JP3060737B2 - 記録又は再生装置 - Google Patents

記録又は再生装置

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JP3060737B2
JP3060737B2 JP4214730A JP21473092A JP3060737B2 JP 3060737 B2 JP3060737 B2 JP 3060737B2 JP 4214730 A JP4214730 A JP 4214730A JP 21473092 A JP21473092 A JP 21473092A JP 3060737 B2 JP3060737 B2 JP 3060737B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はテープ状記録媒体に対す
る記録又は再生装置に関し、特にリール回転速度を制御
してテープ状記録媒体を定速走行させるいわゆるリール
ドライブ方式の記録又は再生装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えばテープカセット筺体に収納された
磁気テープやオープンリールテープを記録媒体とした記
録又は再生装置は広く普及しており、これらの記録又は
再生装置では、通常キャプスタン及びピンチローラを磁
気テープに圧接させ、キャプスタンの回転数を定速回転
制御することにより、磁気テープを一定速度で走行させ
ている。また、キャプスタン及びピンチローラを省略
し、磁気テープが巻装されるリール自体を定速回転駆動
させるリールドライブ方式も知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、リールドラ
イブ方式においては、巻取側リール(巻取側リールに噛
合するリール軸)を一定速度で回転駆動すると、リール
におけるテープ巻径が徐々に変化していくため、テープ
走行速度が変化することになる。例えば、テープ長にも
よるが、テープトップ時におけるテープ走行速度とテー
プエンド時におけるテープ走行速度は2倍以上変化する
場合もある。
【0004】従って、例え同一の記録媒体を用いるもの
であっても、リールドライブ方式の記録再生装置と、現
在広く普及しているキャプスタン方式の記録再生装置で
は互換性が得られず、また、リールドライブ方式ではテ
ープ走行速度の変動により、テープトップからテープエ
ンドにかけて周波数特性やS/Nが変動してしまうこと
になるため、音質的な忠実さを求められる録音/再生装
置としては不適である。これらのことから、リールドラ
イブ方式の記録再生装置はキャプスタンレスによる装置
構成の簡略化という利点があるにも関わらず、実用的で
はないという問題があった。
【0005】また、リールドライブ方式においてテープ
の定速走行を実現しようとする場合、テープ走行速度の
検出手段を設けてその速度情報に基づいてリール回転の
サーボ制御を行なうことが考えられるが、例えばテープ
走行速度の検出手段としてはテープに圧接して回転され
るローラを有し、ローラの回転に伴ってパルスを発生さ
せる手段が考えられる。
【0006】このとき、ローラ1回転の内に多数のパル
スを発生させる構成とすると、テープ走行速度情報が短
時間間隔で得られて精細なサーボが可能となるが、テー
プ走行速度の検出手段、特にローラ及びパルス発生手段
が大型化してしまい好ましくない。
【0007】一方、ローラ1回転の内に1又は少数のパ
ルスを発生させる構成とすると、テープ走行速度の検出
手段の小型化は可能となるが、テープ走行速度情報が比
較的長い時間間隔でしか得られないため精細なサーボ制
御ができず、サーボの遅れや、例えば録音/再生等の途
中であってもテープ走行速度が大きく所定速度よりずれ
てしまった場合には回復までに時間がかかり、録音/再
生音声の音程変化等が生じると問題がある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような問題
点に鑑みて、テープ状記録媒体を一定速度で走行させて
記録/再生を行なうリールドライブ方式の記録又は再生
装置を提供し、特にテープ走行速度の検出手段の小型化
と精細なサーボ動作を実現することを目的とする。
【0009】即ち、リールに巻回されたテープ状記録媒
体に対して情報の記録又は再生動作を行なう記録又は再
生装置において、リールを回転駆動させてテープ状記録
媒体の走行動作を実行させるリールドライブ手段と、テ
ープ状記録媒体に圧接してテープ状記録媒体の走行に伴
って回転するローラを有するテープ走行速度検出手段
と、ローラの1/n回転周期を計測する周期計測手段
と、周期計測手段から出力された1/n回転周期情報を
含めて過去n回の1/n回転周期情報を記憶する周期情
報記憶手段と、この周期情報記憶手段に記憶されたn個
の1/n回転周期情報からローラの1回転周期を算出す
る1回転周期算出手段と、この1回転周期算出手段から
出力された1回転周期を用いてテープ状記録媒体の所定
走行速度に対する偏差を算出する偏差算出手段と、算出
された偏差を用いてリールドライブ手段におけるモータ
回転数に比例したサーボ制御値を算出するサーボ制御値
演算手段と、算出されたサーボ制御値に基づいてテープ
状記録媒体の走行速度が所定走行速度となるようにリー
ルドライブ手段におけるモータ回転数を制御することが
できるサーボ手段とを有する記録又は再生装置を提供す
る。
【0010】
【作用】上記構成により、リール(リールを駆動するリ
ール軸)の回転数は、テープ走行速度がテープトップか
らテープエンドにかけて一定速度となるように制御され
る。そして、ローラの1/n回転毎にローラの周期情報
を得て、これを過去n回にわたって記憶していけば、ロ
ーラ1/n回転毎に過去n回の周期情報からローラ1回
転の周期情報を得ることができる。
【0011】
【実施例】以下、図1〜図6により本発明の一実施例を
説明する。図1は本発明の記録又は再生装置の要部を示
すブロック図である。1はテープカセットにおいて供給
リール2及び巻取リール3に巻装されて収納されている
磁気テープを示し、実施例の記録又は再生装置に装填さ
れ走行されることによって、磁気ヘッド10によって音
声情報等の記録/再生動作がなされる。
【0012】磁気テープ1の走行はリールモータ11に
よって巻取リール3が駆動されることによってなされ
る。つまり、図4のようにリールモータ11の回転力は
ベルト95によりフライホイール13に伝達され、フラ
イホイール13に設けられた駆動軸14が回転する。駆
動軸14には巻取リール台15がその周面のゴムベルト
16を介して圧接されており、駆動軸14の回転により
巻取リール台15が回転し、巻取リール台15に取り付
けられたリール駆動軸17が回転する。
【0013】そして、二点鎖線で示すようにテープカセ
ット4が装填されると巻取リール3のハブがリール駆動
軸17と噛合するため回転し、磁気テープ1の走行がな
される。なお、18は供給リール2に対するリール軸を
示す。
【0014】図1、図4における12は、テープ走行速
度の検出を行なうために設けられたロータリーエンコー
ダであり、ローラ12a、ローラ12aに設けられた遮
蔽板12b、光出力部としてのフォトダイオード12
c、フォトダイオード12cからの光出力を検出して電
気信号に変換するフォトトランジスタ12dを有する。
【0015】ロータリーエンコーダ12の構造は図5
(a)に示されるように、ローラ12aはフレーム12
eに回動自在に取り付けられており、ローラ12aの下
方には、フォトダーオード12c及びフォトトランジス
タ12dを備えて1チップ化されたフォトリフレクタ1
2fが基板12gに装着されている。フォトリフレクタ
12fは図5(c)のようにフォトダイオード12cか
らの光を出力する窓部12f1 及びフォトトランジスタ
12dによる検出光の入射のための窓部12f2が設け
られている。
【0016】このフォトリフレクタ12fに対向するロ
ーラ12aの下面側には、図5(b)のように遮蔽板1
2bが形成されており、ローラ12aの回転位置により
遮蔽板12bのフォトリフレクタ12fに対する角度が
変わることによって、フォトダイオード12cからの出
射光がフォトトランジスタ12dへ入射することを遮断
し、または入射させるようになす。
【0017】即ち、ローラ12a及び遮蔽板12bは図
6(a)(b)に示すように軸部12a1 を中心として
フレーム12eに対して回動自在に装着されているた
め、図1のようにローラ12aが磁気テープ1に圧接さ
れると、磁気テープ1の走行に伴ってローラ12aが回
転され、遮蔽板12bも回転する。ここで、フォトリフ
レクタ12fに対して遮蔽板12bが図6(a)の回転
位置にあるときは窓部12f1 を介して出力されるフォ
トダイオード12cからの光は遮蔽板12bに遮られ、
フォトトランジスタ12dには検出されない。ところ
が、フォトリフレクタ12fに対して遮蔽板12bが図
6(b)の回転位置にあるときは窓部12f1 を介して
出力されるフォトダイオード12cからの光は遮蔽板1
2bに遮られず、窓部12f2 からフォトトランジスタ
12dに入射される。
【0018】従って、フォトトランジスタ12dには、
ローラ12aの1/4回転毎に光の入射、非入射が繰り
返され、フォトトランジスタ12dからは例えば図3
(a)のような検出波形Saが出力されることになる。
なお、ローラ12aは例えば定格速度(コンパクトカセ
ットテープにおける4.76cm/sec)走行時において、1秒
間に4回転するように径が設定されている。
【0019】図1において20は波形整形回路であり、
歪を伴ったフォトトランジスタ12dの出力を方形波に
整形する。つまり、図3(a)のロータリーエンコーダ
12の出力Saに対してヒステリシスをもった所定のし
きい値を有し、図3(b)のような波形整形出力Sbを
得る。
【0020】21は1/4回転時間計測部であり、ロー
ラ12aの1/4回転に要した時間を算出する。ローラ
12aの1回転は図3(b)のT期間、即ちパルスの立
ち上がり(又は立ち下がり)から2つ後のパルスの立ち
上がり(又は立ち下がり)までの期間に相当する。従っ
てローラ12aの1/4回転とは図3(b)のT/4期
間、即ちパルスの立ち上がりから立ち下がりまでの期間
に相当する。
【0021】22は偏差算出部でり、偏差算出部22は
磁気テープ走行の定格速度によるローラ12aの1回転
周期情報(以下、定格周期情報T025 とする)を予め保
持している。なお、定格周期情報T025 とは定格速度走
行時にローラ12aが1秒間に4回転するため0.25秒と
なる。
【0022】そして、この定格周期情報T025 と、後述
する加算部37で得られた入力された実際の1回転周期
Tを用いて偏差dを算出する。即ち、
【数1】
【0023】23は利得係数発生部であり、サーボゲイ
ンを設定する係数Kを出力する。なお、常に係数K=1
とする場合は、利得係数発生部23を設ける必要はな
い。ただし、係数Kを所定値に設定することによりサー
ボゲインが所望の値に設定され、サーボ動作の応答性を
設定できることになる。
【0024】また、出力される係数Kを算出された偏差
dに基づいて可変とすることで、テープ走行速度に応じ
てサーボ応答性を変化させ、例えば偏差dが大きいと
き、即ちテープ走行速度と定格速度の差が大きい場合は
利得係数Kを高くし、一方、テープ走行速度が定格速度
に近い時は利得係数Kを低くするようにする。これによ
り、定格速度までの引き込みの迅速化と、定格速度にお
けるサーボ安定性の向上を促すことができる。
【0025】24は制御定数発生部であり、リールモー
タ11の回転数範囲と、後述するサーボ制御値Lとの関
数式により求めた制御定数Aを発生させる。つまり、リ
ールモータの回転可変可能範囲に対して適正に合致する
サーボ制御値Lを得るための定数であり、従って制御定
数Aは装置単位の固定値である。制御定数Aは次の(数
2)のように求められる。
【0026】
【数2】 ただし、NMAX :テープトップ時におけるリールモータ
回転数 NMIN :テープエンド時におけるリールモータ回転数 LMAX :テープトップ時におけるサーボ制御値 LMIN :テープエンド時におけるサーボ制御値
【0027】25はサーボ制御値LN を算出して出力す
る制御出力算出部、26は制御出力算出部25から出力
されたサーボ制御値LN を記憶するとともに、後述する
データ変換部27へ供給する出力記憶部である。出力記
憶部26においては供給されたサーボ制御値LN はサー
ボ制御値Lとして記憶され、このサーボ制御値Lは制御
出力算出部25に前回のサーボ制御値としてフィードバ
ックされて、サーボ制御値LN の算出に供される。
【0028】制御出力算出部25においては、偏差d
と、利得係数Kと、制御定数Aと、フィードバックされ
たサーボ制御値Lとを用いて今回のサーボ制御値LN
次の(数3)のように算出する。
【数3】
【0029】データ変換部27は、出力記憶部26から
供給されたサーボ制御値Lをサーボ動作のための基準値
に変換する。例えばサーボ制御値Lに相当する抵抗値、
電圧値、パルス幅、又はパルス周期等に変換する。本実
施例では、サーボ制御値Lを『L期間』(『H期間』を
一定としたとき)とするPWM(パルス幅変調)信号に
変換するものとする。なお、従って上記制御定数Aの算
出に用いるLMAX 、LMIN は、PWM信号におけるテー
プトップ時、テープエンド時における『L期間』のパル
ス幅に相当する値となる。
【0030】28はモータサーボ回路であり、例えば供
給されたPWM信号を電圧値(又は抵抗値)に変換する
とともに、変換された電圧値(又は抵抗値)がリールモ
ータ11からのフィードバックされるドライブ電圧値
(又は抵抗値)と一致させるようにリールモータ11に
対してサーボ出力EM をなし、偏差dが極小となるよう
にリールモータ11の駆動制御を行なう。
【0031】36は1/4回転周期記憶部であり、1/
4回転周期計測部21によって出力されたローラ12a
の1/4回転周期(T/4)を過去4個分にわたって記
憶する。即ち、現在得られた最新の1/4回転周期(T
/4)を記録エリア36aに周期TM1 として保持する
とともに、それより過去3回に得られた1/4回転周期
(T/4)を記録エリア36b〜36dに周期TM2
TM4 として保持する。この保持動作は、例えばメモリ
エリアのアドレスシフトによるデータ管理又は1/4回
転周期記憶部をシフトレジスタで構成することで実現で
きる。
【0032】37は加算部であり、1/4回転周期記憶
部36に保持されているデータ即ち周期TM1 〜TM4
を用いてローラ12aの1回転周期Tを算出する。1回
転周期Tは過去4回分の1/4回転周期(T/4)の和
である。従って、
【数4】 で得られる。
【0033】以上のように構成された本実施例の記録又
は再生装置では、テープ走行中に偏差算出部22から得
られる、ローラ12aの1回転周期から算出された偏差
dに基づいて、上記(数3)の演算で得られるサーボ制
御値LN によるサーボが実行され、リールモータ11の
回転数は磁気テープ1の走行速度がテープトップからテ
ープエンドにかけて略一定に保たれるように制御され
る。
【0034】そして、ローラ12aの1回転に伴ってパ
ルスが2波出力されるのみであるが、本実施例では1/
4回転時間計測部21によって1/4周期情報(T/
4)が得られる毎に、1回転周期Tを算出し、偏差算出
部42で偏差dを算出して、サーボ制御を実行するよう
にしているため、短時間単位での精細なサーボ動作が実
現される。
【0035】本実施例のリールモータ11に対する回転
数のサーボ動作を図2のフローチャート及び図3で説明
する。テープ走行中においては、1/4回転時間計測部
21でローラ12aの1/4回転周期(T/4)が計測
され(F101)、1/4回転周期記憶部36に供給される。
このとき1/4回転周期記憶部36においては、記憶デ
ータのシフトが実行される。即ち、周期TM 3 が周期T
4 として保持され、周期TM 2 が周期TM 3 として保
持され、周期TM 1 が周期TM 2 として保持され、そし
て新たに入力された1/4回転周期(T/4)が周期T
1 として保持される (F102〜F105) 。つまり、1/4
回転周期記憶部36 では過去4回分の1/4回転周期
(T/4)が保持されることになる。
【0036】1/4回転周期記憶部36に保持された周
期TM1 〜TM4 は加算部37に供給されて上記(数
4)の演算によりローラ12aの1回転の周期Tが算出
される(F106)。すると、偏差算出部22において上記
(数1)の演算で偏差dが求められる(F107)。偏差dは
制御出力算出部25に供給され、上記(数3)の演算で
サーボ制御値LN が算出される(F108)。
【0037】このサーボ制御値LN は、出力記憶部26
に供給してサーボ制御値Lとして記憶され(F109)、その
記憶されたサーボ制御値Lはデータ変換部27でPWM
信号に変換される(F110)。モータサーボ回路28はPW
M信号に基づいてサーボ出力EM をなし、リールモータ
11の駆動制御を行なう(F111)。
【0038】以上のサーボ動作が継続されることによ
り、リールモータ11の回転数はテープ走行位置、即ち
巻取リール3の巻径に応じて徐々に低下されていき、従
って、テープ走行速度は略一定に保たれる。このため、
本実施例の記録又は再生装置で用いた、例えばコンパク
トカセットテープ等の記録媒体はキャプスタン方式の記
録又は再生装置に対しても互換性を備え、また、テープ
トップからテープエンドにかけて周波数特性やS/Nが
変動することもなく、忠実な録再動作が行なわれる。
【0039】しかも、図3(c)〜(h)に示すよう
に、ローラ12aの1/4回転毎に、1/4回転周期記
憶部36に保持されている周期TM1 〜TM4 によりロ
ーラ1回転周期Tが算出され、サーボ制御値Lが得られ
る。つまり、ローラ12aの1/4回転時間単位の精細
なサーボ制御が実行される。従って、サーボの遅れの解
消や、例えば録音/再生等の途中にテープ走行速度が大
きく所定速度よりずれてしまった場合などにおいて定格
速度までの回復動作の迅速化が実現される。しかも、ロ
ータリーエンコーダ12はローラ12aの1回転で少数
(2波)のパルスを出力するのみの小型なものとして構
成できる。
【0040】また、偏差dを得るための情報としてはあ
くまでローラ12aの1回転周期Tを基準としている。
このため、ローラ12aの精度(軸部12a1 の偏心や
遮光板12bの成形誤差又は取付誤差、ローラ周面の真
円度誤差等)が多少悪い場合であっても、これらの影響
はキャンセルされ、テープ走行速度情報として精度の良
い情報(1回転周期T)を得ることができ、安定したサ
ーボ制御が可能となる。また、1回転周期を単位とする
ことでロータリーエンコーダの出力パルス数は多くは必
要なく、実施例のように1回転で2サイクルのパルス出
力でも十分である。少なくとも1回転で1サイクルのパ
ルス出力が得られればよい。これによりさらにロータリ
ーエンコーダの小型化、コストダウンを実現できる。
【0041】さらに、各種値の算出方式は非常に単純な
計算であるため、上記回路構成はアナログ乗除算器を用
いたIC化も容易になり、また或はマイクロコンピュー
タを用いたサーボ制御でも容易に実現できる。また、こ
のようなサーボ系で制御されるテープ走行速度の精度
は、ローラ12aや偏差d算出の基準となる定格周期情
報T025 の精度で決定されるものとなるため、波形整形
回路20からモータサーボ回路28間での各回路部にお
ける精度(例えば温度特性、部品特性、動作電圧等)が
比較的ラフでもよく、簡単で安価な回路で実現できると
いう利点もある。
【0042】ところで、サーボ制御値LN の算出に利得
係数Kを用いているが、利得係数Kの設定により、サー
ボ系やメカ駆動系の各種動作特性に合致させ、サーボ発
振やワウ/フラッタのないの安定したシステムを容易に
実現できる。また、上記したように利得係数を可変とす
ることにより、定格速度までのサーボ立ち上がり時間の
短縮や安定性の向上をより促進できる。
【0043】なお、本発明はコンパクトカセットテー
プ、マイクロカセットテープ、オープンリールテープ、
デジタルオーディオテープ等の記録媒体に対応した記録
専用装置、再生専用装置、記録再生装置等に広く適用で
きるものである。
【0044】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、テープ
走行速度検出手段によって検出されるテープ走行速度情
報(ローラ周期情報)をローラの1/n回転毎に取り込
み、過去n個の情報を保持しておき、この過去n個のロ
ーラ周期情報からローラ1回転周期情報を得、これによ
りテープ状記録媒体の所定走行速度に対する偏差を算出
し、偏差に基づいてリール回転サーボを実行するように
している。このため、リール(リールを駆動するリール
軸)の回転数は、テープ走行速度がテープトップからテ
ープエンドにかけて一定速度制御され、キャプスタン方
式の記録又は再生装置に対する記録媒体の互換性や忠実
な録再動作を実現するとともに、小型簡易なテープ走行
速度検出手段によって短時間間隔の精細なサーボ制御が
可能になるという効果がある。
【0045】また、偏差dを得るための情報としてはあ
くまでローラの1回転周期Tを基準としているため、ロ
ーラの精度が多少悪い場合であっても、これらの影響は
キャンセルされ、テープ走行速度情報として精度の良い
情報(1回転周期)を得ることができ、安定したサーボ
制御が可能となる。また、これによりテープ走行速度検
出手段の出力パルス数は多くは必要なく、さらなる小型
化、コストダウンが促進されるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の要部のブロック図である。
【図2】実施例の動作を示すフローチャートである。
【図3】実施例のロータリーエンコーダの出力信号と1
/4回転周期4回合計の説明図である。
【図4】実施例のリールドライブ構造の説明図である。
【図5】実施例のロータリーエンコーダの説明図であ
る。
【図6】実施例のロータリーエンコーダの検出動作の説
明図である。
【符号の説明】 1 磁気テープ 3 巻取リール 11 リールモータ 12 ロータリーエンコーダ 12a ローラ 12b 遮蔽板 12c フォトダイオード 12d フォトトランジスタ 20 波形整形回路 21 1/4回転周期計測部 22 偏差算出部 23 利得係数発生部 24 制御定数発生部 25 制御出力算出部 26 出力記憶部 27 データ変換部 28 モータサーボ回路 36 1/4回転周期記憶部 37 加算部

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リールに巻回されたテープ状記録媒体に
    対して情報の記録又は再生動作を行なう記録又は再生装
    置において、 前記リールを回転駆動させてテープ状記録媒体の走行動
    作を実行させるリールドライブ手段と、 前記テープ状記録媒体に圧接して前記テープ状記録媒体
    の走行に伴って回転するローラを有するテープ走行速度
    検出手段と、 前記ローラの1/n回転周期を計測する周期計測手段
    と、 前記周期計測手段から出力された1/n回転周期情報を
    含めて過去n回の1/n回転周期情報を記憶する周期情
    報記憶手段と、 前記周期情報記憶手段に記憶されたn個の1/n回転周
    期情報から前記ローラの1回転周期を算出する1回転周
    期算出手段と、 前記1回転周期算出手段から出力された1回転周期を用
    いて前記テープ状記録媒体の所定走行速度に対する偏差
    を算出する偏差算出手段と、 前記偏差算出手段から出力された偏差を用いて前記リー
    ルドライブ手段におけるモータ回転数に比例したサーボ
    制御値を算出するサーボ制御値演算手段と、 前記サーボ制御値演算手段によって算出されたサーボ制
    御値に基づいて、前記テープ状記録媒体の走行速度が前
    記所定走行速度となるように前記リールドライブ手段に
    おけるモータ回転数を制御することができるサーボ手段
    と、 を有して構成されることを特徴とする記録又は再生装
    置。
JP4214730A 1992-07-21 1992-07-21 記録又は再生装置 Expired - Fee Related JP3060737B2 (ja)

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