(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録用ヘッドの上流側に設けられた送出側リールから送出されるとともに、記録用ヘッドの下流側に設けられた巻取側リールに巻き取られるテープに、記録用ヘッドによってサーボ信号を記録するサーボ信号記録装置において、
送出側リールを所要の速度で回転させることにより、送出側リールに巻回されたサーボ信号未記録のテープを送出する送出側サーボモータと、
巻取側リールを所要の速度で回転させることにより、巻取側リールにサーボ信号既記録のテープを巻回させる巻取側サーボモータと、
記録用ヘッドを挟んで上流側及び下流側にそれぞれ設けられ、テープを非接触で位置規制する上流側及び下流側ガイドローラと、
上流側ガイドローラによって位置規制されるテープの張力を、テープに非接触で検出するテープ張力検出手段と、
上流側及び下流側ガイドローラの上流側及び下流側にそれぞれ設けられ、テープをピンチローラとの間で挟持した状態で回転することにより、テープを走行させる送出側及び巻取側キャプスタンローラと、
回転軸を非接触で支持してなるモータを有し、該モータによって送出側キャプスタンローラを回転駆動するとともに、テープ張力検出手段により検出されたテープ張力の値に基づいて、当該検出値が所定値となるように送出側キャプスタンローラの回転速度を可変制御し、更に当該可変制御による送出側キャプスタンローラの回転速度を、送出側及び巻取側サーボモータのそれぞれの回転制御にフィードバックする送出側キャプスタンローラ駆動手段と、
回転軸を非接触で支持してなるモータを有し、該モータによって巻取側キャプスタンローラを回転駆動するとともに、巻取側キャプスタンローラの回転速度を一定に制御し、更に当該制御による巻取側キャプスタンローラの回転速度を、送出側及び巻取側サーボモータのそれぞれの回転制御にフィードバックする巻取側キャプスタンローラ駆動手段とを備え、
送出側及び巻取側キャプスタンローラ間のテープ張力が、送出側キャプスタンローラより上流側及び巻取側キャプスタンローラより下流側のテープ張力と分断されていることを特徴とするサーボ信号記録装置。
【請求項２】
送出側リールと送出側キャプスタンローラとの間に設けられ、テープ速度を検出するとともに、検出結果を送出側サーボモータの回転制御にフィードバックすることにより、テープ速度を調整する第１のテープ速度調整手段と、
送出側リールと送出側キャプスタンローラとの間に設けられ、テープに負圧を作用させてテープを所要方向に付勢することにより、テープ張力を所定値に調整する第１のテープ張力調整手段と、
巻取側リールと巻取側キャプスタンローラとの間に設けられ、テープ速度を検出するとともに、検出結果を巻取側サーボモータの回転制御にフィードバックすることにより、テープ速度を調整する第２のテープ速度調整手段と、
巻取側リールと巻取側キャプスタンローラとの間に設けられ、テープに負圧を作用させてテープを所要方向に付勢することにより、テープ張力を所定値に調整する第２のテープ張力調整手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載のサーボ信号記録装置。
【請求項３】
記録用ヘッドと巻取側キャプスタンローラとの間に、記録用ヘッドによってテープに記録されたサーボ信号を再生する再生用ヘッドが設けられることを特徴とする請求項１又は２記載のサーボ信号記録装置。
【請求項４】
送出側リールと送出側キャプスタンローラとの間に、テープをクリーニングするクリーナ手段が設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のサーボ信号記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録用ヘッドの上流側に設けられた送出側リールから送出されるとともに、記録用ヘッドの下流側に設けられた巻取側リールに巻き取られるテープに、記録用ヘッドによってサーボ信号を記録するサーボ信号記録装置に関する。このようなサーボ記録方式は、例えばｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｌｔｏ−ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．ｃｏｍ／ａｂｏｕｔ／ｐａｐｅｒｓ．ｈｔｍｌにその詳細が開示されている。
【０００２】
【従来の技術】
このようなサーボ信号を記録する装置としては、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｏｔａｒｉ．ｃｏ．ｊｐ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／Ｔ１３０７．ｈｔｍｌに開示されているＴ−１３０７型等が知られている。図１０はこのような装置の一般的な構成を示しているもので、サーボ信号記録装置７０として、磁気テープ７１にサーボ信号を記録する記録ヘッド部７２と、記録ヘッド部７２の上流側に設けられ、サーボ信号未記録の磁気テープ７１を巻回される送出リール７３と、記録ヘッド部７２の下流側に設けられ、サーボ信号既記録の磁気テープ７１を巻回される巻取リール７４とを備えたものがある。記録ヘッド部７２と送出リール７３との間には、磁気テープ７１の両面クリーニングを行うクリーナ部７５が設けられる。
【０００３】
送出リール７３は、一般に送出リール用サーボモータ７６によって所要の速度で回転駆動され、サーボコントロールされる。これにより、クリーナ部７５に送出される磁気テープ７１のテープ張力を適正とする。
巻取リール７４は、一般に巻取リール用サーボモータ７７によって所要の速度で回転駆動され、サーボコントロールされる。これにより、磁気テープ７１の巻き品質を適正とする。
【０００４】
送出リール７３とクリーナ部７５間、及び記録ヘッド部７２と巻取リール７４間にはそれぞれ、テープ張力調整機構７８が設けられることが一般的である。各テープ張力調整機構７８はそれぞれ、図示しない張力アームに回転自在に支持された張力ローラ７９を、張力アームの揺動に伴って長孔に沿って移動させることにより、張力ローラ７９に巻回させた磁気テープ７１のテープ張力を調整する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したようなサーボ信号記録装置７０では、各張力調整機構７８において、張力アームの揺動に伴って張力ローラ７９を移動させることにより、テープ張力を調整する。このため、テープ張力の調整完了までに時間がかかり、良好な応答性が得られない上、テープ張力の調整完了までの張力変動によって磁気テープ７１に伸びが生じる。したがって、テープ速度及びテープ張力を高精度に制御する場合には、これに充分に対応できず、サーボ信号の記録状態に重大な欠陥を生じる可能性が考えられる。
【０００６】
また、張力ローラ７９の移動に伴って、テープ走行距離が僅かに変化してしまい、テープ速度が微妙に変化する。したがって、テープ張力の精度を上げると、テープ速度の精度が下がり、テープ速度及びテープ張力の両方を高精度に制御する必要がある場合には、これに充分に対応できない可能性がある。
【０００７】
本発明は、サーボ信号を記録するテープのテープ速度及びテープ張力を高精度に制御することができ、これによりサーボ信号をテープに高精度に記録することができるサーボ信号記録装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、下記構成により達成される。
▲１▼  記録用ヘッドの上流側に設けられた送出側リールから送出されるとともに、記録用ヘッドの下流側に設けられた巻取側リールに巻き取られるテープに、記録用ヘッドによってサーボ信号を記録するサーボ信号記録装置において、
送出側リールを所要の速度で回転させることにより、送出側リールに巻回されたサーボ信号未記録のテープを送出する送出側サーボモータと、
巻取側リールを所要の速度で回転させることにより、巻取側リールにサーボ信号既記録のテープを巻回させる巻取側サーボモータと、
記録用ヘッドを挟んで上流側及び下流側にそれぞれ設けられ、テープを非接触で位置規制する上流側及び下流側ガイドローラと、
上流側ガイドローラによって位置規制されるテープの張力を、テープに非接触で検出するテープ張力検出手段と、
上流側及び下流側ガイドローラの上流側及び下流側にそれぞれ設けられ、テープをピンチローラとの間で挟持した状態で回転することにより、テープを走行させる送出側及び巻取側キャプスタンローラと、
回転軸を非接触で支持してなるモータを有し、該モータによって送出側キャプスタンローラを回転駆動するとともに、テープ張力検出手段により検出されたテープ張力の値に基づいて、当該検出値が所定値となるように送出側キャプスタンローラの回転速度を可変制御し、更に当該可変制御による送出側キャプスタンローラの回転速度を、送出側及び巻取側サーボモータのそれぞれの回転制御にフィードバックする送出側キャプスタンローラ駆動手段と、
回転軸を非接触で支持してなるモータを有し、該モータによって巻取側キャプスタンローラを回転駆動するとともに、巻取側キャプスタンローラの回転速度を一定に制御し、更に当該制御による巻取側キャプスタンローラの回転速度を、送出側及び巻取側サーボモータのそれぞれの回転制御にフィードバックする巻取側キャプスタンローラ駆動手段とを備え、
送出側及び巻取側キャプスタンローラ間のテープ張力が、送出側キャプスタンローラより上流側及び巻取側キャプスタンローラより下流側のテープ張力と分断されていることを特徴とするサーボ信号記録装置。
【０００９】
▲２▼  送出側リールと送出側キャプスタンローラとの間に設けられ、テープ速度を検出するとともに、検出結果を送出側サーボモータの回転制御にフィードバックすることにより、テープ速度を調整する第１のテープ速度調整手段と、
送出側リールと送出側キャプスタンローラとの間に設けられ、テープに負圧を作用させてテープを所要方向に付勢することにより、テープ張力を所定値に調整する第１のテープ張力調整手段と、
巻取側リールと巻取側キャプスタンローラとの間に設けられ、テープ速度を検出するとともに、検出結果を巻取側サーボモータの回転制御にフィードバックすることにより、テープ速度を調整する第２のテープ速度調整手段と、
巻取側リールと巻取側キャプスタンローラとの間に設けられ、テープに負圧を作用させてテープを所要方向に付勢することにより、テープ張力を所定値に調整する第２のテープ張力調整手段とを備えたことを特徴とする前記▲１▼記載のサーボ信号記録装置。
【００１０】
▲３▼  記録用ヘッドと巻取側キャプスタンローラとの間に、記録用ヘッドによってテープに記録されたサーボ信号を再生する再生用ヘッドが設けられることを特徴とする前記▲１▼又は▲２▼記載のサーボ信号記録装置。
【００１１】
▲４▼  送出側リールと送出側キャプスタンローラとの間に、テープをクリーニングするクリーナ手段が設けられることを特徴とする前記▲１▼〜▲３▼のいずれかに記載のサーボ信号記録装置。
【００１２】
【作用】
本発明に係るサーボ信号記録装置においては、送出側サーボモータが、送出側リールを所要の速度で回転させることにより、送出側リールに巻回されたサーボ信号未記録のテープを送出するとともに、巻取側サーボモータが、巻取側リールを所要の速度で回転させることにより、巻取側リールにサーボ信号既記録のテープを巻回させる。送出側リール及び巻取側リール間において、テープには、記録ヘッドによってサーボ信号が記録される。
【００１３】
テープは、送出側及び巻取側キャプスタンローラの回転によって、ピンチローラとの間で挟持された状態で走行される。走行中のテープは、上流側及び下流側ガイドローラによって非接触で位置規制される。上流側ガイドローラによって位置規制されるテープは、テープ張力検出手段によってテープ張力を非接触で検出される。
【００１４】
この際、送出側キャプスタンローラ駆動手段は、回転軸を非接触で支持してなるモータによって、送出側キャプスタンローラを回転駆動するとともに、テープ張力検出手段により検出されたテープ張力の値に基づいて、当該検出値が所定値となるように送出側キャプスタンローラの回転速度を可変制御する。更に、送出側キャプスタンローラ駆動手段は、前記可変制御による送出側キャプスタンローラの回転速度を、送出側及び巻取側サーボモータのそれぞれの回転制御にフィードバックする。
【００１５】
また、巻取側キャプスタンローラ駆動手段は、回転軸を非接触で支持してなるモータによって、巻取側キャプスタンローラを回転駆動するとともに、巻取側キャプスタンローラの回転速度を一定に制御する。更に、巻取側キャプスタンローラ駆動手段は、前記制御による巻取側キャプスタンローラの回転速度を、送出側及び巻取側サーボモータのそれぞれの回転制御にフィードバックする。更に、送出側及び巻取側キャプスタンローラ間のテープ張力が、送出側キャプスタンローラより上流側及び巻取側キャプスタンローラより下流側のテープ張力と分断されている。
【００１６】
したがって、記録用ヘッドではテープ走行速度が一定に保たれ、更に記録用ヘッドには機械的振動が作用せず、また記録時のテープには送出側キャプスタンローラより上流のテープ張力及び巻取側キャプスタンローラより下流のテープ張力が干渉せず、一定のテープ張力が維持される。その結果、サーボ信号を高精度で記録することができる。
【００１７】
本発明に係るサーボ信号記録装置において、送出側リールと送出側キャプスタンローラとの間においては、第１のテープ速度調整手段が、テープ速度を検出するとともに、検出結果を送出側サーボモータの回転制御にフィードバックすることにより、テープ速度を調整する。また、第１のテープ張力調整手段が、テープに負圧を作用させてテープを所要方向に付勢することにより、テープ張力を所定値に調整する。
【００１８】
巻取側リールと巻取側キャプスタンローラとの間においては、第２のテープ速度調整手段が、テープ速度を検出するとともに、検出結果を巻取側サーボモータの回転制御にフィードバックすることにより、テープ速度を調整する。また、第２のテープ張力調整手段が、テープに負圧を作用させてテープを所要方向に付勢することにより、テープ張力を所定値に調整する。
【００１９】
本発明に係るサーボ信号記録装置においては、記録用ヘッドと巻取側キャプスタンローラとの間に設けられた再生用ヘッドが、記録用ヘッドによってテープに記録されたサーボ信号を再生する。
【００２０】
本発明に係るサーボ信号記録装置においては、送出側リールと送出側キャプスタンローラとの間に設けられたクリーナ手段が、テープをクリーニングする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下図示実施形態により、本発明を説明する。
図１は、本発明の一実施形態であるサーボ信号記録装置を示す側面図であり、図２は、図１のサーボ信号記録装置を概念的に示す概略側面図である。また図３は、図１のサーボ信号記録装置のエアガイドローラの概略断面図、図４は、図１のサーボ信号記録装置のテープ張力検出用ロードセルの概略側面図である。
【００２２】
図１及び図２を参照すると、サーボ信号記録装置１０は、磁気テープ１１を、記録用ヘッド３０の上流側に設けられた送出側リール１２から送出させ、記録用ヘッド３０によって例えばＵｌｔｒｉｕｍ準拠のサーボトラック信号（以下、サーボ信号という）を記録させた後、記録用ヘッド３０の下流側に設けられた巻取側リール１３に巻き取らせる。
【００２３】
すなわち、送出側リール１２から送出された磁気テープ１１は、多数のガイドローラ５０に案内されつつ、記録用ヘッド３０の上流側及び下流側にそれぞれ設けられた送出側及び巻取側キャプスタンローラ２３，４１の回転によって、所定の経路に沿って走行され、巻取側リール１３に巻き取られる。
【００２４】
磁気テープ１１は、送出側及び巻取側キャプスタンローラ２３，４１間では、上流側並びに下流側エアガイドローラ２０，４０、及びヘッドガイド３１によって、表裏面においては非接触で位置規制される。
【００２５】
また磁気テープ１１は、送出側リール１２から送出側キャプスタンローラ２３までの間では、送出側ロータリエンコーダ２５及び送出側電空レギュレータ２６によってテープ速度及びテープ張力を調整される。送出側電空レギュレータ２６は、送出側リール１２と送出側キャプスタンローラ２３との間のテープ張力を調整する。
【００２６】
更に磁気テープ１１は、巻取側キャプスタンローラ４１から巻取側リール１３までの間では、巻取側ロータリエンコーダ４３及び巻取側電空レギュレータ４４によってテープ速度及びテープ張力を調整される。巻取側電空レギュレータ４４は、巻取側キャプスタンローラ４１と巻取側リール１３との間のテープ張力を調整する。
【００２７】
送出側リール１２は、サーボ信号未記録の磁気テープ１１を外周に巻回されており、送出側サーボモータＭ１によって所要の速度で回転されることにより、外周に巻回されたサーボ信号未記録の磁気テープ１１を送出する。
【００２８】
巻取側リール１３は、サーボ信号既記録の磁気テープ１１を外周に巻回されており、巻取側サーボモータＭ４によって所要の速度で回転されることにより、サーボ信号既記録の磁気テープ１１を外周に巻回される。
【００２９】
記録用ヘッド３０を挟んで上流側及び下流側（図１中左右両側）にはそれぞれ、図１中４個の上流側エアガイドローラ２０、及び図１中３個の下流側エアガイドローラ４０が設けられる。上流側及び下流側エアガイドローラ２０，４０はそれぞれ、外周面からの吐出エアの圧力によって磁気テープ１１を外周面から浮かせ、磁気テープ１１の表裏面に非接触で磁気テープ１１を位置規制（幅方向（図１中紙面に垂直な方向）略中央にセンタリング）する。
【００３０】
すなわち上流側及び下流側エアガイドローラ２０，４０はそれぞれ、図３に示すように、ローラの回転軸方向（図３中左右方向）に沿う略中央付近におけるエアの吐出量が、他の部位に比較して多くなるように構成されている。上流側及び下流側エアガイドローラ２０，４０はそれぞれ、吐出エアの圧力によって浮かせた磁気テープ１１を、図３中左右縁部が中央部分よりも僅かに下がった側面視湾曲形状に保持する。これにより上流側及び下流側エアガイドローラ２０，４０はそれぞれ、磁気テープ１１を表裏面に非接触で幅方向（図３中左右方向）略中央にセンタリングし、磁気テープ１１の幅方向への位置ズレを確実に阻止する。
【００３１】
図１、図２及び図４を参照すると、上流側エアガイドローラ２０には、テープ張力検出用ロードセル２１が設けられる。すなわちテープ張力検出用ロードセル２１は、上流側エアガイドローラ２０のうちの上流側から数えて２個目のエアガイドローラ２０に設けられる。テープ張力検出用ロードセル２１は、送出側キャプスタンローラより上流側及び巻取側キャプスタンローラより下流側とは独立に、テープ張力を調整するために用いられる。
【００３２】
テープ張力検出用ロードセル２１は、上流側エアガイドローラ２０によって位置規制される磁気テープ１１のテープ張力を、磁気テープ１１に非接触で検出する。
【００３３】
サーボ信号記録装置１０においては、磁気テープ１１の長手方向２００μｍ以下のテープ伸びによる記録信号の速度偏差が問題となるため、テープ張力検出用ロードセル２１として、高速で２ｋＨｚ以上の応答を持つ素子（検出値２００ｇフルの変動に対して６３μｍストロークする、ｋｙｏｗａ製ロードセルＬＴＳ−２００ＧＡ（定格負荷２００ｇｆ，１．９６１Ｎ））を採用した。
【００３４】
これによりテープ張力検出用ロードセル２１は、張力アーム方式のようなパス長の変化に伴う記録信号の速度偏差を生じることはなく、張力検出精度１００±２ｇを数ｋＨｚの高速で保証しつつ、ショートストローク（例えば検出値５ｇの変動に対して０．７μｍストロークする）での検出を実現している。
なお図４中、符号２２は、張力オフセット用のバネを示す。
【００３５】
図１及び図２を参照すると、上流側エアガイドローラ２０の上流側（図１中左側）には、送出側キャプスタンローラ２３が設けられる。また、下流側エアガイドローラ４０の下流側（図１中右側）には、巻取側キャプスタンローラ４１が設けられる。
【００３６】
送出側及び巻取側キャプスタンローラ２３，４１はそれぞれ、ピンチローラ２４，４２との間に磁気テープ１１を挟持した状態で、送出側キャプスタンモータＭ２又は巻取側キャプスタンモータＭ３によって回転駆動されることにより、磁気テープ１１を走行させる。
【００３７】
送出側キャプスタンモータＭ２は、回転軸をエアの圧力により非接触で偏心なく（側圧３．５ｋｇｆ／ｃｍ2 （３４．３ｋＰａ）でも偏心しない）支持してなるエアスピンドルモータであり、送出側キャプスタンローラ２３を回転駆動する。送出側キャプスタンモータＭ２は、テープ張力検出用ロードセル２１によるテープ張力の検出値に基づくサーボＣＰＵ６０（図５参照）の制御により、当該検出値が所定値となるように、送出側キャプスタンローラ２３の回転速度を可変制御する。
【００３８】
巻取側キャプスタンモータＭ３は、回転軸をエアの圧力により非接触で偏心なく（側圧３．５ｋｇｆ／ｃｍ2 （３４．３ｋＰａ）でも偏心しない）支持してなるエアスピンドルモータであり、巻取側キャプスタンローラ４１を回転駆動する。巻取側キャプスタンモータＭ３は、サーボＣＰＵ６０（図５参照）の制御により、巻取側キャプスタンローラ４１の回転速度を一定（４．０ｍ／ｓ）に制御する。この速度は、装置１０全体のテープ速度の基準速度とされる。
【００３９】
送出側ロータリエンコーダ２５は、送出側キャプスタンローラ２３の上流側（図１中左側）に設けられる。送出側ロータリエンコーダ２５は、磁気テープ１１のテープ速度を検出するとともに、検出結果を送出側サーボモータＭ１の回転制御にフィードバックすることにより、テープ速度を調整する。
【００４０】
送出側電空レギュレータ２６は、送出側キャプスタンローラ２３と送出側ロータリエンコーダ２５との間に設けられる。送出側電空レギュレータ２６は、磁気テープ１１をエアコラム２７内に湾曲形状に垂下させた状態で、エアコラム２７内において磁気テープ１１に所定の負圧を作用させ、磁気テープ１１を図中下方に向けて付勢している。これにより送出側電空レギュレータ２６は、磁気テープ１１のテープ張力を所定値に調整する。
【００４１】
送出側電空レギュレータ２６のエアコラム２７内には、５つのテープ位置検出センサ２８（図５参照）が、エアコラム２７略中央に上下方向に所定の間隔をあけて設けられる。各テープ位置検出センサ２８はそれぞれ、エアコラム２７内に垂下された磁気テープ１１の略中央部分（最下部分）を検出可能である。
【００４２】
各テープ位置検出センサ２８はそれぞれ、図５に示すように、送出側サーボモータＭ１にゲイン切替信号を出力するゲインアンプ１〜５に接続されており、磁気テープ１１を検出すると、接続されたゲインアンプから出力されるゲイン切替信号を、送出側サーボモータＭ１に入力させる。
【００４３】
図１及び図２を参照すると、送出側電空レギュレータ２６と送出側キャプスタンローラ２３との間には、クリーナ機構２９が設けられる。クリーナ機構２９は、サーボ信号未記録のテープ両面（図１中上下面）をクリーニングする。
【００４４】
記録用ヘッド３０は、紙面に垂直な方向に沿って、サーボ信号のトラック分（例えば５トラック分、計５個）設けられる。
【００４５】
各記録用ヘッド３０の上流側及び下流側にはそれぞれ、一対のヘッドガイド３１が、各記録用ヘッド３０に近接して設けられる。また、各記録ヘッドの図１中紙面に垂直な方向両側にはそれぞれ、図示しない一対のガイド部材が設けられる。
【００４６】
各ヘッドガイド３１はそれぞれ、側面視円弧状に形成されたガイド面３２から放射方向外側に向けてエアを吐出させることにより、磁気テープ１１をガイド面３２から浮かせた状態でガイド面３２に沿わせる。これにより各ヘッドガイド３１はそれぞれ、各記録用ヘッド３０に対する磁気テープ１１の接触角度、接触面積及び接触圧等を調整する。
【００４７】
また図示しない各ガイド部材はそれぞれ、磁気テープ１１の幅方向（図１中紙面に垂直な方向）縁部に必要に応じて接触することにより、磁気テープ１１の幅方向の動きを規制する。
【００４８】
巻取側ロータリエンコーダ４３は、巻取側キャプスタンローラ４１の下流側（図１中右側）に設けられる。巻取側ロータリエンコーダ４３は、磁気テープ１１のテープ速度を検出するとともに、検出結果を巻取側サーボモータＭ４の回転制御にフィードバックすることにより、テープ速度を調整する。
【００４９】
巻取側電空レギュレータ４４は、巻取側キャプスタンローラ４１と巻取側ロータリエンコーダ４３との間に設けられる。巻取側電空レギュレータ４４は、磁気テープ１１をエアコラム４５内に湾曲形状に垂下させた状態で、エアコラム４５内において磁気テープ１１に所定の負圧を作用させ、磁気テープ１１を図中下方に向けて付勢している。これにより巻取側電空レギュレータ４４は、磁気テープ１１のテープ張力を所定値に調整する。
【００５０】
巻取側電空レギュレータ４４のエアコラム４５内には、５つのテープ位置検出センサ４６（図５参照）が、エアコラム４５略中央に上下方向に所定の間隔をあけて設けられる。各テープ位置検出センサ４６はそれぞれ、エアコラム４５内に垂下された磁気テープ１１の略中央部分（最下部分）を検出可能である。
【００５１】
各テープ位置検出センサ４６はそれぞれ、図５に示すように、巻取側サーボモータＭ４にゲイン切替信号を出力するゲインアンプ１〜５に接続されており、磁気テープ１１を検出すると、接続されたゲインアンプから出力されるゲイン切替信号を、巻取側サーボモータＭ４に入力させる。
【００５２】
図１及び図２を参照すると、記録用ヘッド３０と巻取側キャプスタンローラ４１との間には、再生用ヘッド４７が、図１中中央の下流側エアガイドローラ４０を挟んで図１中左右一対、かつ、紙面に垂直な方向に沿ってサーボ信号のトラック分（例えば５トラック分、計５対）設けられる。各再生用ヘッド４７はそれぞれ、記録用ヘッド３０によって磁気テープ１１に記録されたサーボ信号を再生する。
【００５３】
送出側キャプスタンローラ２３の上流側、及び巻取側キャプスタンローラ４１の下流側に配置されるガイドローラ５０はそれぞれ、例えば幅方向寸法１４．０ｍｍ、テーパー量０．２００ｍｍのクラウンローラである。
【００５４】
すなわち各ガイドローラ５０はそれぞれ、幅方向（図１中紙面に垂直な方向）両端部から幅方向略中央部にかけて盛り上がった太鼓型の形状であり、幅方向略中央の直径が幅方向両端部の直径よりも所定量（テーパー量）大きい。これにより各ガイドローラ５０はそれぞれ、外周面に巻回された磁気テープ１１を、例えば磁気テープ１１の幅方向両縁部への直接接触による位置規制を行うことなく、幅方向略中央にセンタリングすることができる。
【００５５】
なお図１中、符号５１は送出側タッチアームを、符号５２は送出側補助タッチアームをそれぞれ示す。送出側タッチアーム５１及び送出側補助タッチアーム５２はそれぞれ、送出側リール１２の中心を挟んで対峙する位置にあるタッチローラ５６を、送出側リール１２に巻回された磁気テープ１１の外周面に常時接触させる。これにより、送出側タッチアーム５１及び送出側補助タッチアーム５２はそれぞれ、磁気テープ１１をタッチローラ５６を介して、放射方向外側から送出側リール１２の中心方向に付勢する。
【００５６】
また、符号５３は巻取側タッチアームを、符号５４は巻取側補助タッチアームをそれぞれ示す。巻取側タッチアーム５３及び巻取側補助タッチアーム５４はそれぞれ、巻取側リール１３の中心を挟んで対峙する位置にあるタッチローラ５７を、巻取側リール１３に巻回される磁気テープ１１の外周面に常時接触させる。これにより、巻取側タッチアーム５３及び巻取側補助タッチアーム５４はそれぞれ、磁気テープ１１をタッチローラ５７を介して、放射方向外側から巻取側リール１３の中心方向に付勢する。
更に、符号５５は、各種情報を表示するＬＣＤパネルである。
【００５７】
本実施形態の作用を説明する。
サーボ信号記録装置１０において、送出側リール１２から送出された磁気テープ１１は、ガイドローラ５０に案内されつつ、送出側及び巻取側キャプスタンローラ２３，４１の回転によって、所定の経路に沿って走行され、クリーナ機構２９によるクリーニング、記録用ヘッド３０によるサーボ信号の記録、及び再生用ヘッド４７によるサーボ信号の再生を経て、巻取側リール１３に巻き取られる。
【００５８】
すなわち磁気テープ１１は、送出側リール１２から送出側キャプスタンローラ２３までの間において、送出側ロータリエンコーダ２５、送出側電空レギュレータ２６及び学習制御される送出側サーボモータＭ１によって、テープ速度及びテープ張力を調整されつつ走行される。
【００５９】
また磁気テープ１１は、送出側及び巻取側キャプスタンローラ２３，４１間において、上流側及び下流側エアガイドローラ２０，４０、並びに各ヘッドガイド３１によって、表裏面においては非接触で位置規制されつつ走行される。この状態で、各記録用ヘッド３０によるサーボ信号の記録が行われる。
【００６０】
更に磁気テープ１１は、巻取側キャプスタンローラ４１から巻取側リール１３までの間において、巻取側電空レギュレータ４４、巻取側ロータリエンコーダ４３及び学習制御される巻取側サーボモータＭ４によって、テープ速度及びテープ張力を調整されつつ走行される。
【００６１】
図５及び図６は、図１のサーボ信号記録装置の送出側及び巻取側サーボモータの制御ブロック図であり、図６は図５に続く部分である。また図７は、図１のサーボ信号記録装置の送出側及び巻取側電空レギュレータの制御ブロック図である。
【００６２】
図５において、テープ張力検出用ロードセル２１によるテープ張力の検出値は、Ａ／Ｄ変換を経てサーボＣＰＵ６０に入力される。
【００６３】
サーボＣＰＵ６０は、テープ張力の検出値が所定値となるように、信号発信器１から送出側キャプスタンモータＭ２に可変ｆ（周波数）信号を発信させ、送出側キャプスタンローラ２３の回転速度を可変制御する。
【００６４】
またサーボＣＰＵ６０は、信号発信器２から巻取側キャプスタンモータＭ３に一定ｆ（周波数）信号を発信させ、巻取側キャプスタンローラ４１の回転速度を一定（基準速度４．０ｍ／ｓ）に制御する。
【００６５】
図６に示すように、送出側リール１２及び巻取側リール１３の正転時（正逆切替スイッチが図６に示す接続状態）、巻取側キャプスタンモータＭ３のエンコーダ出力（１０２４パルス／回転）は、Ｆ（周波数）／Ｖ（電圧）変換を経て、送出側ロータリエンコーダ２５のＦ／Ｖ変換されたエンコーダ出力（１０２４パルス／回転）とともに、差動増幅される。すなわち、巻取側キャプスタンモータＭ３のエンコーダ出力と、送出側ロータリエンコーダ２５のエンコーダ出力との差が増幅される。
【００６６】
増幅された信号は、ゲインアンプ１〜５によって、値に応じた５段階のゲイン切替信号（０．３５〜１．２５倍）として設定され、送出側電空レギュレータ２６のエアコラム２７内の５つのテープ位置検出センサ２８で切り替えられる。すなわち、エアコラム２７内の各テープ位置検出センサ２８のうち、磁気テープ１１を検出したテープ位置検出センサ２８に対応するゲインアンプの設定したゲイン切替信号が、送出側サーボモータＭ１の学習制御に用いられる。
【００６７】
また各リール１２，１３の正転時、巻取側キャプスタンモータＭ３のエンコーダ出力（１０２４パルス／回転）は、Ｆ（周波数）／Ｖ（電圧）変換を経て、巻取側ロータリエンコーダ４３のＦ／Ｖ変換されたエンコーダ出力（１０２４パルス／回転）とともに、差動増幅される。すなわち、巻取側キャプスタンモータＭ３のエンコーダ出力と、巻取側ロータリエンコーダ４３のエンコーダ出力との差が増幅される。
【００６８】
増幅された信号は、ゲインアンプ１〜５によって、値に応じた５段階のゲイン切替信号（０．３５〜１．２５倍）として設定され、巻取側電空レギュレータ４４のエアコラム４５内の５つのテープ位置検出センサ４６で切り替えられる。すなわち、エアコラム４５内の各テープ位置検出センサ４６のうち、磁気テープ１１を検出したテープ位置検出センサ４６に対応するゲインアンプの設定したゲイン切替信号が、巻取側サーボモータＭ４の学習制御に用いられる。
【００６９】
一方、各リール１２，１３の逆転時（正逆切替スイッチが図６に示す状態と反対側に接続された状態）、送出側キャプスタンモータＭ２のエンコーダ出力（１０２４パルス／回転）は、Ｆ（周波数）／Ｖ（電圧）変換を経て、送出側ロータリエンコーダ２５のＦ／Ｖ変換されたエンコーダ出力（１０２４パルス／回転）とともに、差動増幅される。すなわち、送出側キャプスタンモータＭ２のエンコーダ出力と、送出側ロータリエンコーダ２５のエンコーダ出力との差が増幅される。
【００７０】
増幅された信号は、ゲインアンプ１〜５によって、値に応じた５段階のゲイン切替信号（０．３５〜１．２５倍）として設定され、送出側電空レギュレータ２６のエアコラム２７内の５つのテープ位置検出センサ２８で切り替えられる。すなわち、エアコラム２７内の各テープ位置検出センサ２８のうち、磁気テープ１１を検出したテープ位置検出センサ２８に対応するゲインアンプの設定したゲイン切替信号が、送出側サーボモータＭ１の学習制御に用いられる。
【００７１】
また各リール１２，１３の逆転時、送出側キャプスタンモータＭ２のエンコーダ出力（１０２４パルス／回転）は、Ｆ（周波数）／Ｖ（電圧）変換を経て、巻取側ロータリエンコーダ４３のＦ／Ｖ変換されたエンコーダ出力（１０２４パルス／回転）とともに、差動増幅される。すなわち、送出側キャプスタンモータＭ２のエンコーダ出力と、巻取側ロータリエンコーダ４３のエンコーダ出力との差が増幅される。
【００７２】
増幅された信号は、ゲインアンプ１〜５によって、値に応じた５段階のゲイン切替信号（０．３５〜１．２５倍）として設定され、巻取側電空レギュレータ４４のエアコラム４５内の５つのテープ位置検出センサ４６で切り替えられる。すなわち、エアコラム４５内の各テープ位置検出センサ４６のうち、磁気テープ１１を検出したテープ位置検出センサ４６に対応するゲインアンプの設定したゲイン切替信号が、巻取側サーボモータＭ４の学習制御に用いられる。
【００７３】
図７において、送出側電空レギュレータ２６は、メインＣＰＵ６１からの信号に基づいてエアコラム２７内の負圧を制御し、送出側リール１２から送出される磁気テープ１１のテープ張力を、所定値（５０〜１５０ｇの範囲の任意の値、例えば７０ｇ一定）に調整する。
【００７４】
また、巻取側電空レギュレータ４４は、メインＣＰＵ６１からの信号に基づいてエアコラム４５内の負圧を制御し、巻取側リール１３に巻き取られる磁気テープ１１のテープ張力を、所定値（５０〜１５０ｇの範囲の任意の値、例えば巻き取り初期（巻芯に近い部分での巻き取り）には８０ｇで、巻き取り終期（リール最外周に近い部分での巻き取り）には６０ｇとなる可変値）に調整する。
【００７５】
次に、上記実施形態のサーボ信号記録装置１０を、図１０に示す従来のサーボ信号記録装置（比較例１）及び図示しない従来のサーボ信号記録装置（比較例２）と比較した。結果を表１に示す。
【００７６】
【表１】
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【００７７】
表１から理解されるように、本実施形態のサーボ信号記録装置１０は、全ての比較項目について、比較例２を大幅に上回る。また比較例１に対しては、記録信号の速度偏差についてのみ、僅かに大きいが、実用最高速度、テープ張力変動及びテープダメージについては、いずれも本実施形態のサーボ信号記録装置１０が、比較例１を大幅に上回っている。
【００７８】
すなわち、本実施形態のサーボ信号記録装置１０のテープ張力変動は、テープ速度がモータ回転パルス２ｋＨｚの高速で、テープ張力変動がピークピーク値で３ｇ、すなわち例えば１０３〜９７ｇの範囲内である。これに対して、比較例１のサーボ信号記録装置のテープ張力変動は、テープ速度がモータ回転パルス３０Ｈｚの低速で、テープ張力変動がピークピーク値で５ｇ、すなわち例えば設定値が１００ｇのとき１０５〜９５ｇの範囲内である。
【００７９】
つまり、本実施形態のサーボ信号記録装置１０は、比較例１のサーボ信号記録装置よりもテープ速度が高速であるにもかかわらず、高精度のテープ張力制御を達成できている。
【００８０】
また、本実施形態のサーボ信号記録装置１０では、磁気テープ１１を１０万ｍ走行させた後も、テープ粉の発生が見られず、テープダメージがほとんどないことが理解される。
【００８１】
一方、比較例１のサーボ信号記録装置では、磁気テープ走行３０００ｍで、比較例２のサーボ信号記録装置では、磁気テープ走行１００ｍで、それぞれテープ粉の発生が見られ、いずれもテープダメージがかなり大きい。
【００８２】
以上のように上記実施形態によれば、エアスピンドルモータからなる送出側キャプスタンモータＭ２が、テープ張力検出用ロードセル２１により検出されたテープ張力の値に基づいて、当該検出値が所定値となるように送出側キャプスタンローラ２３の回転速度を可変制御する。当該可変制御による送出側キャプスタンローラ２３の回転速度は、送出側及び巻取側サーボモータＭ１，Ｍ４のそれぞれの回転制御にフィードバックされる。
【００８３】
また、エアスピンドルモータからなる巻取側キャプスタンモータＭ３が、巻取側キャプスタンローラ４１の回転速度を一定に制御する。当該制御による巻取側キャプスタンローラ４１の回転速度は、送出側及び巻取側サーボモータＭ１，Ｍ４のそれぞれの回転制御にフィードバックされる。
【００８４】
更に、送出側リール１２と送出側キャプスタンローラ２３との間において、送出側ロータリエンコーダ２５が、テープ速度を検出するとともに、検出結果を送出側サーボモータＭ１の回転制御にフィードバックすることにより、テープ速度を調整する。また、送出側電空レギュレータ２６が、エアコラム２７内において磁気テープ１１に負圧を作用させて磁気テープ１１を図中下方に向けて付勢することにより、テープ張力を所定値に調整する。
【００８５】
巻取側リール１３と巻取側キャプスタンローラ４１との間においては、巻取側ロータリエンコーダ４３が、テープ速度を検出するとともに、検出結果を巻取側サーボモータＭ４の回転制御にフィードバックすることにより、テープ速度を調整する。また、巻取側電空レギュレータ４４が、エアコラム４５内において磁気テープ１１に負圧を作用させて磁気テープ１１を図中下方に向けて付勢することにより、テープ張力を所定値に調整する。
【００８６】
したがって、磁気テープ１１の伸びを含めた記録信号の速度偏差０．１０％以下（４ｍ／ｓ換算）、記録信号のテープ幅方向のズレ２０μｍ以下、アジマス角度ズレ５分以下という高精度なテープ走行制御を実現することができ、テープ速度及びテープ張力を高精度に制御することができる。また、従来の張力ローラ方式に比較して、良好な応答性を得ることができ、テープ張力の制御精度をより高めることができる。これにより、記録ヘッドによる磁気テープ１１へのサーボ信号の記録を、高精度に行うことができる。
【００８７】
本実施形態では、送出側及び巻取側キャプスタンローラ２３，４１を回転駆動するキャプスタンモータＭ２，Ｍ３として、エアスピンドルモータを採用した。したがって、回転軸の偏心、回転軸の直径方向の揺れ、テープガタの３つの変動要素の合計で、±２．０μｍ以内の精度を側圧３．５ｋｇｆ／ｃｍ2 （３４．３ｋＰａ）まで保証することができた。これにより、総合の機械的速度偏差は０．００１％以下、磁気テープ１１の伸縮を含めた記録信号の速度偏差は０．０５％を達成した。
【００８８】
従来のように、回転軸をベアリングで支持したモータを、キャプスタンローラを回転駆動するモータとして採用した場合、ベアリング振動に起因する回転軸の偏心が問題となる。回転軸の偏心が起こると、磁気テープのテープ速度に変動が発生する。
【００８９】
文献名「テープレコーダー」（津野尾  忠昭著、日刊工業新聞社）によると、軸の偏心によるワウフラッタは、
ワウフラッタ（ピークピーク値）＝［２×（偏心量）／ｒ］×１００（％）、
直径の振れによるワウフラッタは、
ワウフラッタ（ピークピーク値）＝［直径の振れ量／Ｄ］×１００（％）
（但しＤ＝平均直径）、
ガタによるワウフラッタは、
ワウフラッタ（ピークピーク値）＝［ｄｃ／ｄｔ／ｖ］×１００（％）
である。
【００９０】
したがって、例えば直径１０ｍｍのキャプスタンローラで、回転軸に１０μｍの偏心があると、軸の偏心によるワウフラッタは、
ワウフラッタ（ピークピーク値）＝［２×１０／５０００］×１００＝０．４％で、直径の振れによるワウフラッタは、
ワウフラッタ（ｒｍｓ）＝０．４／２／√２＝０．１４％
となる。したがって、従来のキャプスタンローラでは、規格目標値である記録信号の速度偏差０．１０％以下（４ｍ／ｓ換算）は達成できないことになる。
【００９１】
また従来、磁気テープの送り出し及び巻き取りをうリールモータの制御については、アナログ回路での張力サーボを、独立でかける方式が一般的である。このような方式では、例えば９０００ｍのパンケーキを回すときの低周波数振動（数Ｈｚ高トルク帰還）と、テープを巻回していないＮＡＢハブを回すときの高周波数振動（７００Ｈｚ低トルク帰還）とで、制御ゲインを最適化することは不可能である。周波数に対する制御ゲイン変化を図８に示す。
【００９２】
このため、モータにフライホイールをつけて見かけ上のイナーシャ変化を少なくし、ハンチング等の高速振動を磁気テープの伸縮で吸収したり、又は制御精度を犠牲にしてテープ走行を安定させる（微分帰還量低下）ことを行っていた。
【００９３】
本実施形態では、テープ走行速度を高速で制御しつつテープ走行を安定化させるため、リールモータ（送出側及び巻取側サーボモータＭ１，Ｍ４）について、制御ゲインを振動周波数及びパンケーキ重さに応じて変化させる学習サーボ方式とした。本方式では、テープ張力サーボと、テープ速度サーボ（送出側及び巻取側ロータリエンコーダ２５，４３の帰還量）との比例制御を確立している。
本方式において、パンケーキ長に対するゲイン変化量を図９に示す。
【００９４】
図９に示すように縦軸を対数でとると、送出側モータの速度制御ゲインと巻取側モータの速度制御ゲインは、実に約１０倍のゲイン変化量を実現していることが理解される。したがって、磁気テープの巻き始めから巻き終わりまで、極めて細かい速度制御が実行できることが分かる。
【００９５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、送出側キャプスタンローラ駆動手段が、回転軸を非接触で支持してなるモータを有し、該モータによって送出側キャプスタンローラを回転駆動するとともに、テープ張力検出手段により検出されたテープ張力の値に基づいて、当該検出値が所定値となるように送出側キャプスタンローラの回転速度を可変制御し、更に当該可変制御による送出側キャプスタンローラの回転速度を、送出側及び巻取側サーボモータのそれぞれの回転制御にフィードバックする。
【００９６】
また、巻取側キャプスタンローラ駆動手段が、回転軸を非接触で支持してなるモータを有し、該モータによって巻取側キャプスタンローラを回転駆動するとともに、巻取側キャプスタンローラの回転速度を一定に制御し、更に当該制御による巻取側キャプスタンローラの回転速度を、送出側及び巻取側サーボモータのそれぞれの回転制御にフィードバックする。更に、送出側及び巻取側キャプスタンローラ間のテープ張力が、送出側キャプスタンローラより上流側及び巻取側キャプスタンローラより下流側のテープ張力と分断されている。
【００９７】
したがって、記録用ヘッドではテープ走行速度が一定に保たれ、更に記録用ヘッドには機械的振動が作用せず、また記録時のテープには送出側キャプスタンローラより上流のテープ張力及び巻取側キャプスタンローラより下流のテープ張力が干渉せず、一定のテープ張力が維持される。
【００９８】
したがって、サーボ信号を記録するテープのテープ速度及びテープ張力を高精度に制御することができる。これにより、サーボ信号をテープに高精度に記録することができる。
【００９９】
更に、送出側リールと送出側キャプスタンローラとの間において、第１のテープ速度調整手段が、テープ速度を検出するとともに、検出結果を送出側サーボモータの回転制御にフィードバックすることにより、テープ速度を調整する。また、第１のテープ張力調整手段が、テープに負圧を作用させてテープを所要方向に付勢することにより、テープ張力を所定値に調整する。
【０１００】
巻取側リールと巻取側キャプスタンローラとの間においては、第２のテープ速度調整手段が、テープ速度を検出するとともに、検出結果を巻取側サーボモータの回転制御にフィードバックすることにより、テープ速度を調整する。また、第２のテープ張力調整手段が、テープに負圧を作用させてテープを所要方向に付勢することにより、テープ張力を所定値に調整する。
【０１０１】
したがって、サーボ信号を記録するテープのテープ速度及びテープ張力を高精度に制御することができる。これにより、サーボ信号をテープに高精度に記録することができる。
【０１０２】
更に、記録用ヘッドと巻取側キャプスタンローラとの間に、記録用ヘッドによってテープに記録されたサーボ信号を再生する再生用ヘッドが設けられるので、記録されたサーボ信号の精度等を即時に確認することができる。
【０１０３】
更に、送出側リールと送出側キャプスタンローラとの間に、テープをクリーニングするクリーナ手段が設けられるので、埃等の付着によるサーボ信号の記録精度の低下等を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるサーボ信号記録装置を示す側面図である。
【図２】図１のサーボ信号記録装置を概念的に示す概略側面図である。
【図３】図１のサーボ信号記録装置のエアガイドローラの概略断面図である。
【図４】図１のサーボ信号記録装置のテープ張力検出用ロードセルの概略側面図である。
【図５】図１のサーボ信号記録装置の送出側及び巻取側サーボモータの制御ブロック図である。
【図６】図１のサーボ信号記録装置の送出側及び巻取側サーボモータの制御ブロック図であり、図５から続く部分である。
【図７】図１のサーボ信号記録装置の送出側及び巻取側電空レギュレータの制御ブロック図である。
【図８】周波数に対する制御ゲインの特性を表すグラフである。
【図９】パンケーキ長に対するゲイン変化の特性を表すグラフである。
【図１０】従来のサーボ信号記録装置を示す概略側面図である。
【符号の説明】
１０  サーボ信号記録装置
１１  磁気テープ
１２  送出側リール
１３  巻取側リール
２０  上流側ガイドローラ（上流側エアガイドローラ）
２１  テープ張力検出手段（テープ張力検出用ロードセル）
２３  送出側キャプスタンローラ
２４  ピンチローラ
２５  第１のテープ速度調整手段（送出側ロータリエンコーダ）
２６  第１のテープ張力調整手段（送出側電空レギュレータ）
２７  エアコラム
２８  テープ位置検出用センサ
２９  クリーナ手段（クリーナ機構）
３０  記録用ヘッド
３１  ヘッドガイド
３２  ガイド面
４０  下流側ガイドローラ（下流側エアガイドローラ）
４１  巻取側キャプスタンローラ
４２  ピンチローラ
４３  第２のテープ速度調整手段（巻取側ロータリエンコーダ）
４４  第２のテープ張力調整手段（巻取側電空レギュレータ）
４５  エアコラム
４６  テープ位置検出用センサ
４７  再生用ヘッド
５０  ガイドローラ
６０  サーボＣＰＵ
６１  メインＣＰＵ
Ｍ１  送出側サーボモータ
Ｍ２  送出側キャプスタンモータ
Ｍ３  巻取側キャプスタンモータ
Ｍ４  巻取側サーボモータ
【図１】
0003894266.tif 000003
【図２】
0003894266.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
0003894266.tif 000007
【図６】
0003894266.tif 000008
【図７】
0003894266.tif 000009
【図８】
0003894266.tif 000010
【図９】
0003894266.tif 000011
【図１０】
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