JPS5920186B2 - 磁気媒体駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は回転ヘッド等を用いて磁気テープ上に情報を記
録又は再生する磁気テープ駆動装置においてテープ巻取
りの際に起り得る巻取つたテープの層間すべりの問題に
関する。

幾つかの型式の回転ヘッド式磁気テープ・ユニットは広
く知られている。

その１つの型式のユニットにおいては、ほゞ円筒形の２
つの筒体若しくはドラムの間に、１以上の読取−書込ヘ
ッドを設けられた回転ヘッド・ホィールが置かれている
。磁気テープは円筒体上の或る位置で円筒体と接触し、
円筒体の少なくとも１部分の周りで螺旋状に巻かれ、そ
して上記接触開始位置から円筒体の軸方向に且つ円周方
向に隔てられている位置で円筒体を離れる。螺旋状に巻
かれる角度は設計上の選択に従つて変わるが、通常１８
００と３６００との間にある。１若しくはそれ以上のヘ
ッドをテープを斜めに横切つて掃引するようにヘッド・
ホィールは回転する。

ヘッドがテープ上に入りそして出ていく角度は設計上の
選択に従つて９０度より僅かに小さい角度からより小さ
い角度例えば１５０まで変わりうる。他の型式のユニッ
トはヘッド・ホィールの周囲形状に適合するアーチ形へ
テープを横断方向に変位させるテープ案内機構にヘッド
・ホィールが付けられている如きユニットである。

このユニットにおいては、テープはヘッド・ホィールを
越えてほゞ真すぐに進み、そしてテープがヘッド・ホィ
ール領域に入るとき付属の案内機構によつて横断方向に
変位される。本発明は上述したいずれの型式のユニツト
でもその利用件を見出しうるが、特に螺旋巻回式ユニツ
トにその有用註が見出された。

一般に、上記の装置は２つのモードの動作を行える。

即ち、高速モードとステツプ・モードである。高速モー
ドでは、磁註媒体は供給リールから巻取リール又はカプ
スタンに比較的高速で送られる。高速モードはサーチ（
探索）動作を行うのに主に用いられる。ステツプ・モー
ドでは磁気媒体は比較的低速で供給リールから巻取リー
ルに送られる。一般に、低速度モードはその装置が各ト
ラツクを順次ステツプして行く際にその機能を表わす。
上述の装置で起る主な問題に層間すべり（即ち、テープ
の層同志で滑りが起る）がある。

一般に、層間すべりは、高速モードの動作で起る。巻取
リールやカプスタン上に可撓註媒体が巻かれる時に、う
ず巻の間に空気を巻き込む。巻込まれた空気はカプスタ
ン（リール）上のテープの層の間に空気膜を作る。この
空気膜により、隣り合うテープ層の間の摩擦は実質上削
減され、ゆるく巻かれたテープが出来上る。作低速動作
では、テープはストライプ（トラツク）を順次スキツプ
するよう動かされる。

ステツプ動作は、カプスタン・モータからカプスタンに
供給されるトルクによつて行われる。しかし、高速サー
チ動作の後では、テープ層間に入つている空気膜により
、カプスタンにトルクが伝えられて動いても、このトル
クはテープの各層には伝達されない。トルクの不伝達の
結果、テープはステツプしなかつたり、ステツプしても
カプスタンのステツプ方向と反対に動いたりする。層間
すべりにより、正当でないストライプが回転ヘツドに接
したりする。当分野にて周知の如く、媒体上の各ストラ
イプは特定の識別番号（ＩＤ）にて識別される。システ
ム内で、ステツプ動作後にヘツドが対接すべきストライ
プのＩＤが記録されたり、検査されたりする。システム
による検査により、ヘツドが間違つたストライプに当つ
ていることが判れば、システムは、結局はテープ・カー
トリツジ全部を不良品として、実際はそうでないのに、
排除してしまう。更に困る結果が起るのは、時としてヘ
ツドが既にデータ情報を記録してあつたトラツクに新し
い情報を記録して重要な顧客のデータを破壊することで
ある。

先行技術において、これら問題の解決にいくつかの努力
がなされたとはいえ、高速データ処理において受入れら
れるものはなかつた。

最初は、高速サーチの際適当な速度で動作するよう設計
することが先行技術で行われた。この最適速度は、媒体
の層間に空気が入り込まないか、入つても層間すベリを
悪化させない程度の小量しか入らないように選定された
。先行技術の装置を最適速度に設計することにより、全
システムの処理時間は相当に増加した。周知の如く、高
速データ処理システムの現在の傾向は処理時間（貯蔵装
置から情報をとり出すに要する時間）を最少化すること
である。そこで、先行技術において層間すべりを解決す
るため最初行われたような手段は使えない。層間すべり
を解決する第２の試みとして、先行技術では空気圧出手
段を備えた装置が設計された。

圧出装置はテープを巻くカプスタンに対して配置された
。圧出材を巻かれるテープの表面に接触させることによ
り、とり込まれた空気はテープ層の間から圧出された。
この方法は、上記第１の解決法よりは改善されているが
、し力化、いくつかの欠点も伴つている。

巻取リールと圧出材との接触を制御するため、その位置
づけを制御する機械的及び電気的手段が必要になる。例
えば、高速モードでは、圧出材はカプスタンにも又カプ
スタンに巻かれるテープにも接触してはいけない。高速
サーチの終りに圧出材がカプスタン上のテープに接する
よう押付けられねばならない圧出材を制御するための機
械的連結や電気回路が全体のコストを増大させる。更に
機械的な連結部が、装置へのアクセス時間を遅くする傾
向がある。圧出装置を用いて、磁註媒体の層の間に入り
込んだ空気を押し出す手段が米国特許第３３０９０３７
号に更に詳しく示されている。空気圧出装置がもたらす
他の問題は、普通以上のテープ摩耗である。圧出材が媒
体の酸化物面に接するので、きずが媒体に伝わる。この
きずのため媒体の有効寿命が相当に下る。層間すべりを
解決するために先行技術で行われた更に他の試みは裏被
覆や基体を粗くすることである。

この方法では、媒体の裏打基体が通常の限度以上に粗面
化される。基体表面を粗くするため基体面に付けられる
粒子が隣接する層の間の空間に入り空気膜の形成を抑止
する。しかし、層間すべり解消のための基体粗面化は粗
らさが適正な値である時にのみ有効である。

若し粗らさが最適値以下なら、その効果は無きに等しい
。裏打基体に最適範囲内かこれをこえる粗らさのある媒
体はプリント・スルーと呼ばれる現象で困惑する。プリ
ント・スルーとは、粗らさを付けるため裏打物に付加さ
れた粒子の大きさにより隣接する媒体層（複数）が打ち
出し模様をつけられてしまうことである。プリント・ス
ルーは媒体の酸化物面に記録されるデータの密度に影響
する。これは打ち出しの結果、媒体表面がもはや滑らか
でなくなつた結果により起り、この場合磁気変換器は一
定の高さ又は媒体面の比較的近くに浮いて通過すること
ができなくなる。周知の如く、磁気変換器が媒体酸化物
面のより近くを通る程、高い密度の記録が行える。プリ
ント・スルーが起す他の問題は、ヘツドと媒体の衝突の
頻度が増すことで、これはヘツドとテープの以上な摩耗
を起す。

テープにプリント・スルー現象によつて打ち出しが起る
と、その酸化物面はその表面から突き出す多数の凸状部
により覆われる。磁気変換器がこの不均等な酸化物面の
テープ上を浮上して通る際に突出部に衝突する。本発明
は、上記の層間滑りとこれに伴う問題を独特の装置と処
理ステツプにより克服する。この処理ステツプは高速サ
ーチの終りに加えられる。詳しくいえば本装置は第１電
圧波形を発生する高速ループと第２電圧波形を発生する
ハード・ステツプ・ループを含む。第１及び第２電圧波
形は合成され合成波形を作る。この合成波形を媒体を巻
く巻取リールを駆動するモータに加えると、媒体は比較
的高速において巻取られる。回転方向は印加電圧の極性
により正逆どちらかである。説明上、カプスタン（リー
ル）は、前進方向サーチ動作時、時計方向に回るとする
。高速前進サーチの終りに、高速ループが解除される。
第１ステツプ電圧が低速ループを介してモータに印加さ
れる。このステツプ電圧が逆向きのトルクを発生させ、
短い後退サーチを起し、これがリール上のテープをゆる
め、とり込まれた空気を逃がす。特定時間経過後、第１
ステツプ電圧と逆極性の第２ステツプ電圧がリール・モ
ータに印加される。この電圧はリールに前進トルクを与
える。前進トルクの大きさはリールに直近のゆるんだテ
ープが引き緊まり始める程度の大きさである。後退サー
チからのリールのモーメントと、カプスタン及び中間層
が前進をすることにより、巻かれたテープの全層がしま
りつづける。次にカプスタン（りール）には、ハード・
ステツプ・ループ内に位置づけられたストツプ・ロツク
装置により停止される。モータをストツプ・ロツク・モ
ードに置くことにより、このモータはテープ外側のゆる
い層から来る後退方向の動きに抵抗する。ゆるんだテー
プが最後の巻き（カプスタン表面に最も近い巻き）から
緊張されると、通路内のテープは急速に減速される。そ
の結果、外側のテープの巻きには張力が加わり、リール
（カプスタンにテープの巻かれたもの）は高い層間摩擦
状態に保たれる。以下において、本発明を回転ヘツド磁
気テープ装置について説明する。

この型式の磁気テープ装置は回転ヘツドに対接された磁
気媒体の或る長さからデータを変換する。特定すれば、
第３図にて磁気テープ１０が複数の斜のデータ・トラツ
ク１１，１２を含み、これがテープを止めておいて回転
ヘツドに走査される。回転ヘツドにより書込みか読取り
のため或るデータ・トラツクで変換が行われれば、テー
プは隣りのトラツクに歩進される。本発明を回転ヘツド
を用いる場合について説明するが、本発明の特質は、可
撓件の媒体や物質が巻枠やカプスタンに巻かれ可撓件物
の層の間に空気が入ることにより締めつけが必要になる
ような場合に広く一般に利用できるのだから、回転ヘツ
ドの場合に限定してはならない。第１図で、或る長さの
磁気テープ１０が供給リール１３から巻取リール１４に
向つて延びている。

これらリールの間のテープ通路には変換部１５があり、
ここでヘツド１７を持つヘツド輪１６を中央に持つ静止
した巻芯のまわりに、テープが斜に巻いているが、第２
図がこれを更に詳しく示す。テープ路には、真空柱１８
の形の単１テープ・バツフアがある。テープのループ１
９が、真空柱の中に保持され、その位置がループ位置セ
ンサーにより感知される。このループ位置センサーは米
国特許第３１２２３３２号に示す如き形式でもよいが、
供給リール・モータ２１を制御するためル一プ位置サー
ボ２０に入力信号を送り、テープが供給リール１３から
巻取リール１４に歩進的に送られて動くにつれ最適の位
置にループ１９を維持するＯ第２図のヘツド１７として
用いられ、安定した流体力学的空気膜をヘツドとテープ
の相接面に作るに有用な磁気変換器やヘツド構成の好適
例が米国特許第３８２１８１３号、第３９６１３７２号
に示されている。

ヘツド輪１６は定速ヘツド輪モータ２８により駆動され
ている。第１図のテープ路をテープが通る際、エア・ベ
アリング装置１５，２２，２３，２４で支承される。

テープの側端は、従動件にガイドされるのが良く、特に
エアベアリング２３，２４においてそうである。この従
動囲ガイドは例えば米国特許第３８５０３５８号の如き
連続的従動ガイドでもよいＯ第３図は、第２図等のテー
プを平らにして見た所で、多数の斜に横切るデータ・ト
ラツクのうち２本と、２つの特定のサーボ・トラツク符
号記録２５，２６を示す。

一般にこの型の磁気テープ１０は従来の１．２７礪中の
テープより巾が広い。巾の広いテープ媒体（従来の１．
２７ｃＴｒＬ巾より広く約６．８６Ｃｒ１Ｌ（２，７イ
ンチ）ある）においては、本発明の関係する層間すべり
の問題は巾の狭い（１２７？等の）テープよりも増大す
る。しかし、このことは本発明を巾の狭いテープでの層
間すべりの解決から除外するものではない。第３図をみ
て、符号２５，２６はサーボ・トラツク２７内にあり、
各々２つのトラツク１１，１２の中央線の識別のため働
らく。テープの部分が巻芯に対して正しく位置していれ
ば、第２図のヘツド輪がデータ・トラツクを整合し一致
した位置で横切つて行く。ヘツド１７の移動は定速ヘツ
ド輪モータ２８により制御されるので定速である。第３
図実施例には２つのデータ・トラツクのみ示されている
が、実際には、テープは多数のデータ・トラツクを有し
その各々はそのトラツクを識別しヘツド１７を整合させ
るためのサーボ符号を有する。再び第１図をみて、媒体
１０はテープ移送装置により２種の速度で駆動される。

高速モードとステツプ・モードである。高速モードでは
、媒体１０がヘツド１５を通り、約２．２８６ｍ／秒か
ら５．０８ｍ／秒の速さでリール１４に巻きとられる。
ステツプ・モードでは、或るトラツクから次のトラツク
へとテープがステツプされる。例えば第３図で、テープ
がトラツク１２からトラツク１１に又はその逆方向にス
テツプされる。後記の如く、媒体１０の動きを制御する
ために、データ・トラツクと（第１図の）フイード・バ
ツク変換器３２による動きの数との間には特定の関係が
ある。例えば、実施例でデータ・トラツク１１，１２の
間又は他のどの隣接するトラツクの間の距離は６４本の
線になつており、フイード・バツク変換器３２がこれを
位置ぎめする。換言すれば、媒体１０が１トラツク分ス
テツプする時にはいつも、変換器３２は導体４２に６４
個のパルスを発生する。変換器３２の出力はリール１４
を駆動するためのＤＣモータ３１の制御に用いられる。
他の方法においては、トラツタ間隔に対する変換器から
の線の数に関して特定の数がリール上に巻かれたテープ
の量に依存する如きものもある。

第３図の例示はごく一般的な形を示しているが、それは
データ・トラツク１１，１２やサーボ・トラツク２７に
おける特定のデータ記録分布形態は本発明に対し重要で
ないからである。只、第１図のヘツド・トラツク整合エ
ラー検出回路２９がサーボ・トラツク２７の印（標識）
２５，２６の位置に対応動作して、導体３０上にヘツド
・トラツク整合エラー信号を発生することを理解すべき
である。回路２９は、例えばサーボ・トラツク２７の形
式によつて種々の形をとるので、その詳細は示していな
い。更に、この回路２７はサーボ・トラツク２７を読み
とる固定ヘツドから、又は回転へツドをそれがテープに
出入する時にこのサーボ・トラツク２７の読取りにも用
いて、その入力信号を得ることができる。適用できる型
のこの回路の例が米国特許第３６６６８９７号に示され
ている。再び第１図をみて、巻取リール１４とＤＣモー
タ３１に関するサーボ装置の機能は、テープ１０をトラ
ツクからトラツクにステツプするか、又はこれを高速度
で移動することである。この高速動作モードは普通のサ
ーチ作業を行うため確保されている。次のデータ・トラ
ツクに移る命令が来ると、入力導体３７が能動化される
。

その結果、回路３８が働らき、導体３９により合計用タ
ーミナル４０，４１に命令ステツプ距離を送る。ステツ
プ命令の大きさはＳ±△Ｓで示される。同時にトラツク
整合エラー検出回路２９が、選定されたトラツクに対す
る変換器の位置をモニターし導体３０に信号を発し、こ
れは△Ｓ計算回路４６に送られる。回路２９，４６，３
８は本発明外であり、例えば米国特許第３８６４７３９
号等に示されているが、ここではこれ以上の説明は略す
。ターミナル４０，４１への第２の入力は、変換器３２
の出力により与えられ導体４２に与えられる。ターミナ
ル４０は導体４２上の実際のモータ位置と導体３９上の
命令された位置を比較する効力がある。この比較の結果
、位置エラー信号が導体４３上に現れこれがサーボ装置
３６の入力として与えられ、その出力がＤＣモータ３１
を制御するように用いられる。本発明はＤＣモータ３１
の制御に向けられているので、以下それについて説明す
る。第４図は、リール１４にテープ１０が巻かれたとこ
ろを示す。

リールにテープを巻いたものをここでスプールを称する
。ＤＣモータ３１は、軸４５でサール１４に接続してい
る。モータ３１がモータ制御装置３６により付勢される
と、リールにテープが巻かれスプールとなる。リール１
４上のテープ量をモニタするためフイード・バツク変換
器３２がリール１４により動かされた角度をモニタし、
位置フイード・バツク信号を発生する。この信号はモー
タ制御装置３６に送られる。変換器３２は、角度変位と
回転方向を測定できるものならどんなものでもよい。本
発明の実施例では、この変換器３２は普通の光学タコメ
ータである。光学タコメータは発光一受光素子組立体、
マスク装置、光円板を含む。これら素子が旧来の方法で
組立てられる。光円板は明暗パターンの多数のトラツク
を有する。このトラツクの各々が変位、回転、速度のど
れかについて動作する。前記及び後述するように、この
トラツクはテープ上のストライプ間の距離を規定する働
らきがある。第５図にテープ１０が巻かれたリール１４
の側面が示されている。

リール１４は、この図から判るように、矢印４４の方向
にどちらにも廻る。説明の便宜上、リール１４が高速度
で時計方向に廻つているとする。リールが廻るとテープ
１０が巻かれるがその時巻層の間に空気がとり込まれる
。空気の薄い層がテープの両面について接点ＮＩＰに向
つて近づいて行く。ＮＩＰ点を通る時空気がとり込まれ
る。多少時間経過後空気が層間から放出され、ゆるんだ
巻き方になり、これが巻層間の圧力を下げ、層間摩擦を
低くする。（通常高速サーチにつづく）ステツプ動作中
にリールモータ３１により加えられるトルクはゆるい巻
き方の層を通しては伝達できず、以下締まりと呼ぶ層間
すべり現象が発生する。第６図は、本発明に従つてＤＣ
モータ３１を制御するアナログ・デジタル回路を示す。

モータ３１は高速ループ１０２とハード・ステツプ・ル
ープ１００により発生される電圧波形により付勢される
。後述の如く、ハード・ステツプ・ループ１００と高速
ループ１０２は論理装置１０４により発生され導体１０
６，１０８，１１０，１１２に出力されるパルスにより
制御される。高速ループ１０２は波形形成器１１４より
なる。

波形形成器１１４は第１スイツチ１１６により導体１０
６に接続されている。スイツチ１１６は普通の電子スイ
ツチで例えばトランジスタ・スイツチである。勿論、他
の周知の型のスイツチも使える。後に動作の説明で示す
ように、ループ１０２が活きている時はＤＣモータ３１
は高速モード動作に必ず置かれる。（テープは、毎秒２
．３〜３．２ｍの速度で巻きとられる）波形形成器１１
４は演算増巾器１１８を含み、これは次後０Ｐ−ＡＭＰ
ｌｌ８とよばれ出力ターミナル１２０と入力ターミナル
１２２を有する。

入力ターミナル１２２は導体１２４によりスイツチ１１
６に接続し、Ｒ１とＲ２の抵抗に接続している。Ｒｌ，
Ｒ２はそれぞれモータ電源１３２，１３０に接続されて
いる。Ｒｌ，Ｒ２にはそれぞれ電源と共に特定の値を示
してあるが、これらは例示であり、当業者なら本発明範
囲内で容易に設計変更できる。０Ｐ−ＡＭＰｌｌ８に並
例に電圧クランプ１２６と容量１２８が入つている。

実施例では、電圧クランプ１２６はクランプ電圧６のゼ
ナ・ダイオードである。高速ループ１０２が不作動の時
に、スイツチ１１６が閉じられる。スイツチ１１６が閉
じられると、正の電源１３０からＲｌ，Ｒ２を通り負電
源１３２に電流が流れる。導体１０６が活件（即ち、論
理装置１０４がパルスを発生している）であると、スイ
ツチ１１６が開く。すると、電流の方向が反転する。即
ち、電流はＲ２から導体１２４を通り容量１２８を充電
し始める。充電流の力向は矢印１３４で示す。容量が充
電されるにつれ傾斜波形（ランプ）１３６（第７図Ｂ）
が発生する。このランプの傾斜は容量１２８，Ｒ２，Ｖ
１３０の時定数に依る。容量等を選べば、ランプ１３６
の傾斜を制御できる。容量１２８の電圧がゼナ・ダイオ
ードの電圧にほぼ等しくなると、傾斜波形の上昇が止る
。実施例では、この電圧は６Ｖに等しい。即ち、ランプ
波形１３６は６Ｖに達した後、特定の時刻Ｔ２迄一定値
を保つ（第７図Ｂ）。時刻Ｔ１とＴ２の間では高速波形
の部分１３８が発生され、ＤＣモータ３１に印加される
。後記の如く、時間Ｔ２は論理装置１０４（第６図）に
より決められる。Ｔ２に達すると、導体１０６上の信号
が不活件になる。この信号が非活件化されるとスイツチ
１１６が閉じ、容量１２８はＲ１により放電される。容
量１２８が放電中は、ランプ部分１４０が発生される。
実質上の効果はというと、波形形成装置１１４は台型の
波形を発生し、これが第６図のターミナル１２０に示さ
れている。ターミナル１２０の信号はプロツク装置１４
２に送られる。

実施例ではこのプロツク装置は普通のダイオードである
。このダイオードはターミナル１２０の信号をどのよう
にも変化しないようにする。波形形成装置１１４により
発生される信号はプロツク装置１４２を介して変換装置
１４４に供給される。変換装置１４４はフイード・バツ
ク１４８と入力ターミナル１５０を有する演算増巾器１
４６を含む。特定の波形をもつ信号はすべて変換装置１
４４に供給された際に反転され導体１５２に出力される
。導体１５２上の信号は導体１５４，１５６を経て演算
増巾器１５８に供給される。演算増巾器（０Ｐ−ＡＭＰ
）１５８の出力は合計装置１６０に供給される。

この増巾器１５８の出力ターミナルはフイード・バツク
・ループ１６３と抵抗１６１により入力ターミナル１５
４に結ばれている。ターミナル１５６は第２スイツチ１
６２に接続され、このスイツチは、ＤＣモータ３１が前
方に動いている場合の閉、又は後方に動いている場合の
開のどちらかになつている。スイツチ１６２を開閉する
と、合計装置１６０に送られている出力信号の囲質が変
る。勿論、閉が前進、開が後退の指定は逆でもよい。後
に説明する如く、第２スイツチ１６２制御は論理装置１
０４から導体１０８に出力される。この信号は０Ｐ−Ａ
ＭＰｌ６４により増巾され導体１６６に出て第２スイツ
チ１６２を制御する。第６図で、ハード・ステツプ・ル
ープ１００は第２ステツプ電圧波形を発生し、これは高
速ループ１０２で発生された信号と、合計装置１６０に
おいて組合せ乃至合計される。

第２電圧波形の発生のため論理装置１０４が導体１１０
と示した多数のビツト線の１つを付勢する。実施例では
この信号が３ビツトに現われる。同時に導体１６９上の
符号ビツトが活囲になり、モータ３１の回転が正か逆か
に応じて第３スイツチ１７０を開路又は閉路する。３ビ
ツト・ラインの信号はＤＡＣ（デイジタル・アナログ変
換器）１７２に送られる。

ＤＡＣｌ７２はデイジタル電圧信号をアナログ電流に変
える。アナログ電流は導体１７４により０Ｐ−ＡＭＰｌ
７６に送られる。０Ｐ−ＡＭＰｌ７６の出力はフイード
・バツク・ループ１７８によりその入力に接続されてい
る。

０Ｐ−ＡＭＰｌ７６は導体１７４上のアナログ電流を導
体１１０の３ビツトに来たデイジタル信号に比例したア
ナログ電圧に変換する。

０Ｐ−ＡＭＰｌ７６の出力は０Ｐ−ＡＭＰｌ８４のター
ミナル１８０，１８２に送られる。

０Ｐ・ＡＭＰｌ８４の出力はフイード・バツク・ループ
１８６と抵抗１８５によりターミナル１８０に結ばれて
いる。

入力に抵抗を有し、フイード・バツク・ループのある０
Ｐ−ＡＭＰｌ８４は０Ｐ・ＡＭＰｌ５８と同様に動作す
る。即ち、スイツチ１７０の開閉に応じて０Ｐ−ＡＭＰ
ｌ７６からの信号を反転し又は反転せずに通す。スイツ
チ１７０は、前進サーチか後退サーチかにより開閉され
る。０Ｐ−ＡＭＰｌ８４からの出力信号は導体１８８に
より差動器１９０に送られる。

差動器１９０は容量１９２が抵抗１９４と並列に置かれ
、これに直列に入力抵抗１９６が入つている。換言すれ
ば、差動器１９０は抵抗と容量の直並列組合せである。
図において、代表的な抵抗と容量の値が示されている。
差動器１９０はループ１００内にループを安定化するよ
う入つている。差動器１９０からの出力信号は０Ｐ−Ａ
ＭＰｌ９４に送られる。０Ｐ−ＡＭＰｌ９４の出力はフ
イード・バツク・ループ１９６，１９８により人力に結
ばれている。

ループ１９６には抵抗２００が、ループ１９８には第４
スイツチ２０２が抵抗２０４とタンデムになつて入つて
いる。０Ｐ−ＡＭＰｌ９４のフイード・バツク・ループ
に第４スイツチ２０２を入れることにより、０Ｐ−ＡＭ
Ｐｌ９４からの出力信号の利得が制御される。

例えば、論理装置１０４により発生され導体１１２に現
われる利得ビツトがオンならばスイツチ２０２は閉じら
れる。スイツチ２０２が閉ならば、０Ｐ−ＡＭＰｌ９４
の両端の実効インピーダンスは減少し、０Ｐ−ＡＭＰｌ
９４の出力の利得は減少する。同様に、若しスイツチ２
０２が開ならば、０Ｐ−ＡＭＰｌ９４の両端の実効イン
ピーダンスは増大し、０Ｐ−ＡＭＰｌ９４のターミナル
１６８への信号の利得は増加する。ターミナル１６８へ
出る波形を更に制御するためハード・ステツプ・ループ
１００はフイード・バツタ・ループ２０６を有する。

ループ２０６は変換器３２を含む。この変換器は光学で
も磁気的でもよい。実施例では光学変換器である。これ
は、前記の如く、明暗のパターンを多数含む光学円板を
有する。この場合、ＤＣモータ３１が（正又は逆に）回
転すると、変換器３２が導体２０８に位置信号を発生す
る。

後記の如く、論理装置１０４がこの信号を受けＤＣモー
タ３１の回転が正か逆かということを調べ、３ビツト・
ラインに現われＤＡＣｌ７２により変換される信号を制
御する。高速ループ１０２から導体１０２に来る波形と
、ハード・ステツプ・ループ１００から導体１６８に現
われる信号とが合計装置１６０で組合せ（加算）られ、
０Ｐ−ＡＭＰ２ｌ４により電力増巾器２１２に送られる
。

０Ｐ−ＡＭＰ２ｌ４の出力から入力にフイード・バツク
・ループ２１６がある。

電力増巾器２１２の出力はフイード・バツク・ループ２
１８で入力につながれ、この入力には抵抗２２０が０Ｐ
−ＡＭＰ２ｌ４の出力を接続している。電力増巾器２１
２は０Ｐ−ＡＭＰ２ｌ４からの合計された信号を増巾す
る。増巾された信号は導体２２２により、ＤＣモータ３
１に送られる。信号の増巾度が変るので、巻取スプール
を駆動するトルクも変り、テープの受ける力も変化する
。第９図は、高速モードを付勢するため導体１０６（第
６図）に信号を発する論理回路を示す０変換）器３２が
導体２０８に出力パルスを発生する。

論理装置１０４はこのパルスを受け導体２２４上に後退
パルス、又は導体２２６上に前進パルスを発生する。こ
の信号は普通の０Ｒ回路２２８に送られ、これが導体２
３０上に信号を発生する。導体２３０上の信号は、モー
タ３１がどちらに廻つているかに応じての複数個のパル
ス信号である。導体２３０上にパルスが来ると第１カウ
ント装置２３２により計数される。実施例ではこの第１
カウント装置２３２は旧来の６４ビツト・カウンタであ
る。第１カウント装置２３２は入力パルスが６４個にな
る毎に導体２３３にパルスを出す。前述の如く、モータ
３１で動かされる磁気媒体は多数の斜のデータ・トラツ
クを有する。隣接するデータ・トラツクの間隔は平均し
て６４個のタコメータ・パルス分の変化量に等しい。こ
の場合、装置２３２が６４タコメータ・パルスを計数す
ると、媒体は約１ストライプ分変換器に対して歩進し、
テープを移動すべき全ストライプ数から１が減算される
。全ストライプ数を１減算するために、論理制御装置２
３４が導体２３３により第１カウント装置に接続されて
いる。

論理制御装置２３４は第２カウント装置２３６を有する
。第２カウント装置２３６の容量はテープのストライプ
の数にほぼ等しい。第２カウント装置２３６の負荷は制
御ターミナル２３８を介して行う。後述する如く、テー
プが回転ヘツドに対し６０００ストライプ分移動される
とすると、ターミナル２３８を介して６０００が第２カ
ウント装置２３６に入れられる。カウント装置２３６に
所望のストライプ数を入れておきカウンタの各セルから
の出力が比較装置２４０に接続される。比較装置２４０
は多数のＡＮＤ回路を含み、そのうち２つだけが図示さ
れている。比較装置２４０を形成するＡＮＤ回路の数は
、カウンタ装置２３６内のセルの数にほぼ等しいことが
理解されよう。例えば、カウンタ装置２３６が７ビツト
・カウンタならＡＮＤ回路の数も７である。各ＡＮＤ回
路は２つの入力ターミナルと１つの出力ターミナルを有
する。ターミナル２４２，２４３，２４４，２４５，２
４６，２４８，２５０は出力ターミナルの例、ターミナ
ル２５２，２５４，２５６，２５８は入力ターミナルの
例である。比較装置２４０の各ＡＮＤ回路はその入力の
片方に論理値０を与えられており、他方の入力はカウン
タ装置２３６のビツト位置に結合している。この形で、
パルスがターミナル２３３に来ると、これはモータ３１
がテープを１ストライプ分動かしたことを示し、第２カ
ウント装置２３６が１減少される。減少されたセルから
の出力が比較装置２４０のＡＮＤ回路のうちの１つに送
られる。比較装置２４０の出力は第３のカウント装置２
６０に送られる。実施例では、カウンタ装置２６０は５
１２のカウント値に相当する。この場合、カウント装置
２３６の値が５１２に等しくなると、カウント装置２６
０からの出力が活件になり導体２６２に現われる。同時
に、カウント装置２３６から出された導体２６４上の信
号が、導体２３６へのストライプ・カウント入力の時か
らオンになる。導体２６２の信号は反転装置２６６に送
られる。反転装置２６６からの出力は導体２６８により
ＡＮＤ回路２７０に送られる。導体２６４，２６８上に
信号があると、ＡＮＤ回路２７０が活性になり、ターミ
ナル１０６に高速加速の信号を発生する。この信号はカ
ウント装置２６０の値が５１２に等しくなるまで活性で
ある。カウント値が゜１５２になると、導体２６２の信
号がオンになる。この信号が反転装置２６６により反転
され、ターミナル２６８に出力される。ターミナル２６
８がオフ（不活Ｆ！＋．）であると、ターミナル１０６
の出力は状態を変化させ、第１スイツチ装置１１６は閉
じられる。第１スイツチ装置１１６が閉じられると高速
電圧波形の減速部分１４０（第７図Ｂ）が発生される。
第８図は（第６図の）サイン・ビツト制御パルスとＤＡ
Ｃｌ７２に送られる出力パルスを発生する論理制御装置
を示す。

変換器（以後タコメータとも称す）３２からの出力パル
スが、導体２０８により力向検知装置２７２に送られる
。力向検知装置２７２は２つのパルスを受け、正転時に
は導体２７４に、逆転時には導体２７６にパルスを発生
する通常の型の回路である。方向検知装置２７２の詳細
は例えばＩＢＭＴＤＢ誌１９７２年５月刊、１４巻１２
号、３６７２頁等に示されている。方向検知装置２７２
からの出力はストツプ・ロツク装置２７８に送られる。

ストツプ・ロツク装置２７８はターミナル３（３ビツト
）に符号ビツト信号と制御パルスを発生し、これはＤＡ
Ｃｌ７２フによりアナログ信号に変えられる。

ストツプ・ロツク装置２７８は上下カウンタ２８０を含
む。上下カウンタ２８０は普通の上下カウンタで、パル
スをターミナル２７４に受けた時上方にカウントし、タ
ーミナル２７６に受けたら下方にカウントするものであ
る。上下カウンタ２８０はゼロ以下にカウントしないよ
うに、カウンタ制御装置２８２により制御されている。
この場合、カウンタのカウント方向はカウンタ制御装置
２８２の発生する符号ビツトに依存する。符号ビツトが
正から負又はその反対に変ると、カウンタはカウント方
向を変える。カウンタに負荷するため、スイツチ２８４
が複数個の入力ターミナルＭ１からＭ２をカウンタ２８
０の入力に接続している。

スイツチ２８４は多数の旧来型電子スイツチである。ラ
イン３に出力を発生するよう、カウンタ２８０に特定の
数が入れられる。この信号がＤＡＣで変換され、ハード
・ステツプ・ループ１００を通り合計装置１６０（第６
図）に送られ、ここで高速ループからの信号と合わされ
てモータ３１を制御する。これが第７図の波形Ｆを時刻
Ｔ４のところ迄発生する。時刻Ｔ５で、制御がストツプ
・ロツクに切り換る。モータのモーメントが、モータを
後方に廻すよう継続する。モータが正の符号に伴つて反
時計方向に廻るにつれ、ターミナル２７４（第８図）に
パルスが出て、上下カウンタ２８０が上方にカウントす
る。このカウントは約１２７迄つづけられる。この高い
正のカウント値がカウンタにあり又正の符号ビツトがあ
ると、モータはターミナルに高い正の電圧を受ける。こ
の高い正の電圧が前進方向にハード・ステツプ動作を行
わせる。モータが停止し、前進を始めると符号ビツトが
変りカウンタがカウントを減少し始める。カウント値が
減少すると、モータ３１の受ける電圧が減少し、これが
上下カウンタの約ゼロ近くになる迄つづき、この時モー
タは再び平衡状態になる。前方高速サーチ動作の終りに
短かい後方サーチをして前進方向にハード・ステツプを
行う操作により、磁気テープの巻層の凸凹の間にとり込
まれた空気が押し出され固く巻かれたリールになる。第
７図は本発明の動作の概念を示す波形図である。

第６図に各パルスの発生位置を同じ英字を用いて示して
ある。例えば、第７図パルスＡは、第６図導体１０６の
点Ａに、又曲線Ｂは第６図波形形成装置１１４の出力の
反転した形を示す。第７図で、時計ＴＯに高速パルスが
発生されるとする。このパルスがスイツチ１１６を開く
。すると、容量１２８が時刻Ｔ１迄、充電する。時刻Ｔ
１で、容量１２８の電圧がゼナ一・ダイオード１２６の
電圧に等しくなる。時刻Ｔ１とＴ２の間では、電圧はゼ
ナ一電圧で一定である。時刻Ｔ２で、第９図カウント装
置２６０のカウント値は５１２であり、これがスイツチ
１１６を閉じダイオード１２６（第７図）を介して、容
量１２８を放電する。この放電は下降部分１４０を発生
する。同時に、上下カウンタ２８０から出力される３ビ
ツトがオンになる（第８図、第６図）。又、カウンタ制
御装置２８２から来る符号ビツトもオンになる。制御ビ
ツト３がオンで、符号ビツトがオンであると、ハード・
ステツプ・ループ１００が波形Ｅを発生する。これはサ
ーチ・カウンタ２３６がゼロになるＴ４迄正に保たれる
。理論的には、モータ３１は休止している筈である。し
かし、符号ビツトは後退方向にされ、３ビツトがオンで
ある。符号ビツトが下り、３ビツトがオンであるとモー
タは負の電圧をうけ、後退方向に加速するよう強制され
、後方サーチを行う。このサーチが時刻Ｔ５迄つづく。
この時刻に、制御がストツプ・ロツク・モードに切り換
る。モータ３１が後方に廻ると導体２７４に出力信号が
発生し、これが上下カウンタを上下にカウントさせる。
この計数動作が、カウンタ２８０のカウント値が１２７
に等しくなる迄続く。正の符号ビツトと上下カウンタ２
８０中に１２７のカウントイ直で、モータ３１は高い正
の電圧をうける。この電圧はストツプ・ロツク電圧とよ
ばれる。第７図Ｅの如く、時刻Ｔ４とＴ６の間の後力サ
ーチと前方ハード・スアツプの組合せはブーツと呼ばれ
る。第７図の波形Ｆは、波形ＢとＥが合計装置１６０（
第６図）により合計された後の形を示す。時刻Ｔ４以後
は高速成分Ｂがモータ３１の制御上何らの効力もないこ
とが判る。実効上、速度波形は電圧波形Ｆの写像である
。しかし、モータ３１の摩擦その他の原因で波形は少し
歪む。第７図Ｈはモータ３１に加わるトルクを示す。ハ
ード・ステツプと示された曲線部で高いトルクが加えら
れる。第１０図は、第７図Ｅのブーツがモータ３１に印
加された際のモータの軌跡を計画図的に示す。

前述の如く、ブーツは高速サーチの後で印加される。こ
のブーツはテープ巻層の間にとり込まれた空気を押し出
すために印加される。この空気が押し出されると、テー
プは強い張力で巻かれた状態にあり滑りは生じない。前
進高速サーチの完了時に、モータ３１に負電圧が加えら
れる。これが、モータを矢印２８８（第１０図）に示す
経路を経て逆向に回転するよう強制する。モータは点２
９０迄逆向に廻る。点２９０でモータが停止し、ストツ
プ・ロツク符号が変る。高いカウント値が、モータに動
的な方向変えを起させ矢印２９２の方向に沿つて前進経
路を辿るようにする。これら記述から、高速サーチ終了
時にリール上のテープをひきしめるため、リールが後方
サーチするよう強制されることが判る。そこで、リール
は動的反転するよう強制され反対方向に廻る。この動的
反転は媒体にハード・ステツプ即ち急速なひきしめを与
え、媒体を緊迫する。次に本発明の動作を説明すると、
高速波形（第７図Ｂ）は高速ループ１０２（第６図）に
より発生され、導体２１０の点Ｂに現われる。

波形形成装置１１４により高速波形が発生される。波形
形成装置１１４はスイツチ１１６を含む。正常動作時、
スイツチ１１６は閉じられている。スイツチ１１６が閉
じられていると正の電源１３０から電流が抵抗Ｒ２，Ｒ
ｌを通り接地に流れる。或る時点で、第９図の論理回路
により導体１０６にパルスが発生する。このパルスがス
イツチ１１６を開く。すると、正の電源１１３から矢印
１３４の方向に電流が流れる。この電流が容量１２８を
充電し、電圧波形の上昇ランプ１３６を発生する。この
充電は容量がクランプ装置１２６の電圧に等しくなる迄
つづく。この点で、第９図の論理回路が導体１０６上の
補助的高速パルスを落とす。導体１０６が滅勢されると
、スイツチ１１６が閉じられ、容量はクランプ装置１２
６を介して放電し、電圧波形の下降ランプ部分を形成す
る。発生された波形はプロツク装置１４２により当初の
形を維持する。次に反転装置１４４が電圧波形を反転す
る。この反転された波形が０Ｐ−ＡＭＰｌ５８を通り導
体２１０に現われる。高速ループ１０２による電圧波形
の発生と同時に、スイツチ２８４により上下カウンタ２
８０に数値が入れられる。

この数は、それによつて発生されるステツプ電圧が媒体
１０を引き切ることのない大きさになるよう選ばれる。
この実施例では、８０が上下カウンタに入れられる。カ
ウンタが負荷されると、３ビツト（第６図）がオンにな
る。

ＤＡＣｌ７２が数値をアナログ電圧に変換する。この電
圧は、前進後退スイツチ１１７の制御下の０Ｐ−ＡＭＰ
ｌ８４に供給され、導体１８８に現われる。この信号は
次に、微分装置１９０により微分され、その利得が抵抗
回路で制御されている０Ｐ−ＡＭＰｌ９４を通り導体１
６８の点Ｅに現われる（第６図、第７図Ｅ）。導体２１
０にアナログ電圧が現われ、導体１６８に来るステツプ
・アナログ電圧と合計装置１６０により組合される。組
合された電圧は０Ｐ−ＡＭＰ２ｌ４を介して利得を調節
された電力増巾器２１２に供給され、リールを廻すモー
タ３１の駆動に用いられる。第７図Ｆは、モータ３１に
加えられる電圧の波形を示す。

この電圧は時刻ＴＯとＴ４の間でりールを高速モード即
ちサーチ・モードにする。りールが前方サーチをしてい
るとする。時刻Ｔ４（第７図Ｆ）に媒体上の選定された
トラツクが変換器とほぼ一致している筈である。後方サ
ーチがＴ４〜Ｔ５の期間継続される。若しモータが後方
サーチをしていれば、リールは前方サーチをするよう強
制される。これは実効上、リール上のテープをゆるめ、
とり込まれていた空気を追い出す。期間Ｔ４〜Ｔ５の間
、リールは後進パルスを第８図の上下カウンタ２８０に
行くターミナル２７６に送る。しかし、この期間では符
号ビツトが負であり、上下カウンタは上方にカウントす
るよう強制される。時刻Ｔ５に上下カウンタはストツプ
・ロツク・モードに置かれる。これは、モータ３１がス
トツプ・ロツク・カウンタの正のカウント値に等しい振
巾の正の電圧を受けることを意味する。正の数が、テー
プを引き切る程の電圧を発生しない点に注意を要する。
テープを引き切ることのないよう、この数の選定には強
い注意がされる。実施例では、最大カウント値は１２７
に等しい。モータに加えられるこの高電圧がリールにハ
ード・ステツプ即ち高いトルクを発生し、これがテープ
をひきしめる効果を持つ。第７図Ｇは電圧印加時のモー
タの速度を示す。この速度曲線はＦに示す組合せた電圧
曲線に多少従つている。しかし、摩擦等の原因で曲線の
角が丸くなつている。第７図Ｈは、ハード・ステツプ印
加時にリール軸に加わる高いトルクを図示する。ブーツ
の印加された期間におけるテープの動特性は規定するに
難しいが、下記の如くであろうと考えられる。

高速サーチの終りに、リール表面に最も近いテープは比
較的しまつている。しかし、リール表面から外側の巻層
に向つて進むにつれ、層間の空気によりテープは徐々に
ゆるんでいる。高速サーチの終りの逆方向サーチはテー
プをゆるめ、空気をテープの側面から追い出す。前進パ
ルスが印加され、リールが前方にステツプすると、その
ステツプした方向と同方向にリール表面最近傍のテープ
巻層が引きしまり始める。しかし、外側のテープ層は、
締つていないので依然として後方にステツプしている途
中である。リールはストツプ・ロツク・モードにされた
時、リール巻層が与える後方向きの力に抵抗する。リー
ルの前進方向の力は後方への力より相当に大きいので、
テープの外側層は第１０図々示に似た動的転回を行うよ
う強制され、その結果はテープ層が引きしめられ、強い
張力の状態に残ることとなる。高速モードは高速ループ
からとハード・ステツプ・ループからの電圧波形の組合
せにより発生されるが、別の方法としては高速波形を高
速ループと共に発生させ、この波形をリール・モータに
印加することである。

高速サーチの終りに、ハード・ステツプ・ループを介し
てリール・モータに前記のブーツが印加され、これがリ
ール上のテープを引き締める。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明により巻取リール・モータが制御され
る回転ヘツド磁気テープ装置の計画図、第２図は第１図
の装置の磁気テープ巻回部分及び回転ヘツド輪を示す図
、第３図はテープ上の斜方向トラツク群を示す図、第４
図は第１図の巻取リールの図、第５図は巻取リールのテ
ープ巻取を示す図、第６図は巻取リールを制御するデイ
ジタル及びアナログ回路の図、第７図は第６図の回路に
より発生される波形図、第８図はストツプ・ロツク電源
の計画図、第９図は第１図の高速制御を発生する論理装
置の図、第１０図はハード・ステツプ電圧が印加された
時のテープの動特性を示す図である。 １０・・・・・・テープ、１１，１２・・・・・・デー
タ・トラック、１４・・・・・・巻取リール、１５・・
・・・・変換部、１７・・・・・・ヘツド、３１・・・
・・・ＤＣモータ、３２・・・・・・タコメータ、１１
６，１６２，１７０，２０２・・・・・・スイツチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 可撓性帯状媒体を巻取用リールに巻取る駆動装置に
   おいて、上記リールを回転する駆動装置と、上記媒体を
   比較的高速で上記リール上に巻取るよう上記リールを第
   １の速度で第１の方向に回転させる如き第１の駆動信号
   を上記駆動装置に印加する第１制御装置と、上記第１の
   駆動信号の印加の終了後に上記リールを上記第１の方向
   と反対の方向に上記第１の速度より低速で比較的短時間
   回転させた後再び上記第１の方向に上記第１の速度より
   低速で比較的短時間回転させる第２の駆動信号を上記駆
   動装置に印加する第２制御装置とを有する磁気媒体駆動
   装置。