(57)【要約】【目的】定点浮上問題を解消したＨＤＤを用いたオーディオ・ビデオ信号記録再生装置を提供する。【構成】オーディオ・ビデオ信号記録再生装置１０はＨＤＤ１とバッファメモリ装置２と記録再生回路及び制御回路４とを有し、信号Ｓｉｎを入力してバッファメモリ装置２に一旦溜めてＨＤＤ１に記録し再生してバッファメモリ装置２に一旦溜めて再生出力信号Ｓｏｕｔを出力する構成で、制御回路４は（ａ）記録再生中はヘッド６を記録再生位置Ａから予め設定された位置Ｂ１、Ｂ２、・・Ｂｎの中の一つに強制移動して直ちに元の記録再生位置Ａに戻る矢印Ｙ１、Ｙ２の往復シーク動作を外周から内周に向かって一定時間間隔で順次行い、（ｂ）停止中はヘッド６を最後に記録再生した位置から位置Ｂ１、Ｂ２、・・Ｂｎを矢印Ｚ１、Ｚ２のように一定時間間隔で順次移動するシーク動作を繰り返す自動シーク制御手段を備える。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハードディスクドライブと、バッファメモリ装置と、前記ハードディスクドライブの記録再生回路及び制御回路と、を有してオーディオ信号若しくはビデオ信号を入力して前記バッファメモリ装置に一旦データを溜めて前記ハードディスクドライブに記録し、且つ再生して前記バッファメモリ装置に一旦データを溜めて再生出力信号を出力する記録再生装置であって、前記ハードディスクドライブの制御回路は、前記ハードディスクドライブの記録再生ヘッドを常に磁気ディスク上に位置させるとともに、記録再生中は前記記録再生ヘッドを記録再生位置から前記磁気ディスク上の予め設定された位置に強制移動して直ちに元の記録再生位置に戻る往復シーク動作を磁気ディスク上に設定された複数箇所の位置について外周から内周又は内周から外周に向かって一定時間間隔で間欠的に順次行い、停止中は前記記録再生ヘッドを前記磁気ディスク上の予め設定された複数箇所の位置を外周から内周又は内周から外周に向かって一定時間間隔で順次移動する間欠的シーク動作を繰り返す自動シーク制御手段を備えることを特徴とするオーディオ・ビデオ信号記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オーディオ・ビデオ機器及びハードディスクドライブ（以下、ＨＤＤとも略称する。）の技術分野に属し、特にオーディオ・ビデオ信号を記録再生対象とするＨＤＤを用いた記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＨＤＤを記録や再生に利用する装置の代表としてパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと略称する。）が挙げられる。しかし近年ではＨＤＤの低価格化とともに、従来、他の記録媒体（磁気テープ）等を用いていたビデオやオーディオ機器にもＨＤＤが記録装置として組み込まれて利用されるようになってきている。
【０００３】
このＨＤＤはその原理・構造上の問題から、記録再生ヘッド（以下、単にヘッドとも称する。）が、磁気ディスク上の同一のトラック上に長時間位置したままでいると、磁気ディスク面上に塗布してある潤滑剤の厚みが不均一（当該トラックを中心に中央が薄く周りが厚く盛り上がった状態）になり、正常なヘッド浮上状態が維持出来ず、磁気ディスク面やヘッドにダメージや破損を生じることが広く知られている（定点浮上問題と言われる。）。
【０００４】
従来、これを避けるために、記録再生を行わないときはヘッドを磁気ディスク上から退避させる手段や、ヘッドは常時磁気ディスク上に位置した状態（浮上させたまま）にしておき、記録再生を行わないときはヘッドの磁気ディスク上の位置を間欠的に周回移動するようにして、長時間に亙って同一トラック上にヘッドが位置したままにならないようにする手段が講じられている。
【０００５】
特に、後者の記録再生を行わないとき（停止時）のヘッド位置を磁気ディスク上で周回移動する手段は、単に定点浮上問題対策だけではなく、記録再生ヘッドを移動することで潤滑剤膜の厚みの不均一が均される効果もあることがわかっており、ヘッド移動距離や順序、発生時間タイミング、移動時間等に様々な工夫がされ、磁気ディスク上に塗布されている潤滑剤膜の厚みが可及的に均一な状態となるようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
尤も、上記従来の定点浮上問題対策と磁気ディスク面上の潤滑剤膜の厚みの不均一防止の手段は、ＰＣでの利用を前提とするＨＤＤを対象として考えられているため、ＨＤＤでの記録（書き込み）、再生（読み出し）時については長時間同一トラックに留まることはなく、比較的頻繁にシーク動作をして間欠的に記録再生が行われると考えられているために特に問題とされず、記録再生が行われていない停止時のときのみ上記のような手段でヘッドの周回移動や退避を行っている。即ち、記録再生が行われている時は定点浮上問題は生じないという前提に立っている。
【０００７】
しかしながら、オーディオ・ビデオ信号の記録再生機器のように長時間連続して記録や再生を行うことを前提とする機器では、ＰＣ用途を前提とした前記従来の手段は効果が期待できない。
【０００８】
即ち、記録再生のデータレートがある程度高く且つＨＤＤの記録密度が低い場合には、記録再生時にヘッドは磁気ディスク面上を徐々に遅くない速度で移動するため、ここで問題としている定点浮上問題や潤滑剤膜の厚み不均一化のような不具合は顕在化しない。ところが、ＨＤＤの記録密度が上がり、且つ低いデータレートでオーディオ信号やビデオ信号を記録するデータ圧縮技術が開発され、連続してビデオ・オーディオ信号を記録してもＨＤＤ内でのヘッド位置の移動が極めてゆっくりで移動していないのと殆ど同じ状態が発生するようになってきている。このため、本発明で問題としているような磁気ディスク面やヘッドにダメージや破損を生じる不具合が発生若しくは発生する恐れが出てきている。
【０００９】
これを解決するには、図４の読み出しの際のＨＤＤ１の動作フローに示されるように、ＨＤＤ１の外部にバッファメモリ装置２を持たせてこれに磁気ディスク７からある程度まとめて速く読み出したオーディオ信号やビデオ信号の再生データＤＡＴＡを溜め、その後空き時間を利用して一旦ヘッド６を磁気ディスク７上から退避させるシーク動作を繰り返すという手段が考えられる。即ち、図４において（ａ）磁気ディスク７から読み出した再生データＤＡＴＡをバッファメモリ装置２に一旦蓄積しつつ出力し（なお、（ＤＡＴＡの出力レート）＜（ＤＡＴＡの蓄積レート）が条件である。）、（ｂ）バッファメモリ装置２にデータＤＡＴＡが満たされるとヘッド６が退避し、（ｃ）バッファメモリ装置２に蓄積されたデータＤＡＴＡは引き続き出力されつつヘッド６は退避状態を維持し、（ｄ）バッファメモリ装置２の残りのデータＤＡＴＡがシーク所要時間＋αの出力（掃き出し）時間に相等するデータ量となったらヘッド６を磁気ディスク７の直前の読み出し位置に復帰させて再び（ａ）の読み出し及びバッファメモリ装置２への再生データＤＡＴＡの蓄積を再開する、というサイクルを繰り返すのである。
【００１０】
しかしながら、この手段では、（１）ヘッド６を磁気ディスク７の外へ退避させるため、退避及び復帰に要する時間が長く、その分、バッファメモリ装置２の容量を大きくしなければならずコストが上昇する。（２）記録再生を途中で打ち切ったり、記録再生の動作変化（早送り、高速録音録画、ミューティング）などを行う際に、ヘッド６の退避及び復帰時間が長いためにレスポンスが遅くなる。（３）高速なレスポンスを実現するには、外部のバッファメモリ装置２とヘッド６の退避・復帰を複雑に制御する必要がある。（４）ヘッド６の退避・復帰を繰り返すため、ヘッドアセンブリを構成する機構部品やケーブルに負荷が懸かって寿命が短くなる等の欠点がある。
【００１１】
また別の手段として、連続したオーディオ信号やビデオ信号の入力データを一定時間間隔で磁気ディスク上の異なる位置に分けて記録する手段も考えられる。しかし、この手段の欠点は、（５）ＨＤＤの制御処理が複雑になる点、（６）バッファメモリ装置よりもＨＤＤ上で連続して記録するデータ量が大きいとその部分を繰り返し再生するような使い方をユーザがした場合は、ヘッドは概ね同一位置に位置し、読み出しを繰り返さなければならない。
【００１２】
そのため、コストを削減するために外部メモリ装置の容量を小さくしようとすると、頻繁に記録位置を変化させる必要があり、ヘッドの移動がその度に発生し、ＨＤＤの動作速度が遅くなる上にヘッドの移動（シーク）ノイズが発生し、静粛性を旨とするビデオ・オーディオ機器に適さない等の欠点がある。
【００１３】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、特にオーディオ・ビデオ信号のＨＤＤへの記録及び再生中における定点浮上問題、潤滑剤膜の厚み不均一化問題を解消するＨＤＤを用いたオーディオ・ビデオ信号記録再生装置を提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ハードディスクドライブ１と、バッファメモリ装置２と、前記ハードディスクドライブ１の記録再生回路及び制御回路４と、を有してオーディオ信号若しくはビデオ信号Ｓｉｎを入力して前記バッファメモリ装置２に一旦データＤＡＴＡを溜めて前記ハードディスクドライブ１に記録し、且つ再生して前記バッファメモリ装置２に一旦データＤＡＴＡを溜めて再生出力信号Ｓｏｕｔを出力する記録再生装置であって、前記ハードディスクドライブ１の制御回路４は、前記ハードディスクドライブ１の記録再生ヘッド６を常に磁気ディスク７上に位置させるとともに、記録再生中は前記記録再生ヘッド６を記録再生位置Ａから前記磁気ディスク７上の予め設定された位置Ｂ（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３・・Ｂｎの中の一つ）に強制移動して直ちに元の記録再生位置Ａに戻る往復シーク動作を磁気ディスク７上に設定された複数箇所の位置Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３・・Ｂｎについて外周から内周又は内周から外周に向かって矢印のように一定時間間隔ｔ１で間欠的に順次行い、停止中は前記記録再生ヘッド６を前記磁気ディスク７上の予め設定された複数箇所の位置Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３・・Ｂｎを外周から内周又は内周から外周に向かって矢印のように一定時間間隔ｔ２で順次移動する間欠的シーク動作を繰り返す自動シーク制御手段を備えることを特徴とするオーディオ・ビデオ信号記録再生装置１０を提供することにより、上記課題を達成する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明に係るオーディオ・ビデオ信号記録再生装置の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１はＨＤＤを用いた本発明に係るオーディオ・ビデオ信号記録再生装置のブロック図である。図２は本発明に係るオーディオ・ビデオ信号記録再生装置の（ａ）記録再生中の往復シーク動作、（ｂ）停止中の間欠的シーク動作を説明するためのフロー図である。図３はＨＤＤの制御回路中のプログラミングされた手順に従って機能するＣＰＵによる自動シーク制御手段のフロー図である。
【００１７】
なお、記録再生回路及び制御回路自体は既存のオーディオ・ビデオ機器のものがほぼそのまま利用でき、ＨＤＤはＰＣで用いられている既存の２．５インチ又は３．５インチのものが利用可能である。
【００１８】
図１において、本発明のオーディオ・ビデオ信号記録再生装置１０は、ＨＤＤ１と、バッファメモリ装置２（ＲＡＭ等）と、前記ＨＤＤ１の記録再生及び制御回路４と、を有してオーディオ信号若しくはビデオ信号Ｓｉｎを入力して前記バッファメモリ装置２にデータＤＡＴＡとして一旦溜めてから前記ＨＤＤ１に記録し、再生して前記バッファメモリ装置２にデータＤＡＴＡとして一旦溜めてから再生出力信号Ｓｏｕｔを出力する記録再生装置であって、前記ＨＤＤ１の制御回路４は、前記ＨＤＤ１の記録再生ヘッド６を図２に示されるように、常に磁気ディスク７上に位置させるとともに、（ａ）の記録再生中の場合は、前記記録再生ヘッド６を現在の記録再生位置Ａ（破線で示すトラック上）から前記磁気ディスク７上の予め設定された複数の異なる位置Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３・・Ｂｎの中の一つ、例えばＢ３に強制移動して直ちに元の記録再生位置Ａに戻る矢印Ｙ１、Ｙ２で示すような往復シーク動作（所要時間は数十ｍｓ〜数百ｍｓ）を磁気ディスク７上に設定された複数箇所の位置Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３・・Ｂｎについて外周から内周又は内周から外周に向かって一定時間間隔ｔ１で間欠的に順次行い、（ｂ）の停止中の場合は、前記記録再生ヘッド６を最後に記録再生した位置（破線トラック上）から前記磁気ディスク７上の予め設定された複数箇所の位置Ｂ１、Ｂ２、・・Ｂｎ−１、Ｂｎを外周から内周（又は内周から外周）に向かって矢印Ｚ１、Ｚ２・・のように一定時間間隔ｔ２で順次移動する間欠的シーク動作を繰り返す自動シーク制御手段を備える。
【００１９】
なお、ここにいう停止中とは記録再生を行っていない状態を意味し、この状態でも磁気ディスク７は回転している。また、ヘッド６のシーク動作とは、磁気ディスク７上にヘッド６を浮上させたままディスクの径方向に対するヘッド６の位置を或る位置から別の位置に移動させる動作を云い、シーク動作に要する時間は往復で数十ｍｓ〜数百ｍｓである。
【００２０】
本発明者の試験によれば上記一定時間間隔ｔ１及びｔ２は共に概ね３分〜３０分の範囲が定点浮上問題対策及び潤滑剤膜の厚み不均一化問題を解消するに適当な範囲であり、例えば５分間隔に設定する。
【００２１】
次に、上記ＨＤＤ１に対する自動シーク制御手段は、例えばＨＤＤ１の制御回路４中のＲＯＭにプログラミングされた図３のフロー図に示される手順に従って機能するＣＰＵによって実現される。以下、ヘッド６のシーク動作自体の具体例を説明する。
【００２２】
本発明の実施の形態では、ＡＴＡ規格（ＩＤＥインターフェースの制御に関する規格）で規定されているＳＥＥＫコマンドをＨＤＤ１に送ることにより、実行させている。
【００２３】
上記ＳＥＥＫコマンドでのヘッド移動先位置指定には、ＨＤＤ１のシリンダ値から移動先を割り出すか又はＨＤＤ１のＬＢＡ（Ｌｏｇｉｃａｌ　Ｂｌｏｃｋ　Ａｄｄｒｅｓｓ）値を利用する。以下、ＬＢＡ値の利用について具体例を挙げると、５分間（３００，０００ｍｓ）おきに（前回のＬＢＡ値＋３０００００）をＬＢＡ値として指定してＳＥＥＫを行う。指定するＬＢＡが当該ＨＤＤ１のｍａｘＬＢＡ値を越えた場合は、０から再カウントした値とする。
【００２４】
図３に示されるように、（ａ）ｍａｘＬＢＡ値を取得して強制移動先を求め、（ｂ）強制移動タイミング発生タイマをスタートし、（ｃ）強制移動タイミングとなったら、（ｄ）ヘッドを強制移動先のＬＢＡ値を指定してシークさせ、（ｅ）ヘッド移動先ＬＢＡ値を次の強制移動に備えて更新し、（ｆ）強制移動タイミング発生タイマを再スタートさせ、（ｇ）記録再生中か否かを判定して記録再生中であれば、（ｈ）強制ヘッド移動前の記録再生を継続するために記録再生を継続するＬＢＡにヘッドをシークさせ、記録再生を継続する。前記（ｇ）のステップで記録再生中でなければ（＝停止中であれば）、前記（ｃ）の強制移動タイミングの判定に戻る。
【００２５】
以上のステップを制御回路４が行うことによって、記録再生中及び停止中何れの場合でも、ヘッド６は順次磁気ディスク７の外周付近（ＬＢＡ値０付近）と最内周付近（ｍａｘＬＢＡ値付近）のほぼディスク全面に亙って間欠的に移動することになる。
【００２６】
次に、ヘッドシーク動作と絡めたバッファメモリ装置２の使い方のより具体的な説明をする。
【００２７】
再生時は、圧縮オーディオの一つの方式であるＡＡＣ９６ｋｂｐｓを再生する場合、本実施の形態では外部に約２．１秒分のバッファメモリ装置２（５１２バイト＝１セクタとして、５０セクタ：２５．６ｋバイト）を用意している。再生を開始するとき、ＨＤＤ１よりバッファメモリ装置２へ最初の２０セクタの読み込みが完了した時点で再生出力信号Ｓｏｕｔを出力する。そのまま続けてＨＤＤ１よりバッファメモリ装置２ヘの転送を休み無く行い、５０セクタ分をバッファメモリ装置２に蓄積する。以後、バッファメモリ装置２から再生のため出力されて、バッファメモリ装置２に空きが出るたびに、空きを埋めるべく、次のデータをＨＤＤ１よりバッファメモリ装置２に転送する。このようにして、再生中は常にバッファメモリ装置に２．１秒分のデータを確保する。
【００２８】
前記バッファメモリ装置２とＨＤＤ１間の転送は非常に高速なため、仮に２．１秒弱の期間、バッファメモリ装置２とＨＤＤ１間の転送が一時的に止まっても、バッファメモリ装置２が空になる前にＨＤＤ１からの転送が再開されれば、再生出力信号Ｓｏｕｔが途切れることはない。
【００２９】
再生中に、一定時間間隔ｔ１（５分程度）おきに発生する強制移動タイミングの定点浮上防止のためのヘッド６の往復シーク動作は、往復で数十ｍｓ程度から数百ｍｓ程度の所要時間となるため、上記往復シーク動作により音切れ、映像切れが発生することはない。
【００３０】
記録時は、再生時の逆で、バッファメモリ装置２に入ってきたオーディオ信号若しくはビデオ信号ＳｉｎのデータＤＡＴＡは、２０セクタ溜まった時点でＨＤＤ１に転送を開始する。以降は常にバッファメモリ装置２には２０セクタ分のデータしか溜まっていないように、バッファメモリ装置２にデータが入ると、順送りで古いデータをＨＤＤ１に転送する。従って、バッファメモリ装置２には常に３０セクタ（１．２６秒分）の空きが存在する。
【００３１】
ここでＨＤＤ１が定点浮上防止のためのヘッド６の間欠的シーク動作に入り、ＨＤＤ１ヘの転送が数十ｍｓ程度から数百ｍｓ止まっても、その間は記録データはバッファメモリ装置２に溜めておき、転送が再開されるとバッファメモリ装置２に溜まったデータをＨＤＤ１に転送し記録する。バッファメモリ装置２は１．２６秒分用意されているため、バッファメモリ装置２のデータが溢れて欠落することはない。
【００３２】
ここにヘッド６の強制移動先位置Ｂの算出例を示すと、ＨＤＤ１のｍａｘＬＢＡ値を求め、それを適当な数ｎ（２以上の自然数、例えば２４）で分割する。一回に移動するＬＢＡ（ｘ）はｘ＝ｍａｘＬＢＡ値／ｎとなり、強制移動タイミングが発生する度にｘ、２ｘ、３ｘ、・・・ｎｘのＬＢＡでＳＥＥＫコマンドを発生して、磁気ディスク７の外周から内周へ順次移動させる。
【００３３】
ｎ＝２４で発生タイミングを５分とすると、磁気ディスク７の全面を移動する所要時間は２４×５＝１２０分となる。
【００３４】
以上のように、本発明では、記録再生中、停止中に限らず、ヘッド６を常に磁気ディスク７上に位置させておき、ヘッド６の位置を一定時間間隔で強制的に移動し、移動先の位置を磁気ディスク７の外周から内周、または逆方向に順次変化させ、且つバッファメモリ装置２により、記録再生の途切れが発生しないようにしている。そして記録再生中にヘッドの強制移動タイミングとなった場合は、移動後、直ちに元の記録再生を行っていた磁気ディスク上の位置Ａにもどり、記録再生を継続して行う。そのため、この場合は発生した潤滑剤の不均一を均す効果が得られる。
【００３５】
停止中にヘッドの強制移動タイミングとなった場合は、移動後の位置で次の強制移動タイミングとなるか、記録再生が発生するまでヘッドを滞留しておく。このため潤滑剤の不均一を均すと共に不均一の発生を抑える効果が得られる。
【００３６】
また、記録再生中、停止中何れも強制移動先のヘッド位置Ｂを、強制移動タイミング発生毎に磁気ディスク７の外周から内周又は内周から外周に順次変えて行くことにより、一定の周期で磁気ディスク全面を嘗めているので、不均一を均す効果が極めて高いといえる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明に係るＨＤＤを用いたオーディオ・ビデオ信号記録再生装置は、上記のような構成であるため、下記の優れた効果を有する。
（１）記録再生中、停止中に限らず、ヘッドを強制的に一定時間間隔で磁気ディスク上を移動させているため、長時間の連続停止状態や長時間の連続記録再生が発生するビデオ機器やオーディオ機器におけるＨＤＤの定点浮上問題及び潤滑剤膜の不均一化問題が解消される。
（２）ヘッドを強制移動する時間間隔を３分〜３０分程度にすれば良いため、シークノイズが連続的に発生するような状態が発生せず、静粛性が求められるビデオ・オーディオ機器に適している。
（３）記録再生中にヘッドを強制的に移動したあとも、直ぐに元の記録再生位置に戻って連続して記録再生するため、シーケンシャルに記録再生を行う処理を変更する必要がなく、処理が複雑化しない。
（４）ヘッドの退避・復帰をしないので、大容量のバッファメモリ装置を必要とせず低コストである。
（５）ヘッドの機構部品への負荷が小さく、寿命が延びる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＨＤＤを用いた本発明に係るオーディオ・ビデオ信号記録再生装置のブロック図である。
【図２】本発明に係るオーディオ・ビデオ信号記録再生装置の（ａ）記録再生中の往復シーク動作、（ｂ）停止中の間欠的シーク動作を説明するためのフロー図である。
【図３】ＨＤＤの制御回路中のプログラミングされた手順に従って機能するＣＰＵによる自動シーク制御手段のフロー図である。
【図４】従来のＨＤＤ読み出しの際のＨＤＤとバッファメモリ装置の動作フローを示す図である。
【符号の説明】
１　　　ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）
２　　　バッファメモリ装置
４　　　記録再生及び制御回路
６　　　記録再生ヘッド
７　　　磁気ディスク
１０　　　オーディオ・ビデオ信号記録再生装置
Ａ　　　記録再生位置
Ｂ、Ｂ１、Ｂ２、Ｂｎ　強制シーク移動先位置
Ｓｉｎ　　オーディオ・ビデオ入力信号
Ｓｏｕｔ　　再生出力信号
Ｙ１、Ｙ２、Ｚ１、Ｚ２　　シーク移動
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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