JPH07176115A

JPH07176115A - データ記録再生装置のサーボ制御装置

Info

Publication number: JPH07176115A
Application number: JP6208686A
Authority: JP
Inventors: Koji Fujita; 浩司藤田; Shigemitsu Higuchi; 重光樋口; Atsuo Suga; 厚夫菅; Toshiro Aizawa; 俊郎相澤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-11-05
Filing date: 1994-09-01
Publication date: 1995-07-14

Abstract

(57)【要約】【目的】キャプスタン位相同期引き込み時間を一定に
かつ短縮すること。【構成】テープ停止時のトラッキング位相を検出する
手段と、位相基準信号の位相を検出する手段と、再生コ
ントロール信号の位相を検出する手段と、キャプスタン
の起動開始を制御するキャプスタン起動開始手段と、キ
ャプスタン起動開始から速度ロックするまでの位相基準
信号と再生コントロール信号との位相差を位相基準デー
タとして格納する手段と、コントロール信号の位相の検
出結果と位相基準信号の位相の検出結果とを比較する第
１の位相誤差検出手段と、第１の位相誤差検出結果と位
相基準データとを比較する第２の位相誤差検出手段とを
具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、データ記録再生装置の
サーボ制御装置に係り、特に、ヘリカルスキャン型の高
密度記録であって、アクセス時間間隔が実際の記録再生
にかかる時間よりも長く、アクセスが磁気テープ上のラ
ンダムな場所で繰り返して行われながらも、正確なトラ
ッキングを高速に行ない、高度な信頼性を要求されるよ
うなデータ記録再生装置に用いて好適なサーボ制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１４は、従来のデータ記録再生装置
（ヘリカルスキャン型の磁気テープ記録再生装置）のサ
ーボ制御装置の１例を示すブロック図であり、同図にお
いて、１０１は速度制御回路、１０２は位相制御回路、
１０３はＬＰＦ（ローパスフィルタ）、１０４は加算
器、１０５はＣＦＧ（キャプスタン周波数発生）ヘッ
ド、１０６は増幅器、１０７は速度検出器、１０８はコ
ントロールヘッド、１１０は位相検出器（位相比較器）
である。

【０００３】図１４に示すサーボ制御装置は、キャプス
タン（図示せず）の回転速度を検出し、それによってキ
ャプスタンの回転速度を制御するためのループを構成す
る速度制御回路１０１と、磁気テープ（図示せず）上に
記録されたコントロール信号を再生し、基準信号との位
相比較をすることによってテープの走行位相を制御する
ためのループを構成する位相制御回路１０２と、速度制
御回路１０１の出力と位相制御回路１０２の出力信号と
を加算して、磁気テープを駆動するためのキャプスタン
モータドライブ回路（図示せず）に供給する加算器１０
４とからなっている。

【０００４】速度制御回路１０１は、キャプスタンの回
転に伴ってＣＦＧヘッド１０５から発生されるＣＦＧ信
号を増幅する増幅器１０６と、この増幅器１０６の出力
信号からキャプスタンの回転速度、すなわち、磁気テー
プの走行速度を検出する速度検出器１０７とからなって
いる。

【０００５】また、位相制御回路１０２は、コントロー
ルヘッド１０８によって磁気テープのコントロールトラ
ックから再生されるコントロール信号を増幅する増幅器
１０９と、この増幅器１０９から出力される再生コント
ロール信号と外部からの基準信号とを位相比較し、位相
ずれに応じた位相検出信号を出力する位相検出器１１０
と、この位相検出器１１０の出力を濾波するＬＰＦ１０
３とからなっている。

【０００６】次に、この従来のヘリカルスキャン型磁気
テープ記録再生装置のサーボ制御装置の動作について説
明する。

【０００７】ＣＦＧヘッド１０５は、キャプスタン（図
示せず）の回転に伴ってＣＦＧ信号を検出し、このＣＦ
Ｇ信号は、増幅器１０６で増幅された後、速度検出器１
０７に供給されて、この速度検出器１０７によってキャ
プスタンモータ（図示せず）を定速に駆動するための速
度制御信号が生成される。コントロールヘッド１０８
は、図示しない磁気テープ上のコントロールトラックに
記録されたコントロール信号を再生し、この再生コント
ロール信号は、増幅器１０９で増幅された後、位相検出
器１１０に供給されて外部からの基準信号と位相比較さ
れ、これらの位相差を表わす位相検出信号が得られる。
この位相検出信号は、ＬＰＦ１０３で高周波成分のノイ
ズが除去されて、加算器１０４に供給され、速度制御回
路１０１からの速度制御信号と加算されて、図示しない
キャプスタンモータドライブ回路に供給される。キャプ
スタンモータドライブ回路は、加算器１０４から出力さ
れる制御信号に基づいて、キャプスタンモータを駆動
し、これによって、磁気テープの走行速度が一定に保た
れる。

【０００８】ここで、図１５によって位相検出器（位相
比較器）１１０の動作を説明する。位相検出器１１０に
おいては、外部からの基準信号に基づいて、図１５の
（ａ）に示す鋸波状の基準信号が生成される。この鋸波
状の基準信号は、その周期毎に例えば０Ｖから５Ｖまで
その電圧を直線的に変化する信号である。鋸波状の基準
信号は、増幅器１０９によって図１５の（ｂ）に示すよ
うに波形整形された再生コントロール信号の立上りエッ
ジ（時刻ｔ１など）でサンプルホールドされ、これによ
り、図１５の（ｃ）に示すように、再生コントロール信
号の立ち上がりエッジのタイミングでの鋸波状の基準信
号の電圧レベルに応じたレベルの位相検出信号が得られ
る。

【０００９】上記のように、鋸波状の基準信号の電圧が
０Ｖから５Ｖまで繰り返し変化する場合、上記位相検出
信号は、鋸波状の基準信号電圧の再生コントロール信号
によるサンプリングタイミングが２．５Ｖになるとき
に、位相制御系出力信号が０Ｖとなるように設定されて
いる。

【００１０】そして、図示しないキャプスタンモータド
ライブ回路は、図１５の（ｃ）に示される位相検出出力
と、速度制御回路２０の出力信号とに基づいて、この位
相検出出力が０に近づくようにキャプスタンモータを制
御する。

【００１１】次に、キャプスタン起動時における、速度
制御回路１０１と位相制御回路１０２との動作タイミン
グについて説明する。

【００１２】キャプスタン起動後、キャプスタンが所定
速度（ロックイン速度）に達するまでは、キャプスタン
モータは速度制御回路１０１の出力信号だけによって制
御され、キャプスタンがロックイン速度に達すると、速
度制御回路１０１と位相制御回路１０２との並列制御が
行われる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のサーボ制御装置には、以下のような問題点があっ
た。まず、記録されるコントロール信号の周波数は予め
決定された一定の数値、例えば３０Ｈｚである。したが
って、位相制御のためのサンプリング周波数がこの周波
数以下となるために、位相制御のループゲインを十分に
高めることができず、位相引込み時間が長くなるという
問題があった。

【００１４】また、キャプスタンの起動時において、キ
ャプスタン位相制御の動作開始点（ロックイン速度到達
点）における基準信号の位相と再生コントロール信号と
の位相差が一定でないため、上記の位相引込み時間が一
定でないという問題もあった。

【００１５】したがって、本発明の解決すべき技術的課
題は上記した従来技術のもつ問題点を解消することにあ
り、その目的とするところは、キャプスタン起動時にお
けるキャプスタン位相同期引き込み時間を一定にかつ短
縮することができるようにした、データ記録再生装置の
サーボ制御装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明によるデータ記録再生装置のサーボ制御
装置は、上記キャプスタンの回転速度を検出するキャプ
スタン回転速度検出手段と、該キャプスタン回転速度検
出手段で検出される上記キャプスタンの回転速度とキャ
プスタン基準速度とを比較し、速度誤差検出結果を出力
する速度誤差検出手段と、上記磁気テープの長手方向に
コントロール信号を記録再生する手段と、上記磁気テー
プから再生される再生コントロール信号の位相を検出す
る位相検出手段と、位相基準信号を発生する基準信号発
生手段と、上記位相基準信号の位相を検出する位相検出
手段と、上記位相基準信号の位相と上記再生コントロー
ル信号の位相とを比較し、第１の位相誤差検出結果を出
力する第１の位相誤差検出手段と、上記の磁気テープの
停止時のトラッキング位相を検出する手段と、上記位相
基準信号の位相検出結果と、上記磁気テープ停止時のト
ラッキング位相の検出結果とから、上記キャプスタンの
起動開始を制御するキャプスタン起動開始手段と、キャ
プスタン起動開始から所定速度に達するまでの上記位相
基準信号と上記再生コントロール信号との位相差を、位
相基準データとして格納する手段と、上記第１の位相誤
差検出結果と上記位相基準データとを比較し、第２の位
相誤差検出結果を出力する第２の位相誤差検出手段と、
を設けた構成をとる。

【００１７】

【作用】位相基準信号の位相検出の結果とテープ停止時
のトラッキング位相の検出結果とによってキャプスタン
の起動開始を制御するキャプスタン起動開始手段は、キ
ャプスタン起動開始から速度ロックするまでの位相基準
信号と再生コントロール信号との位相差を生成するため
の、重要なタイミング信号の発生源として動作し、キャ
プスタン起動開始から速度ロックするまでの位相基準信
号と再生コントロール信号との位相差を位相基準データ
として格納する手段は、キャプスタン起動当初からの位
相目標値を出力するように動作し、第１の位相誤差検出
結果と位相基準データとを比較する第２の位相誤差検出
手段は、キャプスタン起動時における本来のキャプスタ
ン位相制御の動作開始点（前記ロックイン速度到達点）
における基準信号の位相と再生コントロール信号の位相
差が、最小値となるように機能する。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を図示した各実施例によって説
明する。

【００１９】〈第１実施例〉図１は、本発明の第１実施
例に係るデータ記録再生装置のサーボ制御装置の構成を
示すブロック図である。同図において、１は磁気テープ
（以下、テープ１と称す）、２はキャプスタン、３はキ
ャプスタンモータ、４はスイッチ回路、５はキャプスタ
ン回転速度検出器（以下、ＣＦＧヘッド５と称す）、６
は速度検出回路、７は基準テープ速度発生回路、８は比
較回路、９は加算器、１０はコントロール信号（以下、
ＣＴＬ信号１０と称す）、１１はコントロール信号記録
再生ヘッド（以下、ＣＴＬヘッド１１と称す）、１２は
スイッチ回路、１３は記録／再生選択入力端子、１４は
記録コントロール信号発生回路（以下、記録ＣＴＬ信号
発生回路１４と称す）、１５はコントロール信号再生回
路（以下、ＣＴＬ信号再生回路１５と称す）、１６は位
相検出回路、１７は比較回路、１８はスイッチ回路、１
９は位相検出回路、２０は基準信号発生回路、２１は起
動位相差データ記憶回路、２２は位相一致検出回路、２
３は比較回路、２４はキャプスタン速度ロック検出回路
（以下、ＣＰＬ検出回路２４と称す）、２５，２６は回
転ヘッド、２７は回転ドラム、２８はドラムモータ、２
９は再生回路、３０はトラッキング検出回路である。

【００２０】本発明の各実施例におけるデータ記録再生
装置は、大容量のデータを高速に記録再生するため、回
転ドラム２７の外周に所定の角度にわたって斜めに巻き
付けられて走行するテープ１を、回転駆動される回転ド
ラム２７に取り付けられた回転ヘッド２５，２６によっ
て走査することにより、ヘリカルトラックを形成してデ
ータの記録再生をする、ヘリカルスキャン型の磁気テー
プ記録再生装置となっている。

【００２１】テープ１は、キャプスタン２とピンチロー
ラ（図示せず）とによって狭持され、キャプスタンモー
タ３を回転させることにより、テープ１は定速に走行さ
れる。

【００２２】ここで、キャプスタン駆動機構について説
明する。キャプスタンモータ３の回転軸には、図示せぬ
ＦＧ（周波数発生）着磁ディスクが連結されている。Ｆ
Ｇ着磁ディスクには複数の着磁が等間隔になされてお
り、この着磁面に対向して電磁変換用ヘッドであるＣＦ
Ｇヘッド５が配置されている。したがって、ＦＧ着磁デ
ィスクの回転速度、すなわちキャプスタン２の回転速度
がＣＦＧヘッド５からパルス出力（ＣＦＧ信号）として
検出される。

【００２３】まず、テープ１の走行速度制御系について
説明する。キャプスタン（キャプスタン軸）２の半径を
Ｒ_C 、１秒間に検出されるＣＦＧヘッド５からのパルス
出力をｆ_CFG 、キャプスタン２のＦＧ着磁ディスクの着
磁数をＤ_C とすると、テープ１の走行速度Ｖ_C およびは
キャプスタン２の回転周波数ｆ_C は、Ｖ_C＝２×π×Ｒ_C×ｆ_C ……式ｆ_C＝ｆ_CFG／Ｄ_C ……式で表せられる。

【００２４】したがって、Ｒ_C およびＤ_C は既知である
ので、ＣＦＧ信号をＣＦＧヘッド５にて検出して式へ
代入すれば、キャプスタン２の回転周波数ｆ_C が求ま
り、式を式へ代入すれば、テープ１の走行速度Ｖ_C
が求められることになる。以上の演算を、速度検出回路
６が行なうようになっている。

【００２５】上記の演算によって得られたテープ１の走
行速度Ｖ_C と基準テープ速度発生回路７から出力される
基準速度との誤差が、比較回路８によって検出される。
比較回路８は、速度検出回路６の出力信号が与えるテー
プ１の走行速度Ｖ_C を、速度基準データ（基準速度）で
減算するような回路構成になっており、この減算結果が
速度誤差信号（速度制御信号）として、加算器９に出力
される。

【００２６】次に、テープ１の位相制御系について説明
する。ヘリカルスキャン型のデータ記録再生装置では、
高密度にテープ１に記録された斜め方向のトラック（ヘ
リカルトラック）を、正確にトレースさせるための技術
（トラッキング）が必要である。

【００２７】このトラッキングを実現するために、まず
記録時に、記録再生用の回転ヘッド２５，２６の回転位
相に同期して、ＣＴＬ信号１０をＣＴＬヘッド１１によ
ってテープ１の長手方向に記録する。この記録ＣＴＬ信
号１０は、記録ＣＴＬ信号発生回路１４で発生され、記
録側（Ｒ）へ閉じられているスイッチ回路１２を介し
て、記録再生用のＣＴＬヘッド１１へ送出される。な
お、スイッチ回路１２は、記録／再生選択入力端子１３
からの切替信号によって切り替えられ、記録時にはＲ側
へ閉じ、再生時にはＰ側へ閉じるようになっている。

【００２８】再生時には、ＣＴＬヘッド１１によって、
テープ１からコントロール信号１０が再生され、この再
生ＣＴＬ信号が、記録時と同一位相関係にて再生される
ようにキャプスタンモータ３の位相制御が行われる。

【００２９】以上の制御を行うことにより、記録時と同
一トラックを再生時にトレースすることができる。

【００３０】回転ヘッド２５，２６は、回転ドラム２７
に１８０°対向して取り付けられており、ドラムモータ
２８が回転ドラム２７を回転駆動することにより回転す
る。ドラムモータ２８の回転位相は、基準信号発生回路
２０からの基準信号に同期する。ここでは、回転ドラム
２７の回転位相制御についての説明は省略する。

【００３１】再生時、ＣＴＬヘッド１１にて再生された
ＣＴＬ信号は、スイッチ回路１２を介してＣＴＬ信号再
生回路１５に供給され、ＣＴＬ信号再生回路１５におい
て、増幅や波形整形などの処理がなされる。波形整形さ
れた再生ＣＴＬ信号は、位相検出回路１６でそのタイミ
ング位相が検出され、この検出結果（タイミング位相）
が比較回路２７の一方の入力端へ出力される。

【００３２】一方、基準信号発生回路２０から出力され
る位相基準信号は、位相検出回路１９でそのタイミング
位相が検出され、この検出結果（タイミング位相）が比
較回路１７の他方の入力端へ出力される。

【００３３】比較回路１７では、再生ＣＴＬ信号のタイ
ミング位相と位相基準信号のタイミング位相との位相誤
差が演算され、この演算結果が位相誤差信号（位相制御
信号）として、Ｎ側に閉じているスイッチ回路１８を介
して加算器９に出力される。

【００３４】加算器９では、前記速度制御信号と前記位
相制御信号とが加算される。加算器９から出力される制
御信号は、スイッチ回路４を介して図示せぬキャプスタ
ンモータドライブ回路（本発明の各実施例では、キャプ
スタンモータドライブ回路は例えばキャプスタンモータ
３に内蔵されているものと理解されたい）に供給され、
これによってキャプスタンモータ３が回転駆動される。

【００３５】以上述べた制御により、キャプスタン２、
すなわちテープ１の速度制御と位相制御がなされること
になる。

【００３６】しかし、キャプスタン位相制御は、通常、
その動作開始点（前記ロックイン速度到達点＝速度ロッ
クイン点）における位相基準信号の位相と再生コントロ
ール信号の位相との位相差が一定でないため、キャプス
タン位相制御開始時の位相引き込みが一定ではなく、位
相引き込みに時間を要する場合がある。

【００３７】図１６は、速度ロックイン点における位相
基準信号の位相と再生コントロール信号の位相との位相
差に対応する、位相引き込み時間を示す図である。横軸
は、速度ロックイン点からの時間を示す時間軸であり、
縦軸は、位相基準信号の位相と再生コントロール信号の
位相との位相差を示している。

【００３８】図１６における１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，
１６Ｄは、上記した位相差の１例であって、速度ロック
イン点における位相基準信号の位相と再生コントロール
信号の位相との位相差が、一定でないことを示してい
る。したがって、位相差の少ない１６Ａの場合には位相
引き込み時間はｔ₀ となり、位相差が±９０°程度の１
６Ｂ，１６Ｃの場合には位相引き込み時間はｔ₁ とな
り、位相差が−１８０°程度の１６Ｄの場合には位相引
き込み時間はｔ₂ となる（ｔ₂ ＞ｔ₁ ＞ｔ₀ ）。

【００３９】図１６からわかるように、速度ロックイン
点での目標位相差が大きい程、位相引き込み時間が長く
なる。本実施例は、キャプスタン起動から速度ロックイ
ン点（例えば、目標速度の±２０％以内）までの期間に
おいて、キャプスタン２の位相管理を行った速度制御を
行うことで、かかる問題を解消するものである。

【００４０】本実施例では、テープ１が停止している時
のトラッキング位相の検出結果（ＣＴＬヘッド１１と再
生ＣＴＬ信号１０との位置関係の検出結果）と、位相基
準信号の位相の検出結果とによって、両者の位相関係を
検出し、その検出結果に応じて、キャプスタン２の起動
タイミングを制御するようになっている。

【００４１】以下、キャプスタン起動時における位相管
理を行った速度制御について説明する。

【００４２】図２は、キャプスタン起動時（テープ走行
起動時）の位相基準信号と再生ＣＴＬ信号との位相関係
を示した図であり、同図において、（ｈ）が位相基準信
号を示し、（ｉ）が再生ＣＴＬ信号を示している。

【００４３】図２において、いま、時刻ｔ₁₁で起動を開
始し、時刻ｔ₁₂にて位相基準信号と再生ＣＴＬ信号とが
位相同期（位相ロック状態）したものとすると、この位
相ロック状態から時間を遡れば、起動開始の時刻ｔ₁₁に
おける位相基準信号と再生ＣＴＬ信号の位相関係はほぼ
一意的に決まる。

【００４４】そこで本実施例では、図２における、時刻
ｔ₁₁から時刻ｔ₁₂までの位相基準信号と再生ＣＴＬ信号
との各位相差データ（例えば、図２のＤ₁ 〜Ｄ₈ ）を、
キャプスタン起動後の基準信号毎に、あらかじめ周期デ
ータ（例えば、図２のＴ₁ 〜Ｔ₅ ）とともに、起動位相
差データ記憶回路２１に格納するようにしてある。そし
て、再生動作の開始前に、テープ１が停止しているとき
の一意的に決定づけられる位相基準信号と再生ＣＴＬ信
号との位相関係を検出し、キャプスタン起動時から速度
ロックまでの期間は、上記記憶している位相差データ
（位相基準データ）と、実際起動時における位相基準信
号の位相と再生ＣＴＬ信号の位相の位相差信号との、差
信号を図示せぬキャプスタンモータドライブ回路へフィ
ードバックして、負帰還制御をするようにしている。

【００４５】上記した一意的に決定づけられるテープ１
の起動開始点における、位相基準信号と再生ＣＴＬの位
相関係の検出は、位相一致検出回路２２にて行う。

【００４６】次に、図３，図４，図５を用いて、位相一
致検出回路２２の動作を説明する。但しここでは、前提
条件として、現在テープ１が停止している状態でのＣＴ
Ｌヘッド１１とテープ１上のＣＴＬ信号１０との位置関
係が既知であるものとする。なお、現在停止しているＣ
ＴＬヘッド１１とＣＴＬ信号１０の位相関係を検出する
手段については後述する。

【００４７】図３において、ＣＴＬヘッド１１とＣＴＬ
信号１０との位置関係を示すΔθ₁に対応する基準信号
位相（図５の（ｅ））Δθ₂ のタイミングを検出し、そ
の位相一致検出信号（図５の（ｇ））を出力する。

【００４８】図４は、図１における位相一致検出回路２
２の構成を示すブロック図であり、同図において、４１
はカウンタ、４２はカウンタの基準クロック発生回路、
４３は位相差データをカウンタ値に変換するカウンタ値
変換回路、４４は比較回路、４５は出力端子、４６，４
７は入力端子である。

【００４９】また、図５は、図４の各部の信号を示す波
形図であって、図４に対応する信号には同一符号を付し
てある。なお、カウンタ４１のカウント値ｆも、理解し
やすいように波形で示している。

【００５０】図４において、既知のデータΔθ₁ が入力
端子４７から入力され、カウント値変換回路４３によっ
て、位相データからカウンタ値Δθ₂ ’にデータ変換さ
れる。また、カウンタ４１は、基準クロック発生回路４
２からの基準クロックをカウントアップし、入力端子４
６から入力される位相基準信号（ｅ）の立上りエッジで
カウンタ４１をリセットする。カウンタ４１のカウント
値ｆとカウント値変換回路４３からのデータΔθ₂ ’と
が比較回路４４で比較され、両者が一致したタイミング
で位相一致検出信号（ｇ）が発生し、出力端子４５から
出力される。

【００５１】この位相一致検出信号（ｇ）は、図１にお
いて、スイッチ回路４に切り替え信号として供給され、
位相の一致が検出されると、スイッチ回路４がＯＮして
キャプスタンモータ３の駆動が開始される。

【００５２】図６は、図１における起動位相差データ記
憶回路２１の１例を示すブロック図であり、同図におい
て、５０はデータ読み出し回路、５１は記憶回路、５２
はスイッチ回路、５３は出力端子、５４〜５６は入力端
子であり、図１に対応する部分には同一符号を付してあ
る。

【００５３】次に、起動位相差データについて、図６を
用いて説明する。同図において、テープ起動時に、一意
的に決定づけられる位相基準信号と再生ＣＴＬ信号との
位相関係を表わすデータを、キャプスタン起動後の基準
信号毎に、起動時の基準位相差データとして記憶回路５
１に記憶する。この記憶データは、例えば前記した図２
のＤ₁ 〜Ｄ₈ である。

【００５４】上記の基準位相差データの読み出し制御
は、入力端子５５から位相一致検出信号（ｇ）が入力さ
れることによってなされる。すなわち、位相一致検出信
号（ｇ）が入力されとスイッチ回路５２が閉じられ、基
準信号発生回路２０から入力端子５６を介して入力され
る位相基準信号は、スイッチ回路５２を介し、データ読
み出し回路５０へ供給される。したがって、キャプスタ
ン起動後からデータＤ₁，Ｄ₂ ，Ｄ₃ ，……Ｄ₈ の順序
で読み出されて、図１の比較回路２３の一方の入力端に
供給される。

【００５５】比較回路２３の他方の入力端には、比較回
路１７から、位相基準信号と再生ＣＴＬ信号との位相誤
差信号が供給されている。したがって、比較回路２３
は、基準位相差データと、位相基準信号と再生ＣＴＬ信
号の位相誤差信号（第１の位相誤差信号）との比較を行
ない、比較結果を第２の位相誤差信号として、スイッチ
回路１８のＴ側へ供給する。

【００５６】上記スイッチ回路１８は、ＣＰＬ検出回路
２４の出力信号によって切り替え制御される。ＣＰＬ検
出回路２４は、速度検出回路６の速度検出出力信号か
ら、例えば、キャプスタン２の回転速度が目標速度の±
２０％以内に達したことを検出すると、スイッチ回路１
８をＴ側からＮ側に切り替える。したがって、キャプス
タンモータ３は、速度ロックするまでは、比較回路２３
からの第２の位相誤差信号と、比較回路８からの速度制
御信号とによって制御される。

【００５７】以上により、テープ起動時におけるキャプ
スタン２の速度制御期間内に並行して、位相基準信号と
の位相制御を行うことができる。したがって、位相制御
の動作開始点における位相基準信号の位相と再生ＣＴＬ
信号の位相差を、常に最小に制御することができる。

【００５８】〈第２実施例〉図７は、本発明の第２実施
例に係るデータ記録再生装置のサーボ制御装置の構成を
示すブロック図であり、同図において図１と均等なもの
には同一符号を付し、その説明は重複を避けるため省略
する（これは、以下の実施例においても同様である）。
図７において、６０はＣＴＬ信号の周期計測回路、６１
は起動時のＣＴＬ信号の周期データ記憶回路である。

【００５９】本実施例を、図７とともに前記図２を用い
て説明する。図２において、前述したように、時刻ｔ₁₂
で位相基準信号と再生ＣＴＬ信号との位相同期がとれた
（位相ロック状態）とすると、この位相ロック状態から
時間を遡ることにより、起動開始時刻ｔ₁₁での位相基準
信号と再生ＣＴＬ信号との位相関係が一意的に決まる。
そこで、本実施例では、この一意的に決定づけられる起
動時の再生ＣＴＬ信号の周期を検出し、その検出結果に
応じてキャプスタンの制御を行うようにしている。

【００６０】さらに、キャプスタン起動時のキャプスタ
ン加速度は、ほぼ同一であることから、時刻ｔ₁₁からｔ
₁₂までの再生ＣＴＬ信号の周期も、キャプスタンの加速
度によって決定される。そこで、本実施例では、時刻ｔ
₁₁からｔ₁₂までの再生ＣＴＬ信号の周期のデータ（図２
のＴ₁ 〜Ｔ₅ ）を、図７の起動ＣＴＬ信号の周期データ
記憶回路６１に記録しておき、前述した位相一致検出回
路２２から出力される位相一致検出結果に同期して、か
かるデータの読み出しを開始する。なお、位相一致検出
回路２２の動作は前記第１実施例と同様で、位相一致検
出結果によってスイッチ回路４が閉じられてキャプスタ
ン２の起動が開始されると同時に、周期データ記憶回路
６１からのデータ読み出しが開始される。

【００６１】ＣＴＬ信号再生回路１５から出力された再
生ＣＴＬ信号は、ＣＴＬ周期計測回路６０に供給され、
その周期が計測される。この周期は、比較回路２３にお
いて、起動時のＣＴＬ信号の周期データ記憶回路６１か
ら読み出される起動ＣＴＬ信号周期データＴ₁ 〜Ｔ₅ と
比較され、その比較結果が、スイッチ回路１８に第２の
位相制御信号として供給される。

【００６２】なお、起動ＣＴＬ信号の周期データの読み
出し手段は、前述した図６に示した起動位相差データ記
憶回路２１の場合と同様である。

【００６３】本実施例おいても、前記した第１実施例と
同様に、テープ起動時におけるキャプスタン２の速度制
御期間内に並行して、位相基準信号との位相制御を行う
ことができる。したがって、位相制御の動作開始点にお
ける位相基準信号の位相と再生ＣＴＬ信号の位相差を、
常に最小に制御することができる。

【００６４】次に、以上の第１，第２実施例および後述
する第３実施例において、テープ停止時のＣＴＬ信号１
０とＣＴＬヘッド１１の位置ずれ量Δθ₁ の検出手段に
ついて、以下に説明する。

【００６５】図１および図７において、テープ１が停止
している状態においても、回転ドラム２７は回転してい
て、回転ヘッド２５，２６はテープ１を走査しており、
回転ヘッド２５，２６から得られる再生信号は、再生回
路２９で増幅などの処理がなされた後、トラッキング検
出回路３０に供給される。このトラッキング検出回路３
０で、テープ１が停止した状態でのＣＴＬ信号１０と再
生ＣＴＬヘッド１１の位置ずれ量Δθ₁ が検出される。

【００６６】テープ１上に形成されたヘリカルトラック
は、所定個数毎にグループ化されている。ここでは図８
に示すように、６本のヘリカルトラックで１グループを
構成し、ヘリカルトラック６５〜７０が１グループを成
しているものとする。各ヘリカルトラックには、所定の
タイミングで同期信号７１が記録され、また、グループ
内でのトラック番号７２も記録されている。

【００６７】テープ１には、その長手方向にかつ２トラ
ック毎に、ＣＴＬ信号１０が記憶されている。回転ヘッ
ド２５，２６とＣＴＬヘッド１１との位置関係は一定で
あり、これらの回転ヘッド２５，２６の一方、例えば回
転ヘッド２５がそのアジマス角に等しい磁化方向のヘリ
カルトラックを正しいトラッキング状態で再生開始する
タイミングで、ＣＴＬヘッド１１がＣＴＬ信号１０を再
生するように、回転ヘッド２５，２６とＣＴＬヘッド１
１との位置関係が設定されているものとすると、テープ
１の停止時、ＣＴＬヘッド１１とＣＴＬ信号１０の記録
位置との間にΔθ₁ の位置ずれがあるとき、回転ヘッド
２５，２６はこの位置ずれ量Δθ₁ に相当する分のトラ
ッキングずれを起こしており、したがって、再生される
同期信号７１のレベルがその分低下する。

【００６８】図９は、かかる位置ずれ量Δθ₁ に対する
同期信号の再生レベルを示すものである。図１および図
７におけるトラッキング検出回路３０は、以上の手法に
基づいて位置ずれ量Δθ₁ を検出するものであり、その
１例を図１０を用いて説明する。但し、図１０におい
て、８０は同期検出回路、８１はレベル検出回路、８２
はセグメントナンバ検出回路、８３はトラッキング値換
算回路、８４はヘリカルトラックからの再生信号の入力
端子、８５はテープ停止時のＣＴＬ信号１０と再生ＣＴ
Ｌヘッド１１の位置ずれ量Δθ₁ 検出信号の出力端子で
ある。

【００６９】また、図１１は、テープ１が停止している
状態において、ＣＴＬ信号１０とＣＴＬヘッド１１の位
置ずれ量Δθ₁ と、これに対する回転ヘッド２５，２６
の走査軌跡とを重ねて示したものであり、点線枠が回転
ヘッド２５，２６の走査軌跡である。

【００７０】図１１に示したように、回転ヘッド２５，
２６が停止しているテープ１を走査している。図１０に
おいて、かかる状態でヘリカルトラックからの再生信号
は入力端子８４から入力され、同期信号検出回路８０に
供給されて、同期信号が検出される。検出された同期信
号はレベル検出回路８１に供給され、そのレベルが検出
される。同期信号のレベルとトラッキング位相との関係
は、ほぼ図９に示すようになり、同期信号のレベルが最
大である場合、最良のトラッキング状態であって、Δθ
₁ ＝０°である。

【００７１】さらに、図８で示したヘリカルトラックの
グループ内のトラック番号７２が、セグメントナンバ検
出回路８２（図１０）で検出され、この検出されたトラ
ック番号と上記の検出された同期信号のレベル値とが、
トラッキング値換算回路８３に供給され、これで位置ず
れ量Δθ₁ が求められる。そして、得られた位置ずれ量
Δθ₁ のデータが、出力端子８５から出力される。

【００７２】以上のようにして、テープ停止時のＣＴＬ
信号１０とＣＴＬヘッド１１の位置ずれ量Δθ₁ を検出
することができる。

【００７３】〈第３実施例〉本発明の第３実施例を図１
２および図１３を用いて説明する。図１２は、本発明の
第３実施例に係るデータ記録再生装置のサーボ制御装置
の構成を示すブロック図であり、同図において、９０は
巻取りリール、９１は巻取りリールモータ、９２は供給
リール、９３は供給リールモータ、９４は速度制御の加
減速検出回路、９５は位相データ発生回路、９６は速度
指令入力端子、９７は加算器である。

【００７４】また、図１３は、前述した図１６と同様
の、速度ロックイン点における位相基準信号の位相と再
生ＣＴＬ信号の位相差に対応する、位相引き込み時間を
示す図である。本実施例では、速度ロックイン点におけ
る位相差が、例えば１３Ａと１３Ｂとである場合につい
て説明する。

【００７５】図１２において、比較回路８からの速度制
御信号は、加減速検出回路９４へ供給され、加減速情報
が位相データ発生回路９５へ入力される。位相データ発
生回路９５は、速度の加減速に応じて位相データを発生
する。この位相データは、再生ＣＴＬ信号の位相データ
と、加算器９７にて加算され、比較回路１７へ送出され
る。以上の信号の流れを、図１３の例を用いて説明す
る。

【００７６】まず、ここで位相制御の引き込み方向につ
いて説明する。引き込み方向とは、進み位相、または遅
れ位相のいずれかの制御にて、引き込み動作を行わせる
ことである。従来の位相引き込み方向の考え方は、位相
の引き込み範囲を±１８０°にて制御する。したがっ
て、図１３の１３Ｂの遅れ位相−２７０°は、１３Ａの
進み位相＋９０°に変換して位相制御を行っている（図
１６の９４，９５の動作による）。

【００７７】進み位相（１３Ａ）の場合は減速制御を、
遅れ位相（１３Ｂ）の場合は加速制御を行う。しかし、
キャプスタン起動開始から目標速度に達するまでの期間
は、加速制御を行っている。したがって、このとき、位
相制御が進み位相制御を行った場合は、速度制御の加速
制御とぶつかってしまい、引き込み時間が長くなる。

【００７８】そこで、本実施例では、上記の速度制御の
加速，減速制御を検出し、位相引き込み方向を速度制御
の加減速方向にあわせるように、加減速検出器１０４の
検出結果に応じて、加算すべき位相データとして１８０
°または０°を選択して、位相データ発生回路９５から
出力させる構成とした。

【００７９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
キャプスタン起動時におけるキャプスタン速度制御を、
位相基準信号と再生ＣＴＬ信号の位相差を管理しながら
制御することができる。したがって、キャプスタン位相
制御の動作開始点における位相基準信号の位相と再生Ｃ
ＴＬ信号の位相とを略一致させることができ、キャプス
タンの位相引き込み時間を最小にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るデータ記録再生装置
のサーボ制御装置の構成を示すブロック図である。

【図２】キャプスタン起動時（テープ走行起動時）の位
相基準信号と再生コントロール信号との位相関係を示し
た説明図である。

【図３】テープ停止時のコントロール信号とコントロー
ル信号記録再生ヘッドとの位置関係を示す説明図であ
る。

【図４】図１中の位相一致検出回路の１具体例を示すブ
ロック図である。

【図５】図４における各部の信号を示す波形図である。

【図６】図１中の起動位相差データ記憶回路の１具体例
を示すブロック図である。

【図７】本発明の第２実施例に係るデータ記録再生装置
のサーボ制御装置の構成を示すブロック図である。

【図８】磁気テープ上でのヘリカルトラックパターンの
１例を示す説明図である。

【図９】トラッキングずれ量と再生信号レベルとの関係
を示す説明図である。

【図１０】本発明の各実施例で用いられるトラッキング
検出回路の１具体例を示すブロック図である。

【図１１】磁気テープ停止時における、コントロール信
号記録再生ヘッドと回転ヘッドの走査軌跡との位置関係
の１例を示す説明図である。

【図１２】本発明の第３実施例に係るデータ記録再生装
置のサーボ制御装置の構成を示すブロック図である。

【図１３】速度ロックイン点における位相基準信号の位
相と再生ＣＴＬ信号の位相差に対応する、位相引き込み
時間の例を示す説明図である。

【図１４】従来のデータ記録再生装置のサーボ制御装置
の１例を示すブロック図である。

【図１５】図１４における各部の信号を示す波形図であ
る。

【図１６】速度ロックイン点における位相基準信号の位
相と再生ＣＴＬ信号の位相差に対応する、位相引き込み
時間の例を示す説明図である。

【符号の説明】

１磁気テープ（テープ）２キャプスタン３キャプスタンモータ４スイッチ回路５キャプスタン回転速度検出器（ＣＦＧヘッド）６速度検出回路７基準テープ速度発生回路８比較回路９加算器１０コントロール信号（ＣＴＬ信号）１１コントロール信号記録再生ヘッド（ＣＴＬヘッ
ド）１２スイッチ回路１３記録／再生選択入力端子１４記録コントロール信号発生回路（記録ＣＴＬ信号
発生回路）１５コントロール信号再生回路（ＣＴＬ信号再生回
路）１６位相検出回路１７比較回路１８スイッチ回路１９位相検出回路２０基準信号発生回路２１起動位相差データ記憶回路２２位相一致検出回路２３比較回路２４キャプスタン速度ロック検出回路（ＣＰＬ検出回
路）２５，２６回転ヘッド２７回転ドラム２８ドラムモータ２９再生回路３０トラッキング検出回路６０ＣＴＬ信号の周期計測回路６１起動時のＣＴＬ信号の周期データ記憶回路９４加減速検出回路９５位相データ発生回路９６速度指令入力端子９７加算器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者相澤俊郎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映像メディア研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】キャプスタンとピンチローラで磁気テー
プを狭持し、キャプスタンを回転させることによって磁
気テープを走行させ、回転ヘッドによって磁気テープを
斜め方向に走査してデータを記録再生するヘリカルスキ
ャン型のデータ記録再生装置において、上記キャプスタンの回転速度を検出するキャプスタン回
転速度検出手段と、該キャプスタン回転速度検出手段で検出される上記キャ
プスタンの回転速度とキャプスタン基準速度とを比較
し、速度誤差検出結果を出力する速度誤差検出手段と、上記磁気テープの長手方向にコントロール信号を記録再
生する手段と、上記磁気テープから再生される再生コントロール信号の
位相を検出する位相検出手段と、位相基準信号を発生する基準信号発生手段と、上記位相基準信号の位相を検出する位相検出手段と、上記位相基準信号の位相と上記再生コントロール信号の
位相とを比較し、第１の位相誤差検出結果を出力する第
１の位相誤差検出手段と、上記の磁気テープの停止時のトラッキング位相を検出す
る手段と、上記位相基準信号の位相検出結果と、上記磁気テープ停
止時のトラッキング位相の検出結果とから、上記キャプ
スタンの起動開始を制御するキャプスタン起動開始手段
と、キャプスタン起動開始から所定速度に達するまでの上記
位相基準信号と上記再生コントロール信号との位相差
を、位相基準データとして格納する手段と、上記第１の位相誤差検出結果と上記位相基準データとを
比較し、第２の位相誤差検出結果を出力する第２の位相
誤差検出手段と、を備えたことを特徴とするデータ記録再生装置のサーボ
制御装置。
【請求項２】請求項１記載において、上記キャプスタンの回転速度が所定速度に達したことを
検出するロックイン速度検出手段と、該ロックイン速度検出手段の検出結果によって、上記第
１の位相誤差検出結果と第２の位相誤差検出結果のいず
れかを選択する選択手段と、該選択手段により選択された位相誤差検出結果と上記速
度誤差検出結果とを加算する加算手段と該加算手段の加
算結果によって上記キャプスタンを駆動するキャプスタ
ン駆動手段と、を備えたことを特徴とするデータ記録再
生装置のサーボ制御装置。
【請求項３】請求項１または２記載において、上記磁気テープ停止時のトラッキング位相を検出する手
段は、上記磁気テープ上の斜めのトラックの所定エリアに同期
信号を記録／再生する同期信号記録再生手段と、上記同期信号の再生出力レベルを検出するレベル検出手
段と、該レベル検出手段の検出レベルをトラッキング位相誤差
情報に変換する変換手段と、上記磁気テープ上の斜めのトラックを所定数のトラック
毎にグループ分けする手段と、上記グループ内のトラックに番号データを記録／再生す
る手段と、を備えたことを特徴とするデータ記録再生装
置のサーボ制御装置。
【請求項４】請求項１または２または３記載におい
て、上記キャプスタン回転速度の検出結果により、加速／減
速を検出する加減速検出手段と、該加減速検出手段による検出結果に応じて、上記再生コ
ントロール信号の位相を検出した位相検出結果に、所定
の位相値を加減算する手段と、該加減算する手段による加減算結果を、上記再生コント
ロール信号の位相検出結果とする手段と、を備えたこと
を特徴とするデータ記録再生装置のサーボ制御装置。
【請求項５】キャプスタンとピンチローラとで磁気テ
ープを狭持し、キャプスタンを回転させることによって
磁気テープを走行させ、回転ヘッドによって磁気テープ
を斜め方向に走査してデータを記録再生するヘリカルス
キャン型のデータ記録再生装置において、上記キャプスタンの回転速度を検出するキャプスタン回
転速度検出手段と、該キャプスタン回転速度検出手段の検出結果とキャプス
タン基準速度とを比較し、速度誤差検出結果を出力する
速度誤差検出手段と、上記磁気テープの長手方向にコントロール信号を記録再
生する手段と、再生された再生コントロール信号の位相を検出する位相
検出手段と、位相基準信号を発生する基準信号発生手段と、上記位相基準信号の位相を検出する位相検出手段と、上記位相基準信号の位相と上記再生コントロール信号の
位相とを比較し、第１の位相誤差検出結果を出力する第
１の位相誤差検出手段と、上記磁気テープの停止時のトラッキング位相を検出する
手段と、上記位相基準信号の位相検出結果と、上記磁気テープ停
止時のトラッキング位相の検出結果とから、上記キャプ
スタンの起動開始を制御するキャプスタン起動開始手段
と、キャプスタン起動開始から所定速度に達するまでの再生
コントロール信号基準周期データを格納する手段と、上記再生コントロール信号から該再生コントロール信号
の周期を演算する手段と、上記再生コントロール信号基準周期データと再生コント
ロール信号の周期とを比較し、第２の位相誤差検出結果
を出力する第２の位相誤差検出手段と、を備えたことを
特徴とするデータ記録再生装置のサーボ制御装置。