JP3018635B2

JP3018635B2 - 磁気記録再生装置

Info

Publication number: JP3018635B2
Application number: JP3230148A
Authority: JP
Inventors: 理史西田; 総一郎藤岡; 修山口
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1991-09-10
Filing date: 1991-09-10
Publication date: 2000-03-13
Anticipated expiration: 2015-03-13
Also published as: JPH0574115A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はビデオテープレコーダな
どのリール制御に特徴を有する磁気記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の磁気記録再生装置、例えばビデオ
テープレコーダ（以下ＶＴＲと記す）のリール制御は、
磁気テープ（以下テープと記す）が巻かれている第１の
リールと、第１のリールに巻かれているテープを引き出
し巻き取るための第２のリールを２つのモータ、つまり
第１のリールを駆動する第１のモータと第２のリールを
駆動する第２のモータで適切にコントロールすることに
よって行われる。

【０００３】以下図面を参照しながら、上述した従来の
ＶＴＲのリール制御の一例について説明する。（図５）
において１は第１のリール、２は第１のモータ、３は第
２のリール、４は第２のモータ、５は巻径比検出手段、
６は巻径判定部、７はテープデータメモリ、８は巻径デ
ータメモリ、９は第１のモータ制御回路、１０は第２の
モータ制御回路である。

【０００４】以上のように構成されたＶＴＲのリール制
御装置について、以下その動作について説明する。ただ
し、ここではテープを移送するためにキャプスタンを用
いず、リールだけを用いてテープ移送するサーチにおけ
るリール制御について説明する。

【０００５】まず、第２のリール３はテープを巻取るた
めにコントロールされるが、この場合、所定のテープ速
度でテープを巻取ること（テープ速度制御）、モード移
行時一定加速度でテープ速度の加減速を行うこと（加減
速制御）が主として要求される。そこで、テープ速度の
検出を行うため、第２のリール３の回転数と第２のリー
ル３の巻径からテープ速度を算出し、テープ速度が一定
になるようにフィードバック制御をすることがよく行わ
れる。また、第２のリール３の巻径に応じて変化する慣
性に応じたトルクを第２のモータ４で発生し、テープの
加減速制御を行う。このような第２のモータ４のコント
ロールを第２のモータ制御回路１０が行う。

【０００６】一方、第１のリール１はテープのダメージ
を抑え、磁気ヘッドとテープのタッチを安定に行うた
め、テープのテンションを一定値に保つようにコントロ
ールされる。そこで所定のバックテンションをテープに
かけるための第１のリール１の巻径に応じたトルクと、
テープパス中に入れられたテンションセンサの出力変動
をフィードバックしテープパスにおける負荷変動やテー
プの加減速の影響によるテンション変動を抑制するため
のトルクとの和によって第１のモータ２をコントロール
することが行われる。このような第１のモータ２のコン
トロールを第１のモータ制御回路９が行う。

【０００７】以上から、このような方式で第１のリール
１、第２のリール３を適切にコントロールするためには
第１のリール１および第２のリール３の巻径の情報が必
要となることがわかる。従来、このような情報を得るた
めには、次のような構成が用いられてきた。まず、巻径
比検出手段５によって第１のリール１と第２のリール３
の巻径比を求める。巻径判定部６において、第１のリー
ル１と第２のリール３の巻径を求める。あらかじめ、使
用しているテープのテープ長の種類を判定しておくと、
第１および第２のリール１、３の巻径の比が決まると、
第１および第２のリール１、３の巻径が一意に決まる。
そこで、これらの関係を求め、巻径への変換テーブルと
して巻径データメモリ８に記憶しておく。

【０００８】また、あらかじめ、使用しているテープの
テープ長の種類を検出し、テープデータメモリ７にこの
情報を記憶しておく。これにより、巻径比検出手段５か
ら出力される第１のリール１と第２のリール３の巻径比
の値を巻径判定部６に入力することにより、巻径判定部
６は入力値とテープデータメモリ７の値から巻径データ
メモリ８の変換テーブルをアクセスし、第１のリール１
と第２のリール３の巻径を判定する。これらの結果はそ
れぞれ第１のモータ制御回路９と第２のモータ制御回路
１０に出力され前に述べた第１のリール１と第２のリー
ル３のコントロールに用いられる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、第１および第２のリール１、３の巻径比
とテープデータメモリ７の記憶された使用しているテー
プのテープ長の種類から、巻径データメモリ８の変換テ
ーブルを参照することにより、第１および第２のリール
１、３の巻径を判定していたため、変換テーブルのため
のメモリ、つまり巻径データメモリ８が必要であった。
さらに高精度の巻径情報を要求するシステムでは、それ
に応じてメモリの容量が増加するという問題を有してい
た。

【００１０】本発明は上記問題点に鑑み、リールの巻径
を演算によって求め、必要なメモリ容量を減らすことが
できる磁気記録再生装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の磁気記録装置は、磁気テープが巻かれてい
る第１のリールと、前記第１のリールを駆動するための
第１のモータと、前記第１のリールから前記磁気テープ
を引き出し巻き取るための第２のリールと、前記第２の
リールを駆動するための第２のモータと、前記第１およ
び第２のリールの磁気テープ巻面積の和の値Ｓを検出す
るテープ巻面積検出手段と、前記第１および第２のリー
ルの巻径比の値γを検出する巻径比検出手段と、前記第
１および第２のリールの巻径を演算によって求める巻径
演算部と、前記巻径演算部で得られた前記第１および第
２のリールの巻径に応じて各々第１および第２のモータ
への供給電力を制御する第１のモータ制御回路と第２の
モータ制御回路とを備えた磁気記録再生装置において、
前記巻径演算部は前記巻径比検出手段と前記テープ巻面
積検出手段の出力値から

【数２】（但しπは円周率、ｎは所定の自然数、ｉは自然数）によって与えられる要素ｘn（ｎは所定の自然数）を出
力する数列演算器と、前記巻径比検出手段の出力値と前
記数列演算器の出力値の乗算を行う乗算器とを備え前記
数列演算器の出力要素ｘnの値を前記第１のリールの巻
径値とし前記乗算器の出力値を前記第２のリールの巻径
値とするという構成を備えたものである。

【００１２】

【作用】本発明は上記した構成により、第１のリール１
の巻径と第２のリール３の巻径の比を巻径比検出手段に
より求め、その結果とさらにテープ巻面積検出手段によ
り得られる第１および第２のリール１、３に巻かれたテ
ープ巻面積の和の値を用いて、第１のリール１の巻径お
よび第２のリール３の巻径を演算によって求める。この
演算は数列演算器および乗算器で計算され、特に数列演
算器により（数２）で与えられている漸化式の演算を繰
り返し行うことにより平方根の解を求めるため、短い処
理時間で第１および第２のリールの巻径を求めることが
できる。この結果、巻径データメモリ８を用いることな
しに構成できるため、必要なメモリの容量を減らすこと
ができることとなる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例の磁気記録再生装置
について図面を参照しながら説明する。（図１）は本発
明の一実施例の磁気記録再生装置のリール制御の構成を
示すものである。（図１）において、従来の磁気記録装
置のリール制御の説明に用いた（図５）の構成要素と同
じものは同じ番号を付けてある。

【００１４】（図１）において、５は第１のリール１と
第２のリール３の巻径比（以後単に巻径比と呼ぶ）の値
γを検出する巻径比検出手段である。１５は第１および
第２のリール１、３のテープ巻面積の和（以下テープ巻
面積と呼ぶ）の値Ｓを検出するテープ巻面積検出手段で
ある。１６は巻径演算部であり数列演算器１７と乗算器
１８によって構成される。

【００１５】この巻径演算部１６についてさらに詳細に
説明する。巻径演算部１６は、巻径比検出手段５の出力
する巻径比の値γとテープ巻面積検出手段１５の出力す
るテープ巻面積の値Ｓから第１および第２のリール１、
３の巻径を求める。第１および第２のリール１、３の半
径をそれぞれｒs、ｒtとすると、巻径比γは以下の式
（数３）で得られる。

【００１６】

【数３】

【００１７】この関係式の導出は後に説明する。また、
テープ巻面積Ｓは第１および第２のリール１、３に巻か
れたテープ巻の面積と両リールのハブの面積の合計を表
すとすると以下の式（数４）の関係が得られる。

【００１８】

【数４】

【００１９】以上の２つの式（数３）および（数４）の
関係から、第１のリール１の巻径ｒsと第２のリールの
巻径ｒsを解くと、以下の２つの式（数５）（数６）の
関係が得られる。

【００２０】

【数５】

【００２１】

【数６】

【００２２】以上より、テープ巻面積Ｓと巻径比γから
第１および第２のリール１、３の巻径を演算することが
できる。

【００２３】通常、これらの演算をＣＰＵで行うことに
なるが、上述の式（数５）からわかるように、平方根の
演算を行う必要が生じる。そこで本実施例では、これら
の演算を行うために、数値計算法として知られているNe
wton-Raphson法を適用した。Ｎ（＞０）の平方根を求め
るとすると、以下の方程式（数７）、

【００２４】

【数７】

【００２５】の解を求めることになる。これにNewton-R
aphson法を適用すると初期値ｘ0＝Ｎとして次の式（数
８）の反復演算を行うことによって求めることが出来
る。

【００２６】

【数８】

【００２７】つまり、既述の式（数５）の演算を行うた
めに、

【００２８】

【数９】

【００２９】を求め、式（数８）を用いて反復演算を行
うことによって得られる。この演算は常に解に収束する
ことが保証されており、また、一般に知られている遂次
二分法や線形逆補間法に比べてきわめて収束が早く２次
で収束する。そのため、ＣＰＵは少ない演算時間で処理
することができる。

【００３０】そこで、巻径演算部１６として、まず巻径
比γとテープ巻面積Ｓから初期値を式（数９）の演算に
よって求め、式（数８）で表される漸化式によって得ら
れる数列を計算し、ｎ回（ｎは所定の自然数）漸化式を
反復計算したときに得られる要素ｘnの値を出力する数
列演算器１７と、巻径比検出手段５から得られる巻径比
γと数列演算器１７から出力される要素ｘnの値との乗
算を行う乗算器１８を備える。これにより、数列演算器
１７と乗算器１８はそれぞれ第１および第２のリール
１、３の巻径の値を出力する。

【００３１】このように本実施例においては、第１のリ
ール１と第２のリール３の巻径比とテープ巻面積から第
１および第２のリールの巻径を演算によって求める。こ
のため従来必要であった巻径判定部６に必要であった巻
径データメモリ８のためのメモリをなくすことができ
る。また、第２のリールの速度制御を行う場合、リール
巻径精度が直接速度系の精度に影響するが、本実施例で
は、速度制御の精度を向上させるため、高精度な巻径判
別を行う必要がある場合にも、メモリ容量を増やすこと
なく計算精度、つまり数列演算器の漸化式計算回数を増
やすことにより対応することができる。

【００３２】次に、巻径比検出手段５について説明す
る。巻径比検出手段５は、第１のパルス発生回路１１と
第２のパルス発生回路１２とパルス計測手段１３と除算
器１４によって構成される。第１のパルス発生回路１１
は第１のモータ２の回転数に比例した周波数のパルス
（以下第１ＦＧパルスと呼ぶ）を発生させる。同様に、
第２のパルス発生回路１２は、第２のモータ４の回転数
に比例した周波数のパルス（以下第２ＦＧパルスと呼
ぶ）を発生する。パルス計測手段１３は第１および第２
のパルス発生器１１、１３から出力される第１および第
２ＦＧパルスの周期を検出する。除算器１４はパルス計
測手段１３で得られた第１ＦＧパルスの周期と第２ＦＧ
パルスの周期の比を取りその値を出力する。

【００３３】この除算器１４によって出力される値は第
１のリール１と第２のリール３の巻径比に等しい。これ
を（図２）を用いて説明する。

【００３４】（図２）は本発明の一実施例の磁気記録再
生装置の走行系の簡易構成図である。

【００３５】図中１は第１のリール、３は第２のリー
ル、１９は第１のリールのハブ、２０は第２のリールの
ハブ、２１はキャプスタン、２２はテープ、２３はピン
チローラである。ここで第１のリール１の巻径をｒs、
第２のリール３の巻径をｒt、キャプスタン１６の半径
をｒcとする。また、第１のリール１の回転角速度をω
s、第２のリール３の角速度をωt、テープの走行速度を
ｖtとする。いま、ここではテープは第２のリール３に
よって駆動されるようなサーチの状態であるとする。つ
まり、キャプスタンによってテープは駆動されていな
い。テープが速度ｖtで走行しているとき、第１のリー
ル１および第２のリール３の周速度は等しい。この関係
より、以下の式（数１０）の関係が得られる。

【００３６】

【数１０】

【００３７】さらに第１ＦＧパルスの周期をＴs、第２
ＦＧパルスの周期をＴtとする。第１のモータ２と第２
のモータ４を同じモータを用いたとし、第１および第２
のモータ２、４の１回転当たりに第１および第２のパル
ス発生回路１１、１２の発生するパルス数をＺとする。
すると、さらに以下の式（数１１）の関係が得られる。

【００３８】

【数１１】

【００３９】となる。上述の式（数１１）から第１のリ
ール１と第２のリール３の巻径比は、式（数３）とな
る。つまり、第１のリール１と第２のリール３の巻径比
は、第１ＦＧパルスの周期と第２ＦＧパルスの周期の比
をとることにより得ることができることがわかる。

【００４０】一方、テープ巻面積検出手段１５の一実施
例を示す。（図３）はテープ巻面積検出手段１５の構成
を示すものである。

【００４１】（図３）において、２４はキャプスタン２
１を駆動するためのキャプスタンモータである。２５は
キャプスタンモータ２４の回転数に比例した周波数のパ
ルス（以下第３ＦＧパルスと記す）を発生させる第３の
パルス発生回路である。２６はテープ巻径面積検出部
で、キャプスタン２１およびピンチローラ２３によりテ
ープを移送中に第１および第３のパルス発生回路１１、
１２より得られるパルスの周期の比から第１のリール１
の巻径を求め、前記第２および第３のパルス発生回路よ
り得られるパルスの周期の比から第２のリール３の巻径
を求め、さらに第１および第２のリールの巻径から前記
第１および第２のリール１、３のテープ巻面積の和を求
める。

【００４２】ここでテープ巻径面積検出部２６について
詳細に説明する。第２のリール３によるテープ移送を行
うサーチに移る前に、あらかじめキャプスタン２１によ
ってテープ２２を駆動する。この時第１のリール１と第
２のリール３の巻径を容易に求めることができる。第３
のパルス発生回路２５により得られる第３ＦＧパルスが
キャプスタンモータ２４の一回転当たりに発生するパル
スの波数をＺc、その周期をＴcとする。また、キャプス
タン２１の半径をｒcとする。すると、この時点におけ
る第１のリール１の巻径ｒs0と第２のリール３の巻径ｒ
t0のキャプスタン半径ｒcに対する比は、上記した第１
のリール１と第２のリール３の巻径比の求め方と同様に
以下の式（数１２）で得られる。

【００４３】

【数１２】

【００４４】これより、第１のリール１の巻径ｒs0と第
２のリール３の巻径ｒt0は、以下の式（数１３）とな
る。

【００４５】

【数１３】

【００４６】ここで、キャプスタン２１の半径ｒcは、
第１あるいは第２のリール１、３と違い一定値で既知で
ある。よって、第１および第２のリールの巻径は、式
（数１３）から求めることができる。これを用いてテー
プ巻面積Ｓは、以下の式（数１４）で得られる。

【００４７】

【数１４】

【００４８】以上より、第１のリール３によるテープ移
送を行うサーチに移る前に、あらかじめキャプスタン２
１によってテープ２２を所定の時間移送することによっ
て、テープ巻面積Ｓの値を得ることができる。

【００４９】以上、巻径演算部１６によって得られた第
１のリール１と第２のリール３の巻径は、両リールモー
タを適切にコントロールするために用いられる。その一
実施例を（図４）に示す。第２のモータ制御回路１０は
例えば次のような構成である。速度制御部２９におい
て、巻径演算部１６から得られる第２のリール３の巻径
と第２のモータ６の回転数からテープ速度を求め、速度
基準値と比較し、その誤差に応じたトルク指令を出力す
る。また、巻取テンション設定部２８において、所定の
テープテンションをＦtとするとＦt・ｒsのトルク指令
を出力する。さらに、加減速制御部２７において、テー
プ速度の加減速時第２のリール３の巻径ｒtから刻々と
変化する第２のモータ４の負荷に当たる慣性を求め、こ
れに応じてテープ速度の一定加減速を行うためのトルク
指令を出力する。これらのトルク指令を加算し、第２の
モータ駆動回路３３に出力する。

【００５０】第２のモータ駆動回路３３は入力されたト
ルク指令に応じて第２のモータ２にトルクを発生させ、
第２のリール３をコントロールする。一方、第１のモー
タ制御回路９は、バックテンション設定部３１におい
て、テープの所定のバックテンションをＦsとすると、
Ｆs・ｒSのトルク指令を出力する。テンション制御部３
０は、例えばテープパス上に設けたテンションセンサの
出力と基準値を比較し、その誤差量に応じたトルク指令
を出力する。これらのトルク指令を加算し、第１のモー
タ駆動回路３２に出力する。第１のモータ駆動回路２７
は入力されたトルク指令に応じて第１のモータ２にトル
クを発生させ、第１のリール１をコントロールする。こ
のようにして、巻径演算部１６によって得られる第１の
リール１および第２のリール３の巻径を用いて、第１の
リール１、第２のリール３を適切にコントロールするこ
とができる。

【００５１】なお、本発明の一実施例において巻径比検
出手段５において、第１のリール１と第２のリール３の
巻径の比を第１のパルス発生回路１１と第２のパルス発
生回路１２から出力されるパルスの周期の比をとること
によって求めたが、第１のパルス発生器１１および第２
のパルス発生器１２の出力パルスの周波数の比を求める
ことにより第１および第２のリール１、３の巻径比を求
めても良い。つまり第１のリール１および第２のリール
３のパルス周波数をそれぞれｆs、ｆtとすると両リール
の巻径比は以下の式（数１５）で与えられる。

【００５２】

【数１５】

【００５３】これにより第１および第２のリール１、３
の巻径比を求めることができる。同様にテープ巻面積検
出手段１５においても、第１および第３のパルス発生器
１１、２５の出力するパルスの周波数の比、また、第２
および第３のパルス発生器１２、２５の出力するパルス
の周波数の比をとる構成にしても第１および第２のリー
ル１、３の巻径を得ることができテープ巻き面積を求め
ることができる。

【００５４】

【発明の効果】以上のように本発明は、第１のリール１
の巻径と第２のリール３の巻径の比を巻径比検出手段に
より求め、その結果とさらにテープ巻面積検出手段によ
り得られる第１および第２のリール１、３に巻かれたテ
ープ巻面積の和の値を用いて、第１のリール１の巻径お
よび第２のリール３の巻径を演算によって求める。

【００５５】この演算は数列演算器および乗算器で計算
され、特に数列演算器によりNewton-Raphson法を適用
し、式（数２）で与えられている漸化式の演算を繰り返
し行うことにより平方根の解を求めるため、短い処理時
間で第１および第２のリール１、３の巻径を求めること
ができる。この結果、巻径データメモリを用いることな
しに構成できるため、必要なメモリの容量を減らすこと
ができることとなる。特に、本発明は使用するテープの
長さが広範囲で変化するようなシステムにおいて有利で
ある。また、高精度の巻径情報を要求するシステムにお
いてもメモリの容量が増やすことなく構成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の磁気記録再生装置の構成を
示すブロック図

【図２】本発明の磁気記録再生装置の走行系の簡易構成
図

【図３】本発明の一実施例のテープ巻面積検出手段の構
成を示すブロック図

【図４】本発明の図１のモータ制御部の構成を示すブロ
ック図

【図５】従来のリール制御装置の構成を示すブロック図

【符号の説明】

１第１のリール２第１のモータ３第２のリール４第２のモータ５巻径比検出手段９第１のモータ制御回路１０第２のモータ制御回路１１第１のパルス発生器１２第２のパルス発生器１３パルス計測手段１４除算器１５テープ巻面積検出手段１６巻径演算部１７数列演算器１８乗算器２１キャプスタン２４キャプスタンモータ２５第３のパルス発生回路２６テープ巻面積検出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 27/10 G11B 15/093 G11B 15/46

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気テープが巻かれている第１のリール
と、前記第１のリールを駆動するための第１のモータ
と、前記第１のリールから前記磁気テープを引き出し巻
き取るための第２のリールと、前記第２のリールを駆動
するための第２のモータと、前記第１および第２のリー
ルの磁気テープ巻面積の和の値Ｓを検出するテープ巻面
積検出手段と、前記第１および第２のリールの巻径比の
値γを検出する巻径比検出手段と、前記第１および第２
のリールの巻径を演算によって求める巻径演算部と、前
記巻径演算部で得られた前記第１および第２のリールの
巻径に応じて各々第１および第２のモータへの供給電力
を制御する第１のモータ制御回路と第２のモータ制御回
路とを具備し、前記巻径演算部は前記巻径比検出手段と
前記テープ巻面積検出手段の出力値から以下の式【数１】（但しπは円周率、ｎは所定の自然数、ｉは自然数）によって与えられる数列の要素ｘn（ｎは所定の自然
数）を出力する数列演算器と、前記巻径比検出手段の出
力値と前記数列演算器の出力値の乗算を行う乗算器とを
有し、前記数列演算器の出力要素ｘnの値を前記第１の
リールの巻径値とし前記乗算器の出力値を前記第２のリ
ールの巻径値とする磁気記録再生装置。
【請求項２】巻径比検出手段は、第１のモータの回転
に比例した周波数のパルスを発生する第１のパルス発生
回路と、第２のモータの回転に比例した周波数のパルス
を発生する第２のパルス発生回路と、前記第１および第
２のパルス発生回路より得られるパルスの周期あるいは
周波数を検出するパルス計測手段と、前記パルス計測手
段によって得られる前記パルスの周期あるいは周波数の
比を求めるための除算器を備えた請求項１記載の磁気記
録再生装置。
【請求項３】テープ巻面積検出手段は、磁気テープを
所定の時間だけ移送するためのキャプスタンおよびピン
チローラと、前記キャプスタンを駆動するキャプスタン
モータと、前記キャプスタンモータの回転に比例した周
波数のパルスを発生する第３のパルス発生回路と、前記
キャプスタンおよびピンチローラにより前記磁気テープ
を移送中に前記第１および第３のパルス発生回路より出
力されるパルスの周期あるいは周波数の比から前記第１
のリールの巻径を算出し前記第２および第３のパルス発
生回路より得られるパルスの周期あるいは周波数の比か
ら前記第２のリールの巻径を算出しそれぞれの算出結果
から前記第１および第２のリールの磁気テープ巻面積の
和を求めるテープ巻面積検出部を備えた請求項１記載の
磁気記録再生装置。