(57)【要約】【課題】  磁気テープの記憶容量とアクセス速度をともに向上させることが可能な磁気記録再生装置を提供する。【解決手段】  リールモータのコイルへの出力トランジスタをリニア領域で駆動することでリールモータの回転を制御する低出力ドライバ回路３２１と、コイルへの出力トランジスタをスイッチング駆動することでリールモータの回転を制御する高出力ドライバ回路と３２２を有し、少なくとも磁気テープに対する信号記録時および前記磁気テープからの信号再生時を含む低速走行モードでは低出力ドライバ回路３２１を選択使用し、トルクリップルを抑制してトラッキング精度を高める。また、少なくとも磁気テープの早送り時および高速巻き戻し時を含む高速走行モードでは高出力ドライバ回路３２２を選択使用して、回転速度を高速化してアクセス速度を向上させる。【選択図】  図２
2006018914.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気テープを用いてデータの記録・再生を行う磁気記録再生装置において、
前記磁気テープが巻装されるリールを回転させるリールモータと、
前記リールモータのコイルへの出力トランジスタをリニア領域で駆動することで前記リールモータの回転を制御する第１のドライバ回路と、
前記コイルへの出力トランジスタをスイッチング駆動することで前記リールモータの回転を制御する第２のドライバ回路と、
を有し、少なくとも前記磁気テープに対する信号記録時および前記磁気テープからの信号再生時を含む低速走行モードでは前記第１のドライバ回路を選択使用し、少なくとも前記磁気テープの早送り時および高速巻き戻し時を含む高速走行モードでは前記第２のドライバ回路を選択使用することを特徴とする磁気記録再生装置。
【請求項２】
前記第１のドライバ回路の非選択時に、前記第１のドライバ回路の出力端子と前記コイルとの信号線を遮断するスイッチ回路をさらに有することを特徴とする請求項１記載の磁気記録再生装置。
【請求項３】
前記スイッチ回路はＭＯＳＦＥＴリレースイッチからなることを特徴とする請求項２記載の磁気記録再生装置。
【請求項４】
前記第１および第２のドライバ回路のうち選択されていない方の出力端子と前記コイルとの信号線を遮断するスイッチ回路をさらに有することを特徴とする請求項１記載の磁気記録再生装置。
【請求項５】
前記第１のドライバ回路の非選択時には、前記第１のドライバ回路の出力側をハイインピーダンスにすることを特徴とする請求項１記載の磁気記録再生装置。
【請求項６】
前記第１および第２のドライバ回路のうち選択されていない方の出力側をハイインピーダンスにすることを特徴とする請求項１記載の磁気記録再生装置。
【請求項７】
前記第２のドライバ回路として、入力ＰＷＭ信号に応じて前記コイルへの出力トランジスタの駆動パルス信号のパルス幅を調整することで前記リールモータの回転速度を制御するダイレクトＰＷＭ駆動方式のドライバ回路を用いたことを特徴とする請求項１記載の磁気記録再生装置。
【請求項８】
前記ダイレクトＰＷＭ駆動方式のドライバ回路として、前記駆動パルス信号のデューティ比を位相に応じて変化させることで生成した擬似的な正弦波により前記コイルへの出力トランジスタを駆動させる正弦波ダイレクトＰＷＭ駆動方式のドライバ回路を用いたことを特徴とする請求項７記載の磁気記録再生装置。
【請求項９】
前記第１および第２のドライバ回路は、前記磁気テープの巻き取りリールおよび供給リールをそれぞれ回転させる巻き取りリールモータおよび供給リールモータのそれぞれに設けられて選択使用されることを特徴とする請求項１記載の磁気記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気テープを用いてデータの記録・再生を行う磁気記録再生装置に関し、特に、磁気テープの低速走行時のトラッキング精度を高めるとともに、高速走行時の速度をより高めるようにリールモータを制御することが可能な磁気記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気テープを用いてデータの記録再生を行う磁気記録再生装置では、大容量化やアクセス速度の向上が常に要求されている。磁気テープ１巻当たりの記憶容量を高める方法としては、磁気テープを薄型化することで１巻に収納される磁気テープを長尺化する方法と、記録面における記録密度を高める方法とが挙げられ、現在ではこれらの双方の観点から大容量化が進められている。
【０００３】
しかし、磁気テープを長尺化した場合、少なくとも従来と同等のアクセス性能を得るためには、早送りや巻き戻し時におけるテープの走行速度を高くする必要がある。一方、面記録密度の向上や、磁気テープの薄型化に伴う強度低下などに伴って、磁気テープを走行させるための機械部分やサーボ系に対しては、記録再生時の機械的な変動が抑制されるように、より高い精度が要求されている。
【０００４】
このため、磁気テープの巻き取り、供給を行うリールモータでは、記録再生の際の低速回転時には磁気ヘッドによるトラッキング精度を満たすように安定した回転が求められ、早送りや巻き戻しなどの高速回転時には、アクセス速度向上のためにより高い回転速度とすることが求められている。しかし、現状では、消費電力や熱設計、コストなどの条件も加わって、このような要求をすべて満たすようにリールモータを制御するドライバ回路は、実現が困難になりつつある。
【０００５】
例えば、最近の磁気記録再生装置では、リールモータ（ブラシレスＤＣモータ）のドライバとして、低損失で高出力を得ることが可能なスイッチング駆動方式のものを用い、これにより早送りや巻き戻し時に１４ｍ／ｓ程度といった磁気テープの高速走行を実現しているものがある。ここで、スイッチング駆動方式のドライバとは、モータのコイルに対して回転に必要な平均電流が与えられるように所定周波数の電流パルスを生成する制御方式であり、コイルへ電流を供給する出力段のトランジスタを完全ＯＮ、完全ＯＦＦのいずれかの領域に切り替えて駆動させるので、低損失で動作させることができる。
【０００６】
しかし、このようなスイッチング駆動方式のドライバを用いた場合には、スイッチング動作に起因して発生するトルクリップルが、記録再生の際の低速走行時において磁気ヘッドによるトラッキング精度を悪化させる一因になるという問題があった。
【０００７】
これに対して、出力段のトランジスタをリニア領域で駆動させるリニア駆動方式のドライバを用いた場合には、トルクリップルが小さいために、低速走行時におけるトラッキング精度を満足させることが可能である。しかし、この方式のドライバは回転速度が高いほど損失（発熱量や消費電力など）が大きくなり、また回転速度にも限界があることが知られている。例えば、リニア駆動方式のドライバでは、理想的には正弦波駆動が行われるが、実際には、例えば３相ドライバなどにおける各相の切り替わり部分で、互いにクロスオーバーするような台形波駆動が行われるものが多く使用されている。そして、この切り替わり部分において出力段のトランジスタが不飽和動作し、損失が発生することで、トランジスタの発熱量が大きくなることが指摘されている。
【０００８】
現状で使用されているリニア駆動方式のドライバでは、１４ｍ／ｓ程度の回転速度を実現することは可能であるが、加減速時における出力不足が認められ、製品に適用することは難しい。また、今後さらなる高速回転が要求された場合に対応することは困難である。例えば、６００ｍの長さを有する磁気テープを３０秒で早送り、あるいは巻き戻しすることが考えられているが、このためには磁気テープを２０ｍ／ｓの速度で走行させる必要がある。
【０００９】
これに対して、近年、リニア駆動方式、スイッチング駆動方式のそれぞれの利点を併せ持つ、ダイレクトＰＷＭ（Pulse Width Modulation）方式と呼ばれるドライバが登場している。この方式はスイッチング駆動方式の一種であり、出力段のトランジスタのＯＮ／ＯＦＦタイミングを制御する回路にＰＷＭ信号をダイレクトに供給して、トランジスタの駆動パルスのデューティ比の変化に応じてコイルに供給される平均電流値を変え、回転速度を制御するものである。特に、トランジスタの駆動信号として正弦波を用いる正弦波ダイレクトＰＷＭ方式では、方形波を用いた場合と比較してトルクリップルをはるかに低減できる。
【００１０】
しかし、スイッチング駆動方式のドライバでは、入出力伝達関数に遅れが見られるために、サーボ制御のための電流ループを構成しにくい、すなわち、トルク（電流指令）により制御しにくいという問題があった。また、数十ｋＨｚから数百ｋＨｚといった高周波において大電流で駆動した場合にスイッチングノイズが大きくなり、記録再生の際の低速走行時の安定性が実用レベルに達していない。
【００１１】
さらに、記録密度の上昇に伴い、記録再生時の磁気テープの走行速度がますます低下しており、最近のヘリカルスキャン方式のデータストレージ用磁気記録再生装置では走行速度が３０ｍｍ／ｓ程度にまで低下している。しかし、正弦波ダイレクトＰＷＭ方式のドライバでは、ホール素子などのコイルの回転角検出器の出力周期をクロック信号を基に測定しており、この測定にＰＬＬ（Phase Locked Loop）を用いている場合もあることから、低速回転時（例えばホール素子の出力周波数が５Ｈｚより低い場合など）には正弦波を安定的に生成することができなくなる。例えば、リールの直径が４０ｍｍ、２４極、磁気テープの速度が５ｍｍ／ｓという仕様では、回転角検出器の出力周波数は０．９５Ｈｚとなり、正弦波の代わりに方形波により駆動せざるを得ず、トルクリップルを低減することができない。
【００１２】
なお、従来の関連技術として、巻き取りリールの回転速度および方向の検出結果に応じて、送り出し用のリールモータの発生トルクを補正することで、磁気テープの停止制御を高精度に実行するようにされたテープ走行制御装置があった。この装置では、テープ停止制御時にはトルク制御を容易にするように電流制御によるモータ駆動を行い、それ以外の走行制御時では電圧制御によるモータ駆動を行っている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−１４７４５７号公報（段落番号〔００１８〕〜〔００３６〕、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述したように、磁気記録再生装置においては、記録再生時には、記録密度の上昇に伴って磁気テープの走行速度がより低下した場合にも、磁気ヘッドによるトラッキング精度が低下しないように磁気テープを安定的に走行させ、早送りや巻き戻し時には、アクセス速度を高めるために磁気テープをより高速に走行させるという要求があった。そして、現在利用されているスイッチング駆動方式、リニア駆動方式、ダイレクトＰＷＭ方式のいずれを用いた場合でも、上記の相反する２つの要求を満たすようなリールモータのドライバを実現することは困難であった。
【００１４】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、磁気テープの記憶容量とアクセス速度をともに向上させることが可能な磁気記録再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明では上記課題を解決するために、磁気テープを用いてデータの記録・再生を行う磁気記録再生装置において、前記磁気テープが巻装されるリールを回転させるリールモータと、前記リールモータのコイルへの出力トランジスタをリニア領域で駆動することで前記リールモータの回転を制御する第１のドライバ回路と、前記コイルへの出力トランジスタをスイッチング駆動することで前記リールモータの回転を制御する第２のドライバ回路とを有し、少なくとも前記磁気テープに対する信号記録時および前記磁気テープからの信号再生時を含む低速走行モードでは前記第１のドライバ回路を選択使用し、少なくとも前記磁気テープの早送り時および高速巻き戻し時を含む高速走行モードでは前記第２のドライバ回路を選択使用することを特徴とする磁気記録再生装置が提供される。
【００１６】
このような磁気記録再生装置では、走行モードとしては、少なくとも信号記録時および信号再生時を含む低速走行モードと、少なくとも早送り時および高速巻き戻し時を含む高速走行モードで動作され、それぞれの走行モードで第１のドライバ回路、第２のドライバ回路が選択使用される。第１のドライバ回路は、コイルへの出力トランジスタをリニア領域で駆動するので、第２のドライバ回路と比較してトルクリップルの発生量が小さい。また、第２のドライバ回路は、コイルへの出力トランジスタをスイッチング駆動するので、第１のドライバ回路と比較して低損失および高出力である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の磁気記録再生装置では、低速走行モードで第１のドライバ回路を選択使用することにより、トルクリップルの発生量が抑制されるので、磁気テープを高記録密度化および薄型化して記憶容量を高めた場合にも、良好なトラッキング精度を得ることができる。また、高速走行モードで第２のドライバ回路を選択使用することにより、低損失で回転速度を高めることができるので、磁気テープに対するアクセス速度を向上させることができる。従って、記憶容量が大きく、アクセス速度の高い磁気記録再生装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、実施の形態に係る磁気記録再生装置の構成例を示す図である。
図１に示す磁気記録再生装置は、磁気テープ１を用いてヘリカルスキャン方式で信号の記録および再生を行う装置であり、例えばコンピュータ装置のデータストレージ用装置（いわゆるテープストリーマ）などとして使用されるものである。
【００１９】
記録媒体である磁気テープ１は、カセットケース１０の内部に設けられた巻き取りリール１１ａおよび供給リール１１ｂの間に巻装されている。また、カセットケース１０の外装面には、例えば磁気テープ１の仕様を識別する情報や、磁気テープ１内の情報記録位置、利用履歴情報などが記録された不揮発メモリを含むメモリチップ１２が設けられている。
【００２０】
磁気記録再生装置に対するカセットケース１０の挿入および排出動作は、イジェクトモータ（ＥＭ）２１ａの動力により実行される。カセットケース１０が磁気記録再生装置内に挿入された後、ローディングモータ（ＬＤ）２１ｂの回転によりガイドローラ（図示せず）が移動して、カセットケース１０の内部から磁気テープ１が引き出され、ドラム装置２２の外周面の一部に巻き付けられる。
【００２１】
そして、巻き取りリールモータ（ＴＲＭ）２１ｃおよび供給リールモータ（ＳＲＭ）２１ｄの動力によりそれぞれ巻き取りリール１１ａおよび供給リール１１ｂが順方向に回転されるとともに、ピンチローラ（図示せず）との間で磁気テープ１を挟み込んだキャプスタン（図示せず）がキャプスタンモータ（ＣＭ）２１ｅの動力により回転することで、磁気テープ１が走行する。このとき、ドラム装置２２の回転ドラム（図示せず）がドラムモータ（ＤＭ）２１ｆの動力により回転し、回転ドラムの外周面に設けられた記録ヘッド、再生ヘッドが、磁気テープ１の記録面を斜め方向にスキャンすることにより、信号記録、再生が行われる。
【００２２】
また、この磁気記録再生装置は、各モータ制御用の回路として、サーボコントローラ３１およびメカドライバ３２を具備し、記録・再生信号の処理回路として、通信インタフェース（ＩＦ）３３、圧縮／伸張回路３４、ＩＦ／ＥＣＣ（Error-Correcting Code）コントローラ３５およびＲＦ回路３６を具備する。さらに、カセットケース１０のメモリチップ１２に対する信号の読み取り、書き込みを行うメモリＩＦ３７、装置全体を統括的に制御するシステムコントローラ３８、およびユーザの入力操作を受け付ける入力部３９を具備する。
【００２３】
サーボコントローラ３１は、カセットケース１０の挿入、排出、磁気テープ１の再生、記録、早送り、巻き戻しなどの動作に対する指示信号をシステムコントローラ３８からＩＦ／ＥＣＣコントローラ３５を介して受け取り、メカドライバ３２に制御信号を送出して、各モータの動作を制御する。メカドライバ３２は、各モータのドライバ回路を具備し、サーボコントローラ３１による制御に基づいて各モータに電力を供給して、それらを回転駆動させる。
【００２４】
なお、サーボコントローラ３１が各モータのサーボ制御を実行するために、巻き取りリールモータ２１ｃ、供給リールモータ２１ｄ、キャプスタンモータ２１ｅおよびドラムモータ２１ｆには、それぞれＦＧ（Frequency Generator，図示せず）が設けられ、各ＦＧから各モータの回転に同期した周波数パルスがサーボコントローラ３１に供給される。サーボコントローラ３１は、これらの周波数パルスに基づいて各モータの回転速度を判別することで、各モータの回転動作について目的とする回転速度との誤差を検出し、その誤差に応じた印加電力制御をメカドライバ３２に対して行うことで、閉ループによる回転速度制御が実現される。
【００２５】
通信ＩＦ３３は、例えばＳＣＳＩ（Small Computer System Interface）などのデータ転送方式に従って、ホストコンピュータなどの外部機器との間でデータの入出力を行う。圧縮／伸張回路３４は、通信ＩＦ３３あるいはＩＦ／ＥＣＣコントローラ３５からの入力データに対して、必要に応じてそれぞれ圧縮処理、伸張処理を施す。圧縮／伸張方式としては、例えばＡＬＤＣ（Adaptive Lossless Data Compression）方式などが用いられる。
【００２６】
ＩＦ／ＥＣＣコントローラ３５は、圧縮／伸張回路３４からの入力データに対してＥＣＣフォーマット処理（エラー訂正符号の付加）および変調処理を施して、ＲＦ回路３６に出力する。また、ＲＦ回路３６からの入力データに対して復調処理および誤り訂正処理を施して、圧縮／伸張回路３４に出力する。ＲＦ回路３６は、ＩＦ／ＥＣＣコントローラ３５からの入力データに対して増幅、記録イコライジングなどの処理を施して記録信号を生成し、ドラム装置２２の記録ヘッドに供給する。また、ドラム装置２２の再生ヘッドからのＲＦ再生信号に対して再生イコライジング、再生クロック生成、２値化、デコードなどを施し、記録されたデータを抽出してＩＦ／ＥＣＣコントローラ３５に出力する。
【００２７】
メモリＩＦ３７は、カセットケース１０に搭載されたメモリチップ１２とシステムコントローラ３８との間のデータ入出力を司り、メモリチップ１２に対しては例えば非接触でデータの読み取り、書き込みを行うことが可能とされている。システムコントローラ３８は、入力部３９からの制御信号に応じて装置全体に対する制御処理を実行する。入力部３９は、例えば磁気テープ１の再生、停止、一時停止、早送り、巻き戻し、イジェクトといった動作を指示するための操作キーなどを具備し、これらに対するユーザの操作入力に応じた制御信号をシステムコントローラ３８に出力する。
【００２８】
このような磁気記録再生装置において、磁気テープ１に対するデータ記録が行われる場合には、システムコントローラ３８の制御の下で、サーボコントローラ３１がメカドライバ３２に制御信号を送出することで、巻き取りリールモータ２１ｃ、供給リールモータ２１ｄ、キャプスタンモータ２１ｅおよびドラムモータ２１ｆが回転され、磁気テープ１が走行するとともにドラム装置２２の回転ドラムが回転する。これとともに、外部機器からは記録用のデータが通信ＩＦ３３を通じて入力され、このデータは圧縮／伸張回路３４により必要に応じて圧縮処理された後、ＩＦ／ＥＣＣコントローラ３５によりＥＣＣフォーマット処理および変調処理されて、ＲＦ回路３６を通じてドラム装置２２の記録ヘッドに供給される。これにより、記録信号が磁気テープ１に記録される。また、このときシステムコントローラ３８は、信号記録位置や履歴などの情報を、メモリＩＦ３７を介してメモリチップ１２に記録させる。
【００２９】
一方、磁気テープ１のデータ再生が行われる場合には、システムコントローラ３８の制御の下で、同様に磁気テープ１が走行してドラム装置２２の回転ドラムが回転し、再生ヘッドにより読み取られた信号がＲＦ回路３６に供給される。このときシステムコントローラ３８は、メモリチップ１２上の記録位置情報をメモリＩＦ３７を通じて読み出し、この情報を基にサーボコントローラ３１に読み出し位置を指示することで、必要なデータにアクセスすることが可能である。ＲＦ回路３６は再生信号から記録されたデータを抽出し、このデータはＩＦ／ＥＣＣコントローラ３５により復調および誤り訂正処理された後、圧縮／伸張回路３４により必要に応じて伸張処理され、通信ＩＦ３３を通じて外部機器に送出される。
【００３０】
次に、メカドライバ３２に含まれる巻き取りリールモータ２１ｃおよび供給リールモータ２１ｄのドライバ回路について説明する。なお、本実施の形態では、これらのリールモータとして３相ＤＣブラシレスモータを用いるものとする。
【００３１】
図２は、リールモータのドライバ回路の構成を示す図である。
図２に示すように、ドライバ回路は、リニア駆動方式の低出力ドライバ回路３２１と、スイッチング駆動方式の高出力ドライバ回路３２２と、これらの出力を切り替えるドライバスイッチ（ＳＷ）回路３２３とを具備している。なお、実際には、巻き取りリールモータ２１ｃおよび供給リールモータ２１ｄのそれぞれのドライバ回路が、図２のような構成を有している。
【００３２】
低出力ドライバ回路３２１は、リールモータのコイルに電流を供給する出力段のトランジスタを正弦波信号によりリニア領域で駆動させるリニア駆動方式のドライバであり、サーボコントローラ３１からの選択信号ＳＥＬがＨレベルのときに動作して、サーボコントローラ３１からの制御電圧Ｖｓに応じてモータの回転数を制御する。このとき、リールモータに設けられたホールセンサからのホール信号ＨＡＬＬに基づいてリールモータのロータ位置を判別し、出力段のトランジスタのゲートに対してそのロータ位置に応じた位相の正弦波信号を供給してリニア駆動し、駆動信号Ｌ＿ＣＯＩＬを出力してモータのコイルに電流を供給する。なお、実際には完全な正弦波ではなく、例えば各相の切り替わり部分において波形が互いにクロスオーバーするような台形波などの擬似的な正弦波によって駆動されてもよい。
【００３３】
一方、高出力ドライバ回路３２２は、出力段のトランジスタをスイッチング駆動させるスイッチング駆動方式のドライバであり、サーボコントローラ３１からの選択信号がＬレベルのときに動作する。この高出力ドライバ回路３２２は、コイルに対して回転に必要な平均電流が与えられるようにパルス信号を生成して出力段のトランジスタを駆動し、駆動信号Ｈ＿ＣＯＩＬを出力する。このとき、ホールセンサからのホール信号ＨＡＬＬに基づいて出力信号の位相を制御する。本実施の形態では例として、サーボコントローラ３１からのＰＷＭ信号の入力を直接受けて、駆動信号のパルス幅を変化させることで平均電流値を変化させ、ロータの回転数を制御する。
【００３４】
なお、低出力ドライバ回路３２１および高出力ドライバ回路３２２に対しては、サーボコントローラ３１から方向指示信号ＤＩＲが供給され、この信号に応じてリールモータの回転方向が制御される。
【００３５】
ドライバＳＷ回路３２３は、サーボコントローラ３１からの選択信号ＳＥＬに応じて、低出力ドライバ回路３２１および高出力ドライバ回路３２２からの各出力信号Ｌ＿ＣＯＩＬおよびＨ＿ＣＯＩＬを切り替え、駆動信号ＣＯＩＬ＿Ｕ，ＣＯＩＬ＿Ｖ，ＣＯＩＬ＿Ｗとしてリールモータのコイルに供給する。本実施の形態では、後述するように、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semi-conductor Field Effect Transistor）によるリレースイッチを用いて、低出力ドライバ回路３２１が選択されていないときには高出力ドライバ回路３２２との接続ラインを遮断するようにしている。
【００３６】
ここで、上記の磁気記録再生装置では、磁気テープ１における信号の面記録密度の向上および磁気テープ１の薄型化により記憶容量を高めるために、記録再生時の磁気テープ１の低速度化と、そのときのトラッキング精度の向上が要求されている。具体的には、数ｍｍ／ｓから５００ｍｍ／ｓ程度のテープ速度が要求され、このような低速走行時においても回転ドラムと磁気テープ１との間で必要なトラッキング精度を得るために、磁気テープ１に対して数ｇｒｆ（数十ｍＮ）から数十ｇｒｆ（数百ｍＮ）のテンションを安定的に発生させることが可能な低トルクリップル特性が要求されている。
【００３７】
リニア駆動方式の低出力ドライバ回路３２１は、比較的低出力であり、発熱などの損失が大きく、高速回転には適さないが、ノイズの発生量が比較的小さく、トルクリップルが小さいという特性を有しており、上述したテープ速度およびテープテンションでの安定動作が可能である。このため、本実施の形態では、上記のような磁気テープ１の低速走行時には、選択信号ＳＥＬをＨレベルとして低出力ドライバ回路３２１を用いてリールモータを駆動し、高出力ドライバ回路３２２の動作を停止させるようにする。
【００３８】
一方、磁気テープ１の薄型化に伴ってテープ全長が長尺化し、従来通りあるいはそれ以上のアクセス性能を達成するためには、早送りや巻き戻しの際のテープ速度をより高めることが要求されている。これに対して、スイッチング駆動方式の高出力ドライバ回路３２２は、トランジスタをスイッチング駆動することからトルクリップルやノイズの発生量が比較的大きい反面、比較的低損失で高出力であって高速回転に適する特性を有している。このため、本実施の形態では、磁気テープ１の高速走行時には、選択信号ＳＥＬをＬレベルとして高出力ドライバ回路３２２を用いてリールモータを駆動し、低出力ドライバ回路３２１の動作を停止させるようにする。
【００３９】
なお、サーボコントローラ３１は、内部のプロセッサによりファームウェアを実行して、システムコントローラ３８から指定されるテープ動作モードに応じて選択信号ＳＥＬの値を切り替えて、必要なドライバ回路を選択するとともに、選択したドライバ回路に対する制御信号を生成して供給する。
【００４０】
ここで、図３は、高出力ドライバ回路３２２に適用される駆動方式の例について模式的に説明するための図である。
図３（Ａ）は、従来から用いられている一般的なスイッチング駆動方式（ＰＷＭ駆動方式）のドライバ回路３２ａについて示している。このようなドライバ回路３２ａを用いてリールモータ２１を駆動する場合には、システムコントローラ３８からの指示に応じてサーボコントローラ３１内などで生成されたＰＷＭ制御信号（アナログ電圧信号）に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１ａにより電源電圧Ｖｄｄが変圧されて制御電圧Ｖｓが生成され、ドライバ回路３２ａに供給される。ドライバ回路３２ａは、ホール信号ＨＡＬＬに応じて各相のスイッチングタイミングを検出し、制御電圧Ｖｓに応じてリールモータ２１の駆動信号Ｈ＿ＣＯＩＬ＿Ｕ，Ｈ＿ＣＯＩＬ＿Ｖ，Ｈ＿ＣＯＩＬ＿Ｗの振幅を変化させることで回転に必要な電流をコイルに供給する。
【００４１】
これに対して、最近では、図３（Ｂ）に示すようなダイレクトＰＷＭ駆動方式と言われるドライバ回路３２ｂが実現されている。このドライバ回路３２ｂでは、サーボコントローラ３１の内部などで生成されたＰＷＭ制御信号（アナログ電圧信号）が直接ドライバ回路３２ｂに供給される。ドライバ回路３２ｂは、電源電圧Ｖｄｄおよびホール信号ＨＡＬＬに基づく３相駆動波形を高周波でスイッチングし、ＰＷＭ信号に応じて３相駆動波形のディーティ比を変化させることでコイルに流れる実効的な電流値を変化させる。
【００４２】
このようなダイレクトＰＷＭ駆動方式のドライバ回路３２ｂでは、出力段のトランジスタを高周波でスイッチングするので、発熱を最小限に抑え、従来のスイッチング駆動方式の場合と比較してより低損失で高出力を得ることが可能であり、早送りや巻き戻しなどの高速走行時におけるリールモータ２１の回転速度をより高めることができ、本実施の形態の高出力ドライバ回路３２２としてより好適である。
【００４３】
さらに、ダイレクトＰＷＭ駆動方式のドライバ回路３２ｂでは、３相駆動波形のディーティ比を位相に応じて細かく制御することで擬似的な正弦波を生成して駆動するタイプ（正弦波ダイレクトＰＷＭ駆動方式）のものがある。
【００４４】
図４は、正弦波ダイレクトＰＷＭ駆動方式のドライバ回路における出力波形の例を示す図である。
正弦波ダイレクトＰＷＭ駆動方式のドライバ回路では、例えば図４に示すように、各相のホール信号ＨＡＬＬ＿Ｕ，ＨＡＬＬ＿Ｖ，ＨＡＬＬ＿Ｗから正弦波の変調信号ＳＵ，ＳＶ，ＳＷを生成し、これらの変調信号ＳＵ，ＳＶ，ＳＷをキャリア周波数の三角波と比較して、ＰＷＭ駆動信号Ｕ，Ｖ，Ｗを生成する。本実施の形態では、１つのホール信号の立ち上がりタイミング（例えば図中タイミングＴ１１）から次にいずれかのホール信号が立ち上がるタイミング（例えば図中タイミングＴ１２）までの時間をカウントして、このカウント値から次の６０度位相分の期間（例えば図中タイミングＴ１２〜Ｔ１３）を生成して、回路内部において正弦波（変調信号ＳＵ，ＳＶ，ＳＷ）を生成するようにしている。そして、ＰＷＭ駆動信号Ｕ，Ｖ，Ｗは、変調信号ＳＵ，ＳＶ，ＳＷに応じてパルス幅が変化し、このＰＷＭ駆動信号Ｕ，Ｖ，Ｗにより出力段のトランジスタがスイッチングされることにより、コイルへの出力波形が実効的に正弦波によるリニア駆動時に近いものとなり、これにより高出力時においてもトルクリップルを低減し、例えば巻き取り時の磁気テープ１のたわみを抑制するといった効果が得られる。
【００４５】
なお、このような正弦波ダイレクトＰＷＭ駆動方式のドライバ回路では、例えば正弦波生成のためにホール信号周期をクロック信号を基にカウントしており、またこのような処理にＰＬＬを用いている場合もあることから、リールモータ２１の回転数がある程度高くされないと正弦波を発生することができないが、本実施の形態では選択信号ＳＥＬに応じて高速回転時にのみ使用されるので、問題にならない。
【００４６】
次に、図５は、ドライバＳＷ回路３２３の内部構成例を示す図である。
図５に示すドライバＳＷ回路３２３は、各相に対応するＭＯＳＦＥＴスイッチ３０１〜３０３と、選択信号ＳＥＬを受けるスイッチ回路３１１〜３１３とを具備する。ＭＯＳＦＥＴスイッチ３０１〜３０２は、いわゆるフォトＭＯＳリレー回路であり、内部にフォトダイオードと、光発電セルに接続されたＭＯＳＦＥＴとが設けられて、フォトダイオードに電流が流れて発光されると、光発電セルがＭＯＳＦＥＴのゲート容量を充電してゲート−ソース間電圧が高められ、ＭＯＳＦＥＴが導通する。
【００４７】
各ＭＯＳＦＥＴスイッチ３０１〜３０３においては、フォトダイオードのアノード端子には、抵抗Ｒ４を介して電源電圧Ｖｄｄ＿ｓが共通に入力され、カソード端子はスイッチ回路３１１〜３１３にそれぞれ接続されている。また、ＭＯＳＦＥＴの第２ドレイン端子には、低出力ドライバ回路３２１からの駆動信号Ｌ＿ＣＯＩＬ＿Ｕ，Ｌ＿ＣＯＩＬ＿Ｖ，Ｌ＿ＣＯＩＬ＿Ｗがそれぞれ入力され、第１ドレイン端子からは駆動信号ＣＯＩＬ＿Ｕ，ＣＯＩＬ＿Ｖ，ＣＯＩＬ＿Ｗがそれぞれ対応するコイルに出力される。なお、駆動信号ＣＯＩＬ＿Ｕ，ＣＯＩＬ＿Ｖ，ＣＯＩＬ＿Ｗの出力端子からは、高出力ドライバ回路３２２からの駆動信号Ｈ＿ＣＯＩＬ＿Ｕ，Ｈ＿ＣＯＩＬ＿Ｖ，Ｈ＿ＣＯＩＬ＿Ｗが共通に出力される。
【００４８】
スイッチ回路３１１〜３１３はそれぞれ、ベース−エミッタ間が抵抗を介して接続されたトランジスタを具備し、ベース端子には抵抗を介して選択信号ＳＥＬが共通に入力される。また、コレクタ端子は、それぞれ抵抗Ｒ１〜Ｒ３を介して、ＭＯＳＦＥＴスイッチ３０１〜３０３のフォトダイオードのカソード端子に接続され、エミッタ端子は接地電位ＧＮＤとされている。
【００４９】
このようなドライバＳＷ回路３２３では、選択信号ＳＥＬがＨレベルのとき、すなわち低出力ドライバ回路３２１が動作しているときに、スイッチ回路３１１〜３１３がＯＮされてＭＯＳＦＥＴスイッチ３０１〜３０３もＯＮされ、低出力ドライバ回路３２１からの駆動信号Ｌ＿ＣＯＩＬ＿Ｕ，Ｌ＿ＣＯＩＬ＿Ｖ，Ｌ＿ＣＯＩＬ＿Ｗが各相のコイルに供給される。一方、選択信号がＬレベルのとき、すなわち高出力ドライバ回路３２２が動作しているときは、ＭＯＳＦＥＴスイッチ３０１〜３０３がＯＦＦされて各出力端子と低出力ドライバ回路３２１の出力端子とのラインが遮断される。
【００５０】
ここで、低出力ドライバ回路３２１および高出力ドライバ回路３２２の各出力端子を共通にした場合、高出力ドライバ回路３２２の動作時にその出力駆動電圧を上昇させると、低出力ドライバ回路３２１の出力側における耐電圧を超えてしまい、低出力ドライバ回路３２１が破壊されてしまう可能性がある。これに対して、上記のように、高出力ドライバ回路３２２の動作時には低出力ドライバ回路３２１の出力ラインを遮断、絶縁することで、低出力ドライバ回路３２１の破壊を防止することができる。このような機能を果たすスイッチとしては、フォトＭＯＳリレーに限らず、様々なＭＯＳＦＥＴリレースイッチ、あるいはメカニカルリレースイッチを用いることができる。
【００５１】
なお、本実施の形態では、低出力ドライバ回路３２１の出力ラインを遮断するようにスイッチ回路３１１〜３１３を構成したが、より回路の安全性を高めるために、低出力側だけでなく、選択されていないドライバ回路の出力ラインを常に遮断するように構成してもよい。また、例えば、低出力ドライバ回路３２１の出力側耐電圧が比較的高い場合には、高出力ドライバ回路３２２の動作時に低出力ドライバ回路３２１の出力ラインをハイインピーダンスにしてもよい。あるいは、選択されていないドライバ回路の出力ラインを常にハイインピーダンスにしてもよい。
【００５２】
図６は、サーボコントローラ３１におけるリールモータのドライバ切り替え処理の流れを示すフローチャートである。
〔ステップＳ２１〕ユーザからの入力操作に応じて現在設定されている磁気テープ１の動作モードを、システムコントローラ３８から読み取り、以下のステップＳ２２およびＳ２４の判定を行う。
【００５３】
〔ステップＳ２２〕動作モードとして「Ｒｅｃ（記録）」または「Ｐｌａｙ（再生）」が設定されていた場合にはステップＳ２３に進み、そうでない場合はステップＳ２４に進む。
【００５４】
〔ステップＳ２３〕選択信号ＳＥＬをＨレベルとして、低出力ドライバ回路３２１を動作させるように指示する。その後ステップＳ２６に進む。
〔ステップＳ２４〕動作モードとして「ＦＦ（早送り）」または「ＲＥＷ（巻き戻し）」が設定されていた場合にはステップＳ２５に進み、そうでない場合はステップＳ２６に進む。
【００５５】
〔ステップＳ２５〕選択信号ＳＥＬをＬレベルとして、高出力ドライバ回路３２２を動作させるように指示する。その後ステップＳ２６に進む。
〔ステップＳ２６〕例えば電源ＯＦＦの指示などに基づき、処理を終了するか否かを判定し、終了しない場合はステップＳ２１に戻って、再び動作モードを読み取る。
【００５６】
以上の処理により、磁気テープ１を低速走行させる記録時および再生時には、低出力ドライバ回路３２１によりリールモータが駆動されるので、磁気テープ１の走行速度を数ｍｍ／ｓ程度に低速化した場合にも、トルクリップルの発生量が抑制され、磁気テープ１のテンションが適正化されて、高密度化された記録トラックの生成および読み取り時のスキャンを精度よく行うことができる。また、磁気テープ１を高速走行させる早送りおよび巻き戻しの際には、高出力ドライバ回路３２２によりリールモータが駆動されるので、低損失ながら高いモータ出力が得られ、磁気テープ１の走行速度を２０ｍ／ｓ程度にまで高めてデータのアクセス性能を向上させることができる。
【００５７】
なお、上記の実施の形態では、ヘリカルスキャン方式の磁気記録再生装置について説明したが、本発明はこれに限ったことでなく、例えばリニアテープ方式などの他の記録再生方式を用いた磁気記録再生装置にも適用可能である。また、本発明はテープストリーマに限らず、例えばビデオ信号やオーディオ信号などの記録再生装置に対しても適用可能である。なお、ビデオ信号の記録再生装置に本発明を適用した場合には、通常の記録・再生時の他に、例えばスロー再生時などにも低出力ドライバ回路（リニア駆動方式）を用いるようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】実施の形態に係る磁気記録再生装置の構成例を示す図である。
【図２】リールモータのドライバ回路の構成を示す図である。
【図３】高出力ドライバ回路に適用される駆動方式の例について模式的に説明するための図である。
【図４】正弦波ダイレクトＰＷＭ駆動方式のドライバ回路における出力波形の例を示す図である。
【図５】ドライバＳＷ回路の内部構成例を示す図である。
【図６】サーボコントローラにおけるリールモータのドライバ切り替え処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５９】
１……磁気テープ、１０……カセットケース、１１ａ……巻き取りリール、１１ｂ……供給リール、１２……メモリチップ、２１ａ……イジェクトモータ（ＥＭ）、２１ｂ……ローディングモータ（ＬＤ）、２１ｃ……巻き取りリールモータ（ＴＲＭ）、２１ｄ……供給リールモータ（ＳＲＭ）、２１ｅ……キャプスタンモータ（ＣＭ）、２１ｆ……ドラムモータ（ＤＭ）、３１……メカドライバ、３２……メカドライバ、３３……通信ＩＦ、３４……圧縮／伸張回路、３５……ＩＦ／ＥＣＣコントローラ、３６……ＲＦ回路、３７……メモリＩＦ、３８……システムコントローラ、３９……入力部、３２１……低出力ドライバ回路、３２２……高出力ドライバ回路、３２３……ドライバＳＷ回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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