマドライブ１では、所定倍速以上の高速サーチ時には、ドラム回転速度Ｖｈを変化させることで、高速サーチ時における相対速度が、通常再生時の相対速度と同等となるようにしている。
【００５２】
具体的に、上記図９（ａ）に例として示した５０倍速ＦＷＤ時であれば、図９（ｂ）に示すようにして、ドラム回転速度について、Ｖｈ５０で示される所定の高速度として、この時に得られる相対速度Ｖr50(correct)における相対速度Ｖｒと同一方向のベクトル成分Ａ（記録されたトラック方向成分に相当する）が、相対速度Ｖｒと同一となるようにしている。逆に、リバース方向の高速サーチ時には、ドラム回転速度を定常速度Ｖｈよりも低速にすることで相対速度を補正する。
一般的にいえば、或る高速サーチ時に得られる相対速度ＶｒN(correct)の相対速度Ｖｒと同一方向のベクトル成分Ａが相対速度Ｖｒと同一となるような、ドラム回転速度ＶｈN を決定すればよいものである。
【００５３】
また、アジマスベタ記録によりトラックが形成される場合においては、アジマス角による相対速度偏差が生じることも知られている。
図１０（ａ）には、互いに隣接する１対のプラスアジマストラックＴＫ１とマイナスアジマストラックＴＫ２とが示されているが、例えば、プラスアジマストラックＴＫ１に対して或るドラム回転速度によりヘッドが走査したとすれば、この図１０（ａ）に示す方向に対応するものとして、図１０（ｂ）のベクトルを得ることができる。そして、アジマス方向の速度エラー成分は、図１０（ｂ）に示すようにして得られることになる。この図に依れば、アジマス方向の速度エラー成分は、テープ走行速度（トラック横断方向速度成分）が大きくなるのに従って大きくなることが理解される。また、図１０（ｂ）はプラスアジマスについて示しているが、この図から自明なように、マイナスアジマスの速度エラー成分に関しては、プラスアジマスの場合と逆のベクトル方向に対して、テープ走行速度（トラック横断方向速度成分）が大きくなるのに従って大きくなることも理解される。
つまり、プラスアジマスとマイナスアジマス間速度エラー成分、つまり異なるアジマス間での相対速度偏差は、図１１に示すように、ＦＷＤ方向及びＲＶＳ方向への倍速度が増加するにつれて拡大するものである。この図に依れば、ＦＷＤ方向のサーチでは、高速となるのに従って、プラスアジマスは−方向に速度エラーが大きくなり、マイナスアジマスは＋方向に速度エラーが大きくなることが分かる。また、逆に、ＲＶＳ方向のサーチでは、高速となるのに従って、プラスアジマスは＋方向に速度エラーが大きくなり、マイナスアジマスは−方向に速度エラーが大きくなることが分かる。そして、例えば２００倍速ＦＷＤ時には、プラスアジマスは−２％、マイナスアジマスは＋２％の相対速度エラーとなり、２００倍速ＲＶＳ時には、プラスアジマスは＋２％、マイナスアジマスは−２％の相対速度エラーとなっている。
【００５４】
３．本実施の形態におけるＰＬＬ回路の調整方法
これまでの説明を前提とした上で、本実施の形態としてのＰＬＬ回路６３の調整方法について述べる。
先ず、ＰＬＬ回路６３を調整するのにあたっては、定常再生時だけではなく、定常再生時よりも高速にテープを送るサーチ時においても、良好なＰＬＬ回路の動作が得られるような的確な調整値を求める必要がある。また、定常再生時であっても、ディフェクトなどに起因する再生信号の振幅変動にも対応して良好な動作が得られるようにする必要がある。
ここで、先にも述べたように、調整時において、１倍速ＦＷＤによる通常再生を行って得られる再生信号をＰＬＬ回路６３に入力しても、この再生信号は安定した特性を有しているため、この時にＰＬＬ回路６３の動作が保証される調整値のマージンは広い。このため、サーチ時のような条件の厳しい信号波形が入力された場合にも対応した最適値を得ることが非常に困難とされる。
【００５５】
そこで、本実施の形態としては、例えば製造段階においてＰＬＬ回路６３の調整を行うのにあたり、定常再生速度（１倍速ＦＷＤ）により、調整用の磁気テープを走行させて得られる再生ＲＦ信号をＰＬＬ回路６３に入力するのではなく、定常再生速度よりも高速な或る倍速度により磁気テープを走行させる。これにより、ＰＬＬ回路６３に入力される再生ＲＦ信号は、図６及び図７にて説明したようなそろばん玉状の波形となって、定常再生時にはない振幅変動等の不利な特性を有することになる。
このような信号を入力した場合、ＰＬＬ回路６３における各種所要のパラメータの調整値として、ＰＬＬ回路６３が適正に動作する範囲は、極端に狭められることになる。従って、この条件で得た調整値によってパラメータを設定してＰＬＬ回路を動作させれば、ＰＬＬ回路６３としては、通常再生時を含めて、倍速再生時にも良好な動作が得られることになるわけである。また、このような厳しい条件の再生信号に基づいて調整を行ったことで、磁気テープのディフェクトに起因する再生信号の変動にも対応してＰＬＬ回路６３の動作を保証することができる。
本実施の形態においては、上記のようにして或る所定倍速度の再生信号をＰＬＬ回路に入力して調整を行うことが前提となる。
【００５６】
このうえで、本実施の形態としては、図１０及び図１１にて説明した高速サーチ時におけるアジマスによる相対速度偏差を補償するためのＰＬＬ回路６３の調整も行う。
そして、このアジマスによる相対速度偏差に対応してのＰＬＬ回路６３の調整としては、プラスアジマスとマイナスアジマスとでそれぞれ独立した調整値を得るようにする。更に、プラスアジマスとマイナスアジマスとで、所定の倍速度（ＦＷＤ／ＲＶＳ）ごとに対応した調整値を得るようにされる。
【００５７】
これらの調整値は、先に図１に示したフラッシュＲＯＭ１７内のＰＬＬ調整値記憶領域１７ａに対して格納される。そして、実際にテープストリーマドライブ１により再生を行う場合には、システムコントローラ１９の制御によって、ＰＬＬ調整値記憶領域１７ａに記憶されている調整値のうち、現在のテープ走行速度に対応する各種パラメータの調整値を読み出して、ＰＬＬ回路６３における各種パラメータの設定を行う。更にこの際、プラスアジマスに対応する再生ヘッド４Ａが磁気テープをトレースしているときには、プラスアジマスに対応する調整値に基づいてパラメータ設定を行い、マイナスアジマスに対応する再生ヘッド４Ａが磁気テープをトレースしているときには、マイナスアジマスに対応する調整値に基づいてパラメータ設定を行うようにするものである。
【００５８】
そして、実際にどのようにして、アジマスによる相対速度偏差に対応してＰＬＬ回路６３の調整を行うのかについて述べる。
アジマスによる相対速度偏差は、前述したように高速サーチ時に顕著となる。このため、アジマスによる相対速度偏差に対応したＰＬＬ回路の調整を行うとすれば、実際に求めるべき調整値に対応した倍速度で磁気テープを走行させて、このときに得られる再生信号に基づいて調整を行うようにすればよいように思われる。
しかし、このときの倍速度は高速の範囲に入るものであることから、実際には磁気テープが比較的短時間で巻き終わってしまい、調整時間が足りないという状況になってしまう。
【００５９】
そこで、本実施の形態においては、高速サーチとされる特定の倍速度時に得られる、アジマスに起因する相対速度偏差とほぼ一致する相対速度偏差が得られる低速サーチとされる倍速度時の再生信号をＰＬＬ回路６３に入力して調整を行うようにする。これは、プラスアジマスとマイナスアジマスとでそれぞれ行うようにする。
このような調整方法とすれば、テープ走行速度は異なるものの、補償対象である相対速度偏差は同一であるため、アジマスに起因する相対速度偏差補償のための調整値は的確に得られることになる。そして、テープ走行速度は、低速の倍速度とされたことで、調整時間も確保できることになる。
【００６０】
以下、アジマスに起因する相対速度偏差補償のための調整方法の具体例として、２００倍速ＦＷＤ時と、２００倍速ＲＶＳ時に対応した場合について説明する。
【００６１】
図１２は、当該テープストリーマドライブ１におけるテープ走行速度の倍速値ごとの所定のパラメータを試算した結果を示している。
この図におけるパラメータとしては、以下のようになっている。
倍速値：Ｎ（テープ送り（走行）速度倍速値）
ヘッド速度：Ｖｈ[m/s]（ドラム回転数とドラム直径から求められるヘッド周速）
ドラム傾き角：θ0[deg]（ドラム取り付け角＝ヘッドがスキャンする角度）
テープ速度：Ｖｔ[mm/s]（１倍速時のテープ送り速度）
１倍速時の相対速度：Ｖｒ[m/s]（１倍速テープ走行速度時のテープとヘッドの相対速度）
相対速度：Ｖｒｎ[m/s]（Ｎ倍速テープ走行速度時のテープとヘッドの相対速度）
相対速度偏差：（Ｖｒｎ−Ｖｒ）／Ｖｒ[％]（１倍速テープ走行速度時の相対速度を０とした偏差）
テープ上のヘッド軌跡角：θｒｎ[deg]（テープ上をヘッドが走行する角度）
補正後ヘッド速度：Ｖｈｎ[m/s]（相対速度を１倍速時と同じに保つための補正後のヘッド周速）
ヘッド速度補正量：（Ｖｈｎ−Ｖｈ）／Ｖｈ[％]（ヘッド速度の補正量）
また、この図では、倍速値Ｎとして、±１，±２，±３，±４，±５，±６，±７，±８，±９，±１０，±１１，±１２，±１３，±５０，±１００，±１５０，±２００が示されている。そしてここでは、±１〜±１３までの倍速値Ｎを低速サーチとして扱い、±５０〜±２００までの倍速値Ｎを高速サーチとして扱う。
【００６２】
図１２は、先に図５〜図１１により説明した事象を具体的に示しているものとみることができる。
例えば、図１２により、ヘッド速度は６．６７８６ｍ／ｓであるが、１倍速時の相対速度Ｖｒはテープ速度Ｖｔとの合成ベクトルになるので、若干低下して、Ｖｒ＝６．６６７１ｍ／ｓとなっている。
また、Ｎ倍速時の相対速度Ｖｎｒは、ＦＷＤ（＋）方向では小さくなり、ＲＶＳ（−）方向では高くなることが示される。
また、Ｎ倍速時のヘッド軌跡角θｒｎは、ＦＷＤ（＋）方向では角度が大きくなって立ち上がり、ＲＶＳ（−）方向では角度が小さくなって寝ていくことが示される。
また、Ｎ倍速時の相対速度Ｖｒｎを１倍速時相対速度Ｖｒと等しくするためにはドラム回転数を変化させるのであるが、例えば２００倍速ＦＷＤ（Ｎ＝＋２００）時にはヘッド回転速度を３４％程度増加させて８．９６２９ｍ／ｓにする必要のあることが示される。これに対して、２００倍速ＲＶＳ（Ｎ＝−２００）時にはヘッド回転速度を約−３４．５％に低下させて、４．３７１３８．９６２９ｍ／ｓにｍ／ｓにする必要のあることが示される。
なお、実際のテープストリーマドライブ１としてのセットにおいては、先にも述べたように、相対速度偏差に対応したドラム回転速度の補正は、低速サーチ時には特に行わず、例えばＮ＝±５０よりも高速となる高速サーチ時において行うものとされる。±２００倍速サーチ時に生じるアジマスに起因しての相対速度偏差（例えば±２．０％）は、このドラム回転速度の補正が行われた上で現れるものである。
【００６３】
ここで、本実施の形態のテープストリーマドライブ１において、２００倍速ＦＷＤ時と２００倍速ＲＶＳ時とでの速度偏差（速度エラー）が、図１１に示す結果であるとする。つまり、２００倍速ＦＷＤ時と２００倍速ＲＶＳ時とでは、それぞれ、プラスアジマスとマイナスアジマスとで、±２．０％の速度偏差が生じているものとする。
図１２によると、低速サーチとされる倍速値のなかで、＋２．０％に最も近い相対速度偏差を有するのは、−１１倍速（×１１ＲＶＳ）時の、２．０６６３％である。
また、低速サーチとされる倍速値のなかで、−２．０％に最も近い相対速度偏差を有するのは、＋１３倍速（×１３ＦＷＤ）時の、−２．０６５８％である。
【００６４】
従って、図１３（ａ）に示すように、アジマスに起因する相対速度偏差＋２．０％に対応して調整を行うための調整用サーチ速度は、×１１ＲＶＳとし、相対速度偏差−２．０％に対応して調整を行うための調整用サーチ速度は、×１３ＦＷＤとすればよいことになる。
【００６５】
そして、×１１ＲＶＳのテープ走行速度により調整された、ＰＬＬ回路６３における或るパラメータに対する調整値をPLL＿p2.0とし、×１３ＦＷＤのテープ走行速度により調整された、ＰＬＬ回路６３における同じパラメータに対する調整値をPLL＿m2.0とすれば、図１１に示した結果と照らし合わせた場合には、２００倍速ＦＷＤ時と２００倍速ＲＶＳ時とで、プラスアジマスとマイナスヘッドの各々に対応した調整値は、図１３（ｂ）に示すものとなる。
つまり、２００倍速ＦＷＤ時においては、プラスアジマスヘッドによる再生時にPLL＿m2.0の調整値を設定し、マイナスアジマスヘッドによる再生時にPLL＿p2.0の調整値を設定することになる。
また、２００倍速ＲＶＳ時においては、プラスアジマスヘッドによる再生時にPLL＿p2.0の調整値を設定し、マイナスアジマスヘッドによる再生時にPLL＿m2.0の調整値を設定するものである。
【００６６】
上記のようにして設定された調整値を、２００倍速ＦＷＤ時、２００倍速ＲＶＳ時にＰＬＬ回路６３に与えて内部のパラメータ変更を行うようにすれば、２００倍速サーチ時におけるＰＬＬ回路の動作を安定したものとすることが可能になる。
【００６７】
そして、これまで説明した２００倍速ＦＷＤ時、２００倍速ＲＶＳ時の場合における調整を、調整が必要とされるサーチ倍速ごとに行えば、先にも述べたように、可変される倍速ごとにプラスアジマスとマイナスアジマスとに対応した調整値が得られる。そして、これをＰＬＬ調整値記憶領域１７ａに対して記憶させるものである。これが本実施の形態の調整手順である。
【００６８】
ここで参考までに、上記図１２に示したパラメータのうち、相対速度Ｖｒｎ，テープ上のヘッド軌跡角θｒｎ，補正後のヘッド速度Ｖｈｎを得るための演算式を挙げておく。
相対速度Ｖｒｎについては、図１４（ａ）に示される、ヘッド速度Ｖｈ，ドラム傾き角θ0，１倍速時の相対速度Ｖｒ，Ｎ倍速時のテープ速度ＮＶｔ，Ｎ倍速時の相対速度Ｖｒｎの関係を、図１４（ｂ）に示す図形に置き換えたとして、
【数３】
また、テープ上のヘッド軌跡角θｒｎは、
【数４】
更に、補正後のヘッド速度Ｖｈｎは、
【数５】
【００６９】
なお、上記実施の形態にあっては、調整値を求める際の評価関数、つまり、ＰＬＬ回路の動作状態を判定するための特性については言及していないが、本発明としては、ＰＬＬ回路の動作状態を判定し得る評価関数である限り特に限定されるものではない。一例としては、エラーレートや、デジタル信号段階でのＳＮ比などが挙げられる。
【００７０】
また、本発明としての調整方法の概念は、上記したテープストリーマドライブ１の構成に対してのみ適用されるものではなく、ヘリカルスキャンによりテープ状記録媒体に対して再生を行うことのできるテープドライブ装置に対して適用が可能である。例えば先に本出願人により、テープカセットに管理情報を記憶するメモリ素子を備えたテープストリーマドライブも提案されているが、このような装置に対しても適用が可能である。また、磁気記録に限定されるものではなく、例えば将来的に、光学的手段を用いて記録再生が行われるようなテープドライブ装置に対しても適用は可能とされる。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、ヘリカルスキャン方式によりテープ状記録媒体に対して再生を行うテープドライブ装置におけるＰＬＬ回路の調整として、通常再生よりも高速な倍速度時に得られる再生信号を入力して調整を行うようにされる。このようにして得られる調整値は、適正値となるマージンが狭い条件の下で得られるため、通常再生時に対してはもちろんのこと、再生信号の特性が不安定となる倍速サーチ時やテープのディフェクトに対しても、安定したＰＬＬ回路の動作が得られることになる。
【００７２】
また、可変された所定倍速度ごとに、例えばプラスアジマスとマイナスアジマスのそれぞれに対応した調整値を求めるようにすれば、アジマス角及び倍速度に対応したＰＬＬ回路の動作を補償することができる。
ここで、特に高速サーチ時におけるプラスアジマスとマイナスアジマスの相違に起因する相対速度偏差に対応してＰＬＬ回路の動作を補償するために、或る高速サーチに対応するテープ走行速度よりも低速な倍速テープ再生速度のうちから、相対速度偏差が同等の倍速度を選んで、この選択した倍速度によって調整を行うようにすれば、上記アジマス角の相違に起因する相対速度偏差に対する調整は、実際の高速なサーチ再生時と同様の条件で行うことができると共に、テープ走行速度が実際のサーチ速度よりも低速となったことで、テープが巻終わるまでの時間も長くなるため、調整時間を確保することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態のテープストリーマドライブの構成例を示すブロック図である。
【図２】ＲＦ処理部内の再生系の構成例を示すブロック図である。
【図３】回転ヘッドに対するテープの巻き付け状態を概念的に示す平面図である。
【図４】磁気テープに形成されるトラックを概念的に示す説明図である。
【図５】１倍速ＦＷＤ時のテープとヘッドとの関係を示す説明図である。
【図６】３倍速ＦＷＤ時のテープとヘッドとの関係、及びこの条件で得られる再生ＲＦ信号のエンベロープを示す説明図である。
【図７】３倍速ＲＶＳ時のテープとヘッドとの関係、及びこの条件で得られる再生ＲＦ信号のエンベロープを示す説明図である。
【図８】１倍速ＦＷＤ時に得られる再生ＲＦ信号のエンベロープを概念的に示す説明図である。
【図９】５０倍速以上の高速サーチ時のテープとヘッドとの関係、及び相対速度補正のためのドラム回転速度可変を概念的に示す説明図である。である。
【図１０】アジマス角に起因する速度エラー（相対速度偏差）の発生を示す説明図である。
【図１１】倍速度に応じての、アジマス角に起因する速度エラー（相対速度偏差）の傾向を示す説明図である。
【図１２】
本実施の形態のテープストリーマドライブにおける各パラメータの試算結果を示す説明図である。
【図１３】２００倍速ＦＷＤ，ＲＶＳ時に対応しての、調整用サーチ速度の選択、及び調整値の適用を示す説明図である。
【図１４】相対速度Ｖｒｎを求める演算式の根拠となる図形を示す説明図である。
【符号の説明】
１ テープストリーマドライブ、２ 磁気テープ、２Ａ，２Ｂ リールハブ、３ 回転ドラム、４Ａ，４Ｂ 再生ヘッド、５Ａ，５Ｂ 記録ヘッド、６Ａ，６Ｂ、再生アンプ、７ ロータリートランス、８ ＲＦ処理部、９ 記録アンプ、１０ デジタルイコライザ／ビタビデコーダ、１１ テープフォーマットコントローラ、１２ バッファメモリ、１３ 圧縮／伸長回路、１４ インターナルバッファコントローラ、１５ バッファメモリ、１６ ＳＣＳＩコントローラ、１７ フラッシュＲＯＭ、１７ａ ＰＬＬ調整値記憶領域、１８ ワークＲＡＭ、１９ システムコントローラ、２０ サーボコントローラ、２１ メカドライバ、２２ ドラムモータ、２３ キャプスタンモータ、２４，２５ リールモータ、２６ ローディングモータ、２２ａ〜２６ａ ＦＧ、２２ｂ ＰＧ、２７ 内部バス、３０ ＳＣＳＩバス、４０ ホストコンピュータ、５１ ガイドピン、５４ キャプスタン、５５ ピンチローラ、６１ イコライザ、６２ ＡＧＣ回路、６３ ＰＬＬ回路、６４ Ａ／Ｄコンバータ、７１ 位相比較器、７２ ローパスフィルタ、７３ 分周器、７４ ＶＣＯ
Claims (1)
- ヘリカルスキャン方式によりトラックが記録されるテープ状記録媒体に対応して少なくとも再生を行うことのできるテープドライブ装置に備えられ、上記テープ状記録媒体から読み出された再生データに同期したクロックを抽出するＰＬＬ回路における所要のパラメータを調整するための、テープドライブ装置の調整方法として、
上記テープドライブ装置に対して、通常再生時のテープ走行速度よりも高速なテープ走行速度において、所定のテープ走行速度ごとに応じて再生動作を実行させる再生ステップと、
上記所定のテープ走行速度ごとに応じた再生動作のもとで、アジマス角ごとに対応して、上記テープ状記録媒体から読み出される再生信号を上記ＰＬＬ回路に入力する再生信号入力ステップと、
上記ＰＬＬ回路に対して上記再生信号が入力されている状態の下で、所要のパラメータの調整値を求める調整ステップとを行い、
通常再生時のテープ走行速度よりも高速な倍速度において、一定以上の所定の倍速度である高速倍速度に対応する所要のパラメータの調整値を求める際には、上記再生ステップは、上記高速倍速度よりも低速な上記倍速度のうちから、上記高速倍速度時において得られるアジマス角に起因する相対速度偏差と同等の相対速度偏差を有する倍速度を調整用倍速度として選択し、この調整用倍速度による再生動作を実行させる、
ことを特徴とするテープドライブ装置の調整方法。
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Applications Claiming Priority (1)
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-
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- 1999-02-05 JP JP02872499A patent/JP4078745B2/ja not_active Expired - Fee Related
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