JPH09161362A

JPH09161362A - ディジタル信号記録再生装置

Info

Publication number: JPH09161362A
Application number: JP7322857A
Authority: JP
Inventors: Koji Fujita; 浩司藤田; Seiji Imagawa; 制時今川; Shigemitsu Higuchi; 重光樋口
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-12-12
Filing date: 1995-12-12
Publication date: 1997-06-20

Abstract

(57)【要約】【課題】リールダイレクトドライブ方式の信号記録再
生装置において、テープ速度偏差を抑圧することが可能
なディジタル信号記録再生装置を実現する。【解決手段】再生ヘッド7からの再生信号を再生回路2
7で増幅し同期信号抽出回路26で同期信号を検出しドラ
ム6の回転位相を検出器8で検出しＤＰＧ生成回路25がＤ
ＰＧ信号を出力する。ＤＰＧ信号と同期信号の時間ズレ
情報は時間差計測器21で演算しラッチ回路48に出力す
る。ラッチ回路48は計測器21の出力信号を保持し加算器
20に出力し抽出回路26の出力信号でリセットされる。計
測器21で計測する時間ズレ情報はトラッキングズレ量に
応じて変化し基準時間発生器24が記憶する基準時間情報
と時間ズレ量との差分を加算器20が演算する。加算器20
からのトラッキング制御信号をスイッチ17を介し加算器
16に供給しＴリール速度制御信号及びＦＦトルク制御信
号と加算した信号によりＴリールモータ4を駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転ヘッドで磁気
テープにディジタル信号の記録再生を行うディジタル信
号記録再生装置に係わり、特に、キャプスタンを用いな
いで巻取リールと供給リールとにより直接テープを走行
させるリールダイレクトドライブ方式において、テープ
走行の速度偏差の補正を実現するディジタル信号記録再
生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の回転ヘッド方式の磁気テープ記録
再生装置では、磁気テープを供給リールから供給し、磁
気テープを回転ドラムへ巻き付け、テープ長手方向に対
して斜め方向にヘリカルトラックを記録して巻取リール
へ磁気テープは巻取られる。

【０００３】上記のような磁気テープ記録再生装置にお
いて、磁気テープを走行させる手段は、上記磁気テープ
をキャプスタンとピンチローラに挟み込み、キャプスタ
ン軸を回転する方式（キャプスタン駆動）が、既に考え
られている。

【０００４】また、磁気テープへ記録するヘリカルトラ
ック幅は、数十μｍとトラック幅が狭く、ヘリカルトラ
ックの記録においては、回転磁気記録ヘッドによりこの
ヘリカルトラックが重なり合わないように記録するた
め、記録時のテープ速度を定速に制御する必要がある。
さらに、ヘリカルトラックの再生においては、磁気テー
プ上のヘリカルトラックを回転磁気再生ヘッドが正確に
トレースする制御（トラッキング制御）が必要となる。

【０００５】トラッキング制御方式には、ＶＨＳ（登録
商標）などのように、テープ長手方向のトラックに一定
の周期でパルス信号を書き込み、再生時には、この再生
パルス信号を基に、ヘリカルトラックのトラッキング制
御を行うものがある。

【０００６】また、８ｍｍＶＴＲやＤＡＴ（ディジタル
オーディオテープレコーダ）などの信号記録フォーマッ
トでは、装置メカニズムの簡素化やヘリカルトラックの
記録領域を広く確保する目的から、長手方向のトラック
をなくして、ヘリカルトラックに記録されている情報を
基にして、トラッキング制御を行う方式が、電子通信学
会誌、１９９３年１０月号、Ｐ２７〜３２等に記載され
ている。

【０００７】この方式は、ヘリカルトラック上の一定の
位置にトラッキング用の特定のタイミング信号（以下、
同期信号と呼ぶ）を記録し、この記録された同期信号の
再生タイミングを検出するようにした方式である。ここ
では、この方式をタイミング信号方式と呼ぶことにす
る。

【０００８】この方式は、ドラムの回転位相に対してヘ
リカルトラック上の同期信号の再生されるタイミング
が、トラッキングずれ量に応じて変化することを利用し
たものである。

【０００９】この方式によると、トラック上の同期信号
の再生タイミングが検出できれば良いので、ＤＡＴのエ
リア分割方式に比較してテープ上に確保すべきトラッキ
ング制御用信号の記録領域は小さくてすむ。今後出現す
る信号記録フォーマットは、長手方向にトラックのない
方式が主流となる傾向がみられる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】情報量の増大化に伴
い、テープ一巻当たりの記録時間、記録容量は増加傾向
にある。それに伴い、ヘリカルトラックの狭幅化、記録
信号の高帯域化、テープの薄手化と移行しつつある。

【００１１】その中でテープの薄手化においては、例え
ば、テープ厚が７μｍ〜１０μｍの極薄手テープを使用
する場合があり、従来のキャプスタン駆動方式では、ピ
ンチローラとキャプスタン軸で強力に磁気テープを圧
着、脱着動作させる際にテープを損傷してしまい記録デ
ータの信頼性が低下する問題がある。

【００１２】そこで、磁気テープの損傷を低減する目的
で磁気テープをキャプスタンを用いないで巻取リールと
供給リールにより直接走行させるリールダイレクトドラ
イブ方式がある。リールダイレクトドライブ方式では、
テープの速度変動、速度偏差の規定が厳しくない（例え
ばテープ速度変動＜１０％、テープ速度偏差＜５％）磁
気テープのデータ記録記録再生装置であれば適用が可能
である。

【００１３】しかし、ヘリカルトラックに情報を記録す
るディジタル記録再生装置の場合、特に、ヘリカルトラ
ック幅が１０μｍ以下程度の場合は、テープ速度変動、
偏差の規定は厳しく（例えばテープ速度変動＜５％、テ
ープ速度偏差＜１％）、リールダイレクトドライブ方式
の適用は困難である。

【００１４】テープ速度変動に関しては、その速度変動
成分を負帰還することにより原理的には変動成分を抑圧
することは可能である。しかし、速度偏差に関しては、
テープ実速度を検出する手段を持たない限り、速度偏差
を抑圧することは不可能である。リールダイレクトドラ
イブ方式においては、上述したように、磁気テープをキ
ャプスタンを用いないで巻取リールと供給リールにより
直接走行させるため、テープ速度を直接測定することが
困難である。

【００１５】また、テープ実速度検出手段を用いても、
速度偏差は発生する。これについて、図７及び図８を用
いて以下に説明する。図７において、３４は着磁ロー
タ、３５は磁気センサ、３６〜３９はＦＧ（周波数発生
器）アンプ、４０はＦＧ合成器である。

【００１６】タイマーローラ、リールモータ等の角速度
検出手段は、一般的にリールモータの回転部分に同期し
て回転する回転ロータに、一周当たりＮ個の着磁を施
し、この着磁部分を磁気センサ３５により検出する。こ
うすることにより、回転ロータ３４の回転角速度に比例
したパルス列信号を検出することができる。

【００１７】回転ロータ３４へ着磁する数が多いほど制
御精度は向上する。しかし、着磁ピッチは物理的に限界
があり、回転ロータ３４の径が小さい場合あるいは回転
ロータ３４の回転周波数が少ない場合は、制御性能は低
下する。

【００１８】そこで、取り付け位置の異なる複数の磁気
センサ３５（例えば４相磁気センサ）と着磁された回転
ロータ３４との組み合わせにより等価的に着磁レートを
向上させる方法がある。図７の各部波形図を図８に示
す。波形ｆ〜ｉは取り付け位置が異なる４個の磁気セン
サの出力波形である。

【００１９】複数のセンサ取り付け位置間隔は、本来、
回転ロータ３４の着磁ピッチの１／２ｎ（ｎ：センサの
数）に取り付けなければならないが、若干の取り付け誤
差は必ず発生する。

【００２０】図８においては、センサの取り付け誤差に
よるＦＧ信号検出タイミングをＴ０〜Ｔ３の時間で表し
てある。波形ｊは、波形ｆ〜波形ｉの合成波形である。
このように周期が毎周期ごと異なる場合において速度制
御を行った場合の速度制御波形の一例を波形ｋに示す。

【００２１】速度目標値（ここでは目標周期をＴ０とす
る）に対して波形ｊの検出周期が大の場合は、モータを
加速制御し（制御値１を出力する）、波形ｊの検出周期
が小の場合はモータを減速制御する（制御値２を出力す
る）。

【００２２】したがって、波形ｋの平均出力は、目標速
度に対して正のオフセット速度で制御されることにな
る。上記現象は、センサの取り付け位置精度に限らず回
転ロータ３４の着磁精度に対しても同様である。

【００２３】従来のようにキャプスタンを用いれば、テ
ープ実速度演算は、次式（１）により求まる。 νt＝２・π・Ｒc・ｆω ---------- （１）Ｒc:キャプスタン軸半径 νt:テープ実速度ｆω:キャプスタン回転周波数しかし、リールダイレクトドライブ方式は、キャプスタ
ンのようにリアルタイムにテープ実速度を検出する手段
がない。

【００２４】そこで、テープを支えているガイド（回転
角速度検出器付き回転ガイドローラ：以下タイマローラ
と呼ぶ）に磁気テープを所定角度で巻き付け、テープに
同期してタイマローラを回転させることにより、キャプ
スタン同様にテープ実速度が検出できるように構成した
ものがある。

【００２５】しかし、タイマローラは、テープとタイマ
ローラの摩擦だけにより回転しているものであり、磁気
テープとタイマローラとを完全に同期して回転させるこ
とは大変困難である。また、タイマローラのセンサ精度
の要求は高く、価格的にも高価である。

【００２６】したがって、テープ実速度を直接検出する
機構を持たないリールダイレクトドライブ方式におい
て、ディジタル信号を高精度に記録再生可能なディジタ
ル信号記録再生装置の実現が要求されることになる。

【００２７】本発明の目的は、上述した従来技術の問題
点を排除し、テープ実速度検出機構を用いないリールダ
イレクトドライブ方式の信号記録再生装置において、タ
イミング信号方式により、テープ速度偏差を抑圧するこ
とが可能なディジタル信号記録再生装置を実現すること
である。

【００２８】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明は次のように構成される。磁気テープを
ドラムに巻き付けて、供給リールと巻取リールにより磁
気テープを走行させる手段と、ドラムに設けられた記録
ヘッドに記録信号を与える手段と、ドラムに設けられた
再生ヘッドから再生信号を得る手段とを有するディジタ
ル信号記録再生装置において、磁気テープに、ドラムの
回転制御用の基準信号に同期する同期信号を記録する手
段と、磁気テープに記録された同期信号を磁気テープか
ら再生する手段と、同期信号の、ドラムの回転位相に対
する再生タイミングを検出する手段と、同期信号の再生
タイミングを所定の基準タイミングと比較し、再生タイ
ミングと基準タイミングとの差が所定範囲以内となるよ
うに、磁気テープの走行速度を制御する手段とを備え
る。

【００２９】好ましくは、上記ディジタル信号記録再生
装置において、磁気テープの走行速度を制御する手段
は、供給リールと巻取リールの回転角速度を検出する手
段と、供給リール及び巻取リールの、テープを含めるリ
ール半径を演算する手段と、供給リール及び巻取リール
の、テープを含めるリール投影面積を演算する手段と、
同期信号の再生タイミングと基準タイミングとの差に基
づいて、磁気テープの走行速度を補正する手段とを備え
る。

【００３０】また、好ましくは、上記ディジタル信号記
録再生装置において、磁気テープの走行速度を制御する
手段は、供給リールと巻取リールの回転角速度を検出す
る手段と、供給リール及び巻取リールの、テープを含め
るリール半径を演算する手段と、供給リール及び巻取リ
ールの、テープを含めるリール投影面積を演算する手段
と、同期信号の再生タイミングと基準タイミングとの差
に基づいて、リールの投影面積の演算結果及び供給リー
ル及び巻取リールのリール半径演算結果を補正する手段
とを備える。

【００３１】また、好ましくは、上記ディジタル信号記
録再生装置において、ドラムの回転位相に対する再生タ
イミングを検出する手段は、ドラムの回転位相に対する
同期信号の再生タイミングを計時するカウンタと、同期
信号が再生された時点のカウンタのカウント値をラッチ
する手段とを備え、磁気テープの走行速度を制御する手
段は、ラッチされたカウンタ値と基準カウント値との差
が所定値になるようにテープの走行を制御する。

【００３２】また、好ましくは、上記ディジタル信号記
録再生装置において、同期信号の再生タイミングより磁
気テープ速度を補正する手段は、テープ速度を補正する
及びテープ速度を変更しないの選択が切り替えられる手
段と、カウンタ値の増減周期を検出する手段と、増減周
期が所定周期以上になるように、リールの投影面積の演
算結果及び供給リール及び巻取リ−ルのリール半径演算
結果を修正する手段とを備える。

【００３３】また、好ましくは、上記ディジタル信号記
録再生装置において、再生ヘッドにより磁気テープから
再生信号を再生する手段は、再生信号のレベルを検出す
る手段と、再生信号のレベルにより磁気テープの走行を
制御する手段と、再生信号レベルにより所定の基準タイ
ミングを生成する手段と、生成された基準タイミングを
記憶する記憶手段とを備える。

【００３４】同期信号の上記ドラム回転に対する再生タ
イミングを検出するようにしているので、同期信号の再
生タイミング変動周期を計測することにより、そのとき
のテープ速度偏差量を推定することができる。そして、
この速度偏差推定結果より、リール巻き量を補正するこ
とで、テープ実速度を直接検出するセンサ（例えば、タ
イマローラ、キャプスタン）を持たないリールダイレク
トドライブ方式のディジタル信号記録再生装置において
も、テープ速度偏差を低減することができる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明を
詳細に説明する。まず、はじめに巻取リールと供給リー
ルだけを用いたテープ速度制御について図９を用いて説
明する。

【００３６】テープ速度制御は、いくつかの方式が考え
られており、次のような速度制御方式がある。（１）巻取リールだけによる速度制御方式。（２）供給リールだけによる速度制御方式。（３）両リールによる速度制御方式。ここでは、（１）の巻取リールによる速度制御について
説明する。

【００３７】図９において、テープ速度νtを一定に制
御するためには巻取リールの半径の検出が必須となる。
ここで、巻取リールがテープを巻取る速度νt、巻取リ
ールの回転周波数をｆt、現在の巻取リール半径をＲt0
とすれば、次式（２）が成り立つ。同様に、供給リール
がテープを送り出す速度νtは、次式（３）にて算出さ
れる。 νt＝２・π・ｆt・Ｒt0 ---------- （２） νt＝２・π・ｆS・ＲS0 ---------- （３）上記式（２）において、時間とともに変化する項は、巻
取リール半径Ｒt0と巻取リール回転周波数ｆtである。
巻取リール回転周波数ｆtは、リールモータに取り付け
られた角速度検出器によりリアルタイムで検出可能であ
る。しかし、巻取リール半径はＲt0は、例えば、巻き取
りリールあるいは供給リールが、一回転する度に供給リ
ール回転角速度と巻取リール回転角速度との比より演算
する必要がある。

【００３８】以下、簡単にリール半径の演算過程を説明
する。供給リールの投影面積Ｓsと巻取リールの投影面
積Ｓtとの合計面積Ｓ0（以下総投影面積と呼ぶ）は、テ
ープ位置に関係なく一定である。投影面積Ｓsと投影面
積Ｓtと合計面積Ｓ0との関係を次式（４）に示す。Ｓ0＝Ｓs＋Ｓt＝π・（Ｒs0²＋Ｒt0²） ------- （４）以上、式（２）〜（４）により巻取リール半径Ｒｔ0
は、次式（５）で算出される。Ｒt0＝√（Ｓ0／（π・（１＋（ｆt／ｆs）²））） ----（５）式（５）において、Ｓ0はテープ一巻における固有値で
あり、タイマーローラ、キャプスタン等のテープ実速度
検出手段を持たない場合は、テープの巻始め、あるいは
巻終わり点でＳ0を計算する。

【００３９】すなわち、テープを巻いているリールハブ
の半径が既知であることから、このリールハブの半径を
基にして、計算を開始する。以下、総投影面積Ｓ0の演
算の一例を説明する。図９に示すようにテープは巻始め
位置にあると仮定する。

【００４０】供給リール半径をＲs0、テープ厚をＴd、
供給リールの回転数をｎs、巻取リールの回転数をｎtと
すれば、供給リールからのテープ移動量Ｌsは、次式
（６）で算出される。Ｌs＝２π（Ｒs0・ｎs−Ｔd・ｎs（ｎs−１）／２） ----（６）また、巻取リールへのテープ移動量Ｌtは、次式（７）
で算出される。Ｌt＝２π（Ｒt0・ｎt−Ｔd・ｎt²／２） ----（７）両リールのテープ移動量Ｌtは、互いに等しいことか
ら、リール半径Ｒs0及びＲt0は、次式（８）及び次式
（９）で算出される。Ｒs0＝Ｒt0・（ｎt／ｎs）＋Ｔd・（ｎt²＋ｎs²−ｎs）／２ｎs -----（８）Ｒt0＝Ｒs0・（ｎs／ｎt）＋Ｔd・（ｎs²＋ｎt²−ｎt）／２ｎt -----（９）上記式（８）及び（９）により算出されたリール半径Ｒ
s0、Ｒt0を式（４）に代入することにより総投影面積Ｓ
0が算出される。

【００４１】しかし、速度偏差は、総投影面積Ｓ0に依
存するため、式（８）及び（９）の演算をする際に、総
面積Ｓ0に計測誤差が含まれると、以降のテープ走行に
は総面積Ｓ0の計測誤差分の速度偏差を持つことにな
り、この速度偏差は取り返す事はできない。

【００４２】総面積Ｓ0の計測誤差要因としては、次の
ものがあげられる。（１）テープは剛体ではないため、必ずしも送り出しリ
ールからのテープ移動量と巻取リールへのテープ移動量
は一致していないこと。（２）リールバブの径精度。（３）テープ厚のばらつき。（４）巻取リール及び供給リールの角速度検出器の精
度。（５）両リールとリール台との位置ズレ等。

【００４３】本発明は、以上の要因で発生したテープ巻
き総面積Ｓ0の計測誤差を、ヘリカルトラックから再生
した同期信号の再生タイミング信号により補正すること
ができるように構成したものである。

【００４４】本発明の第１の実施形態を図１を参照して
詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態であ
るディジタル記録再生装置における磁気テープ走行系の
概略構成を示した図である。図１において、１は供給リ
ール（Ｓリール）、２は巻取リール（Ｔリール）、３は
Ｓリールモータ、４はＴリールモータ、５は磁気テープ
である。

【００４５】また、６はドラム、７は回転ヘッド、８は
ドラム回転位相検出器（ＤＰＧ検出器）、９はドラム角
速度検出器（ＤＦＧ検出器）、１０はドラムモータであ
る。また、１１はＴリールモータ角速度検出器（ＴＦＧ
検出器）、１２はＳリールモータ角速度検出器（ＳＦＧ
検出器）、１３はドラムサーボ制御器、１４は速度指令
器、１５はＴリール速度制御器である。

【００４６】また、１６は加算器、１７はスイッチ回
路、１８は周波数−電圧変換器（ｆ−ｖ変換器）、１９
は包絡線抽出器、２０は加算器である。そして、２１は
時間差計測器、２２はフィードフォアード張力トルク発
生器（ＦＦトルク発生器）、２３はリール総巻量検出
器、２４は基準時間情報発生器、２５はＤＰＧ生成器、
２６は同期信号抽出器、２７は再生回路である。また、
４６は比較器、４７は基準周期発生器である。

【００４７】まず、ドラム６の制御について説明する。
ドラム６は高速回転（例えば目標回転速度９０ｒｐｓ）
で回転速度と回転位相をドラムサーボ制御器１３で制御
する。ドラム６の回転速度は、ドラム角速度検出器（Ｄ
ＦＧ検出器）９によりドラム６の回転速度が検出され、
目標回転速度となるようにドラムモータ１０へドラムサ
ーボ制御器１３から駆動信号を供給する。さらに、ドラ
ム６は、ドラム６に取り付けられた回転ヘッド７によっ
て、テープ上の斜めのヘリカルトラックの記録再生を行
う。

【００４８】したがって、回転ヘッド７がテープ５と接
触するタイミングのみ記録または再生動作を行う必要が
あることからドラム６の回転位相の制御を行う。ドラム
６の回転位相の検出は、ドラム回転位相検出器８（ＤＰ
Ｇ検出器）により検出され、ドラムサーボ制御器１３に
よって回転位相が制御される。

【００４９】テープ５の総投影面積Ｓ0の演算、Ｔリー
ルの半径演算及びＳリールの半径演算は、リール巻量検
出器２３によりＴリールモータ４の回転角速度を検出す
るＴＦＧ検出器１１とＳリールモータ３の回転角速度を
検出するＳＦＧ検出器１２との両出力信号を用いて前述
した計算手法により行う。Ｔリール及びＳリール半径情
報は、フィードフォアード張力トルク発生器（以下ＦＦ
トルク発生器と呼ぶ）２２に送出される。

【００５０】ここで、ＦＦトルク発生器２２の動作を説
明する。磁気テープ５は、所定の一定張力を保ちつつＳ
リール１からＴリール２へテープを移動していく。した
がって、Ｓリールモータ３はテープ５を送り出す方向と
反対方向の回転力（以下Ｓバックトルクと呼ぶ）を与え
る。

【００５１】また、Ｔリールモータ４はテープ５を巻取
る方向と同一方向の回転力（以下、Ｔバックトルクと呼
ぶ）を与える。したがって、上記所定の一定張力を発生
させながらテープ走行をさせる場合、Ｔリールモータ４
は、テープ５に対してＴtの張力を与え、Ｓリールモー
タ３はテープ５に対して、Ｔsの張力を与えるひつよう
がある。

【００５２】ここで、Ｓバックトルクをτs、Ｔバック
トルクをτt、Ｔリール半径をＲt、Ｓリール半径をＲs
とした場合、ＦＦトルク発生器２２では式（１０）、式
（１１）の演算を行いＳリールモータ３及びＴリールモ
ータ４へ送出する。ただし、本実施形態においては、Ｔ
リールモータ４へは、テープ速度制御信号と加算した信
号を供給するため、ＦＦトルク発生器２２からの出力信
号は、加算器１６へ送出している。

【００５３】τt＝Ｒt・Ｔt ------ （１０） τs＝Ｒs・Ｔs ------ （１１）次に、Ｔリールの速度制御器１５では、速度指令器１４
からの速度指令νtに応じて、上述の式（２）の演算を
行い、目標速度になるように制御信号を加算器１６へ出
力する。

【００５４】次に、ヘリカルトラック内の所定位置に同
期信号を記録したテープを用いたタイミング信号方式に
ついて図３を用いて説明する。例えば、図３に示すヘリ
カルトラックパターンのように、ヘリカルトラック３１
に同期信号３３（特定のパターン信号）の記録が行われ
ている。そして、回転ドラム６には、再生ヘッド７ａ及
び７ｂが、例えば、１８０ｄｅｇの角度をもって、対向
して取り付けられており、これら再生ヘッド７ａ及び７
ｂは、それぞれ交互にヘリカルトラックをトレースす
る。

【００５５】再生ヘッド７ｂからの再生信号は、再生回
路２７にて十分増幅された後、同期信号抽出回路２６に
て同期信号が検出される。一方、ドラム６の回転位相
は、ＤＰＧ検出器８にて検出され、ＤＰＧ生成回路２５
にて、ＤＰＧ信号が出力される。そして、ＤＰＧ信号と
同期信号との時間ズレ情報は、時間差計測器２１にて演
算され、ラッチ回路４８に出力される。このラッチ回路
４８は、時間差計測器２１からの出力信号を保持し、加
算器２０に出力する。そして、ラッチ回路４８は、同期
信号抽出回路２６からの出力信号により、リセットされ
る。

【００５６】時間差計測器２１により計測される時間ズ
レ情報は、トラッキングズレ量に応じて変化しており、
例えば、トラッキングが最良の状態では、上記時間ズレ
量は所定値になり、トラッキングが正又は負の方向へズ
レている場合は、上記時間ズレ量は所定値に対して正又
は負のズレ時間を持つ。

【００５７】この正又は負のズレ時間を求めるために、
上記所定値情報を基準時間発生器２４に、あらかじめ記
憶させておき、この基準時間情報と上記時間ズレ量との
差分（トラッキング制御信号）を加算器２０にて演算す
る。

【００５８】加算器２０から出力されたトラッキング制
御信号は、図１のスイッチ回路１７を経由して加算器１
６に供給され、上記Ｔリール速度制御信号及びＦＦトル
ク制御信号と加算され、この加算された信号によりＴリ
ールモータ４が駆動される。

【００５９】図４に、図３における各部の波形図を示
す。波形ａは、ＤＰＧ信号の発生タイミングを示す。波
形ｂは、同期信号の再生タイミングを示しており、ドラ
ム６の回転位相に対して、ヘリカルトラック３１上に記
録された同期信号の再生されるタイミングが、時間差Ｔ
１〜Ｔ４と異なる場合を示す。また、波形ｃは、時間差
Ｔ１〜Ｔ２の時間情報を、カウンタのカウント値で表し
たものであり、ラッチ回路４８の出力信号である。

【００６０】波形ａの立ち上がりを検出して、カウンタ
値はゼロから所定クロックにてカウントアップを開始す
る。次に、波形ｂの立ち上がりを検出して、カウント値
を停止し、このカウント値を、次の波形ａの立ち上がり
までラッチ回路４８にて保持するように動作する。波形
ｄは、基準時間情報をカウント値として表現している。
最後に、波形ｅは波形ｃと波形ｄとの差分を示してい
る。

【００６１】すなわち、波形ｅがトラッキング制御信号
である。波形ｃと波形ｄとが等しい場合は、回転ヘッド
７ｂが、ヘリカルトラック３１上を正確にトレースして
いる状態（以下、オントラックと呼ぶ）となっている。
また、波形ｃ＜波形ｄの場合は、波形ｃ−波形ｄだけ回
転ヘッド７ｂが、ヘリカルトラック３１からずれている
状態（以下、負オフトラックと呼ぶ）となっており、波
形ｃ＞波形ｄの場合は、波形ｃ−波形ｄだけヘリカルト
ラック３１からずれている状態（以下、正オフトラック
と呼ぶ）となっている。

【００６２】図４に示すように、トラッキングずれ量に
応じて、ドラム６の回転位相に対して、ヘリカルトラッ
ク３１上に記録された同期信号の再生されるタイミング
が変化する。

【００６３】オントラック状態におけるテープ速度とド
ラム回転速度との関係は、１つの所定基準信号を基に、
それぞれが速度制御及び位相制御され、常に回転ヘッド
７が磁気テープ５をトレースする開始点が磁気テープ下
端になるようにテープ５を移送している。

【００６４】次に、テープ速度偏差と上記同期信号の再
生タイミングとの関係について、図５及び図６を用いて
以下に説明する。一例として、標準テープ速度を２２．
９ｍｍ／ｓ、ヘリカルトラック３１の仰角（以下、トラ
ックアングルと呼ぶ：略記号θ）を、４．８６０００ｇ
ｅｄとする。

【００６５】テープ速度が、標準速度から遅くなる場合
を一例に説明する。テープ速度が、標準速度より遅くな
るに従って、ＤＰＧ検出点から同期信号記録パターンま
での直線距離は、標準Ｌ１に対してＬ２、Ｌ３と長くな
る。すなわち、ＤＰＧ検出点から同期信号再生タイミン
グまでの時間が、のびていることになる。

【００６６】さらに、回転ヘッド７と磁気テープ５との
速度が異なる、すなわち位相関係が崩れていることにな
るため回転ヘッド７が磁気テープ５をトレースする開始
点は常に変化することになる。

【００６７】図６は、テープ速度に対するトラックアン
グルの変化及びＤＰＧ検出点から同期信号再生タイミン
グまでの時間の変化を示す。テープ速度が、目標速度に
対してずれている（以下、速度偏差と呼ぶ）場合は、ド
ラム６の回転速度とテープ速度との位相関係が崩れてい
るので、ＤＰＧ検出点から同期信号再生タイミングまで
の時間は常に変動する。また、この変動周期は速度偏差
によって変化し、速度偏差がゼロに近づくに従い、上記
変動周期は長周期となる。

【００６８】したがって、この変動周期（以下タイミン
グ信号検出包絡線周期と呼ぶ）が所定周期以上となる速
度が、すなわち速度偏差が限りなくゼロになっている状
態である。図１０にテープ速度に対するタイミング信号
検出包絡線周期（うねり周波数）の関係を示す。

【００６９】ここで、図１を用いて速度偏差を低減する
動作について説明する。まず条件１〜２に分割して説明
する。条件１は、あらかじめ標準記録されたテープ５
を、Ｔリール２巻始めの部分において総巻投影面積計算
を行いテープ走行を開始しているものとする。この場
合、Ｔリール速度制御信号に、加算器２０からのトラッ
キング制御信号を加算した場合、速度偏差が所定許容範
囲内に収束していれば、トラッキング制御信号が速度偏
差を吸収し、とりあえずは正常なトラッキング制御は実
行できる。

【００７０】ただし、速度偏差量をトラッキング制御信
号がオフセットとして持ち合わせているため、トラッキ
ング制御信号のダイナミックレンジにアンバランスが発
生してしまい、トラッキングがはずれやすい状態にな
る。これを改善するためにも速度偏差は十分押さえ込む
必要がある。

【００７１】速度偏差の補正動作は、まず、スイッチ回
路１７を開いた状態にし、Ｔリール速度制御信号とＦＦ
トルク制御信号によりテープを走行させる。この状態に
おいて、上記タイミング信号検出包絡線周期を包絡線抽
出器１９にて検出し、周波数電圧変換器（以下、ｆｖ変
換器と呼ぶ）によりタイミング信号検出包絡線周期信号
を電圧に変換しＴリール速度制御信号に送出する。

【００７２】Ｔリール速度制御器１５は、ｆｖ変換器１
８の出力電圧が、所定電圧以下になるように速度オフセ
ットをあたえる。すなわち、上記タイミング検出包絡線
周期が所定周期以下になるように上記速度オフセットが
修正される。

【００７３】また、包絡線抽出器１９により検出された
周期は、周期比較器４６に供給される。そして、この比
較器４６において、包絡線抽出器１９により検出された
周期と、基準周期発生器４７からの基準周期とが比較さ
れ、両周期の差が、例えば、プラスマイナス５％以内で
あれば、比較器４６はスイッチ１７をオンとする。これ
により、加算器２０から出力されたトラッキング制御信
号が、スイッチ回路１７を介して加算器１６に供給され
る。また、比較器４６において、供給された両周期の差
が、例えば、プラスマイナス５％を超える場合には、ス
イッチ１７をオフとする。

【００７４】上述したように、本発明の第１の実施形態
によれば、磁気テープ５に記録された同期信号の再生タ
イミングとドラムの回転周期との周期差に基づいて、テ
ープの速度制御を実行するように構成したので、テープ
実速度検出機構を用いないリールダイレクトドライブ方
式の信号記録再生装置において、テープ速度偏差を抑圧
することが可能なディジタル信号記録再生装置を実現す
ることができる。

【００７５】なお、ここでは、速度オフセットをＴリー
ル速度制御器１５で行っていたが、先に求めたテープ総
巻投影面積Ｓ0を補正するように動作してもよい。

【００７６】また、上記実施形態を用いれば、テープ巻
中において、電源が遮断した際に総巻投影面積データが
破壊された場合においても、上記速度偏差を所定値以下
に押さえることができるとともに、テープ巻始めに関わ
らず総巻投影面積Ｓ0を算出することができる。

【００７７】次に、条件２は未記録テープにおいて、速
度偏差を低減する装置であり、本発明の第３の実施形態
を示す図１１を用いて説明する（なお、第２の実施形態
は図２に示す）。

【００７８】図１１において、図１に示した部分と、同
一のものには同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
図１１において、４１は基準信号発生器、４２は同期信
号発生器、４３は記録回路である。

【００７９】図１１では記録しながら同時に再生する動
作（以下同時録再）について説明する。図１２に回転ヘ
ッドの記録系と再生系との関係の一例を示す。図１２に
おいて、４４ａ、４４ｂは記録ヘッド、４５ａ、４５ｂ
は再生ヘッドであり、各々のヘッドは、ドラム円周上に
１８０ｄｅｇ（度）対向の位置に取り付けてあり、図１
２の磁気テープと回転ヘッドが接触する期間（ドラム１
８０ｄｅｇ期間）のみ再生信号の再生及び記録信号の記
録動作を行う。

【００８０】したがって、記録ヘッド４４ａにより情報
を記録したヘリカルトラックを、取り付け角度２７０ｄ
ｅｇ後行した、再生ヘッド４５ａがトレースすることに
より記録と同時に再生を行う。

【００８１】上記した同期信号を記録するために、基準
信号発生器４１からの基準信号を基に、同期信号を同期
信号発生器４２にて発生させ、記録回路４３に供給す
る。そして、記録回路４３により、記録ヘッド４４ａ、
４４ｂにて記録する信号が生成される。再生動作及び速
度偏差抑圧動作は上記第１の実施形態と同様である。こ
の本発明の第３の実施形態においても、第１の実施形態
と同様な効果を得ることができる。

【００８２】次に、図１の例における基準時間の生成手
段である本発明の第２の実施形態について、図２を用い
て説明する。図２において、図１に示した部分と、同等
の部分には、同一の符号を付し、これらの詳細な説明は
省略する。図２において、２８はトラッキングデータ生
成器、２９は最大値検出器、３０は検波回路である。

【００８３】再生時において、回転ヘッド７ａ、７ｂに
て再生された信号は、再生回路２７により十分増幅され
た後、検波回路３０に送出される。検波回路３０におい
ては、再生信号の信号出力を直流成分で検出するため、
交流信号から直流信号に変換している。

【００８４】再生信号の再生出力レベルに比例した検波
信号は、最大値検出器２９により再生信号が最大レベル
になることを検出すると同時に、テープ速度を微調整す
ることにより再生信号が最大レベルとなるようにトラッ
キングデータ生成器２８にてトラッキング制御信号を発
生し、加算器１６へ送出している。

【００８５】したがって、再生信号レベルが最大値とな
る状態の時間差計測器２１の出力信号が基準時間データ
となる。上述した動作により基準時間データが生成さ
れ、基準時間情報発生器２４に記憶される。なお、以上
の動作はテープを交換した場合に、１度行えばよい。ま
た、図２に示した例は、図１と別個に示したが、これら
は同一のディジタル信号記録再生装置に配置されている
ものである。

【００８６】

【発明の効果】以上、本発明によれば、次のような効果
がある。ディジタル記録再生装置において、磁気テープ
に、ドラムの回転制御用の基準信号に同期する同期信号
を記録する手段と、磁気テープに記録された同期信号を
磁気テープから再生する手段と、同期信号の、ドラムの
回転位相に対する再生タイミングを検出する手段と、同
期信号の再生タイミングを所定の基準タイミングと比較
し、再生タイミングと基準タイミングとの差が所定範囲
以内となるように、磁気テープの走行速度を制御する手
段とを備える構成としたので、巻取リールと供給リール
だけによるテープ速度制御、特に、タイマーローラなど
直接テープ実速度検出手段をもたないリールダイレクト
ドライブ方式の信号記録再生装置において、タイミング
信号方式により、テープ速度偏差を抑圧することが可能
なディジタル信号記録再生装置を実現することができ
る。

【００８７】また、未記録テープにおいても、同期信号
をヘリカルトラック上へ記録し、即座に再生する同時録
再動作を行うことにより、テープ走行速度を決定ずける
総巻投影面積を補正することにより記録時のテープ走行
速度偏差を低減することができるさらには、Ｔリール及びＳリールの回転角速度検出精度
が悪い状態で速度偏差が生じた場合においてもテープ走
行速度偏差を低減できる効果は大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の概略構成図である。

【図２】本発明の第２の実施形態の概略構成図である。

【図３】本発明におけるタイミング制御信号の生成を説
明する図である。

【図４】図３における主要部の出力信号の信号波形図で
ある。

【図５】磁気テープ上のヘリカルトラックから同期信号
を再生するタイミングを説明するための図である。

【図６】テープ速度とトラックアングル及びタイミング
増加率との関係を示すグラフである。

【図７】マルチＦＧ検出機構の原理を説明する図であ
る。

【図８】図７の例のおける検出信号の波形図である。

【図９】テープ総投影面積の算出を説明するためのテー
プ巻始めを示す図である。

【図１０】テープ速度とうねり周波数との関係を示すグ
ラフである。

【図１１】本発明の第３の実施形態の概略構成図であ
る。

【図１２】ドラム内記録及び再生ヘッドの配置図であ
る。

【符号の説明】

１供給リ−ル２巻取りリ−ル３供給リールモータ４巻取リールモータ５磁気テープ６回転ドラム７回転ヘッド８ドラム位相検出器９ドラム速度検出器１０ドラムモータ１１巻取リール速度検出器１２供給リール速度検出器１３ドラムサーボ制御器１４速度指令器１５Ｔリール速度制御装置１６加算器１７スイッチ回路１８周波数電圧変換器１９包絡線抽出器２０加算器２１時間差計測器２２ＦＦ張力トルク発生器２３巻量検出器２４基準時間情報発生器２５ＰＧ生成器２６同期信号抽出器２７再生回路２８トラッキングデータ生成器２９最大値検出器３０検波回路３１、３２ヘリカルトラック３３同期信号３４回転着磁ロータ３５多層磁気センサ４０ＦＧ合成器４１基準信号発生器４２同期信号発生器４３記録回路４４ａ、４４ｂ回転記録ヘッド４５ａ、４５ｂ回転再生ヘッド４６比較器４７基準周期発生器４８ラッチ回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者樋口重光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マルチメディアシステム開発本部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気テープをドラムに巻き付けて、供給
リールと巻取リールにより上記磁気テープを走行させる
手段と、上記ドラムに設けられた記録ヘッドに記録信号
を与える手段と、上記ドラムに設けられた再生ヘッドか
ら再生信号を得る手段とを有するディジタル信号記録再
生装置において、上記磁気テープに、上記ドラムの回転制御用の基準信号
に同期する同期信号を記録する手段と、上記磁気テープに記録された同期信号を磁気テープから
再生する手段と、上記同期信号の、ドラムの回転位相に対する再生タイミ
ングを検出する手段と、上記同期信号の再生タイミングを所定の基準タイミング
と比較し、再生タイミングと基準タイミングとの差が所
定範囲以内となるように、上記磁気テープの走行速度を
制御する手段と、を備えることを特徴とするディジタル信号記録再生装
置。
【請求項２】請求項１記載のディジタル信号記録再生
装置において、上記磁気テープの走行速度を制御する手
段は、供給リールと巻取リールの回転角速度を検出する手段
と、供給リール及び巻取リールの、テープを含めるリール半
径を演算する手段と、供給リール及び巻取リールの、テープを含めるリール投
影面積を演算する手段と、上記同期信号の再生タイミングと基準タイミングとの差
に基づいて、上記磁気テープの走行速度を補正する手段
と、を備えることを特徴とするディジタル信号記録再生装
置。
【請求項３】請求項１記載のディジタル信号記録再生
装置において、上記磁気テープの走行速度を制御する手
段は、供給リールと巻取リールの回転角速度を検出する手段
と、供給リール及び巻取リールの、テープを含めるリール半
径を演算する手段と、供給リール及び巻取リールの、テープを含めるリール投
影面積を演算する手段と、上記同期信号の再生タイミングと基準タイミングとの差
に基づいて、上記リールの投影面積の演算結果及び上記
供給リール及び巻取リールのリール半径演算結果を補正
する手段と、を備えることを特徴とするディジタル信号記録再生装
置。
【請求項４】請求項１記載のディジタル信号記録再生
装置において、ドラムの回転位相に対する再生タイミングを検出する手
段は、ドラムの回転位相に対する同期信号の再生タイミングを
計時するカウンタと、上記同期信号が再生された時点のカウンタのカウント値
をラッチする手段とを備え、上記磁気テープの走行速度
を制御する手段は、上記ラッチされたカウンタ値と基準
カウント値との差が所定値になるようにテープの走行を
制御することを特徴とするディジタル信号記録再生装
置。
【請求項５】請求項２記載のディジタル信号記録再生
装置において、上記同期信号の再生タイミングより上記
磁気テープ速度を補正する手段は、テープ速度を補正する及びテープ速度を変更しないの選
択が切り替えられる手段と、上記カウンタ値の増減周期を検出する手段と、上記増減周期が所定周期以上になるように、上記リール
の投影面積の演算結果及び上記供給リール及び巻取リ−
ルのリール半径演算結果を修正する手段と、を備えることを特徴とするディジタル信号記録再生装
置。
【請求項６】請求項１記載のディジタル信号記録再生
装置において、再生ヘッドにより上記磁気テープから再
生信号を再生する手段は、再生信号のレベルを検出する手段と、再生信号のレベルにより上記磁気テープの走行を制御す
る手段と、再生信号レベルにより上記所定の基準タイミングを生成
する手段と、上記生成された基準タイミングを記憶する記憶手段と、を備えることを特徴とするディジタル信号記録再生装
置。