JP3063384B2 - Magnetic recording / reproducing device - Google Patents

Magnetic recording / reproducing device

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JP3063384B2
JP3063384B2 JP4114703A JP11470392A JP3063384B2 JP 3063384 B2 JP3063384 B2 JP 3063384B2 JP 4114703 A JP4114703 A JP 4114703A JP 11470392 A JP11470392 A JP 11470392A JP 3063384 B2 JP3063384 B2 JP 3063384B2
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head
tension
magnetic
actuator
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英二 横山
雅人 長沢
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Mitsubishi Electric Corp
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、磁気再生装置、主と
してビデオテープレコーダ等の回転ヘッドを用いた磁気
テープを使用する形式の磁気再生装置において、テープ
テンション、トラッキングおよび磁気ヘッドと磁気テー
プ間のスペーシング量を制御する手段を提供するもので
あり、これによって、特に高密度記録、高速再生などを
可能にした磁気再生装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic reproducing apparatus, and more particularly to a magnetic reproducing apparatus of the type using a magnetic tape using a rotary head such as a video tape recorder. The present invention provides a means for controlling a spacing amount, and particularly relates to a magnetic reproducing apparatus capable of performing high-density recording, high-speed reproduction, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】図48は例えば「磁気記録技術入門」
(横山著、総合電子出版社刊、187ページ)に記載さ
れているテープ式のビデオテープレコーダ(以下、VT
R、と略称する)などの回転ヘッドを用いた磁気記録再
生装置における一般的なテープ走行系の概略構成図であ
る。この走行系における磁気テープTの走行経路は次の
とおりである。
2. Description of the Related Art FIG. 48 shows, for example, "Introduction to Magnetic Recording Technology".
(Written by Yokoyama, published by Sogo Denshi Publishing Co., page 187).
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a general tape traveling system in a magnetic recording / reproducing apparatus using a rotating head such as R). The traveling path of the magnetic tape T in this traveling system is as follows.

【0003】供給リール15;磁気テープTの走行系に
よるテンションを検出するためのバックテンションポス
ト36;磁気テープT上の少なくとも回転ヘッドによっ
て記録される部分に既に記録されている磁気記録を消去
するための全幅消去ヘッド37;磁気テープTの走行系
を安定化させるためのインピーダンスローラ55および
ガイドローラ17;上シリンダD1 および下シリンダD
2 によって構成されるヘッドシリンダDの周上に導入さ
れる磁気テープTに傾きを与える傾斜ポスト18;回転
ヘッド(この図では磁気テープTの蔭になって見えてい
ない)を備えるヘッドシリンダDの周縁;このヘッドシ
リンダDから導出された磁気テープTの傾きを取るため
の傾斜ポスト20;ガイドローラ21;インピーダンス
ローラ70;磁気テープTの縁と平行に設けられて音声
情報やコントロール情報などを記録するためのリニアト
ラックに記録された情報を消去するための消去ヘッド7
3;このリニアトラックに音声情報やコントロール信号
などの情報を記録したり再生する記録再生ヘッド74;
磁気テープTを所定の速度で走行させるために図示しな
いキャプスタンモータによって駆動されるキャプスタン
22およびこのキャプスタン22との間で磁気テープT
を一定の押圧力で挟み込むピンチローラ75;ガイドロ
ーラ80;巻取りリール23。
A supply reel 15; a back tension post 36 for detecting a tension caused by a running system of the magnetic tape T; and an eraser for erasing magnetic recording already recorded on at least a portion of the magnetic tape T which is recorded by a rotating head. impedance roller 55 and the guide roller 17 for stabilizing the traveling system of the magnetic tape T;; upper cylinder D 1 and the lower cylinder D full-width erasing head 37
A tilting post 18 for tilting the magnetic tape T introduced on the circumference of the head cylinder D constituted by 2 ; of a head cylinder D with a rotating head (not visible behind the magnetic tape T in this figure); Peripheral edge; inclined post 20 for taking the inclination of magnetic tape T derived from head cylinder D; guide roller 21; impedance roller 70; provided in parallel with the edge of magnetic tape T to record audio information, control information, and the like. Head 7 for erasing information recorded on a linear track for erasing
3; a recording and reproducing head 74 for recording and reproducing information such as audio information and control signals on the linear track;
A capstan 22 driven by a capstan motor (not shown) for running the magnetic tape T at a predetermined speed, and a magnetic tape T between the capstan 22 and the capstan 22.
Pinch roller 75 for pinching the sheet with a certain pressing force; guide roller 80; take-up reel 23.

【0004】以上述べたような構成においては、磁気テ
ープTが所定速度で回転しているキャプスタン22とピ
ンチローラ75とによって挟まれた部分におけるキャプ
スタン22の回転力により引っ張られることによって、
供給リール15からバックテンションポスト36に始ま
りガイドローラ80に至る走行系を走行して最終的に巻
取りリール23に巻き取られるが、この走行経路の途中
のヘッドシリンダDにヘリカル状に一定角度巻きついた
部分において上シリンダD1 と共に回転する回転ヘッド
によってヘリカル状のトラックへの情報の磁気的な記録
または再生が行なわれる。
In the configuration described above, the magnetic tape T is pulled by the rotational force of the capstan 22 at a portion sandwiched between the capstan 22 rotating at a predetermined speed and the pinch roller 75,
It travels on a traveling system from the supply reel 15 to the back tension post 36 to the guide roller 80, and is finally wound up on the take-up reel 23. magnetic recording or reproduction of information to helical tracks is performed by a rotating head that rotates with the upper cylinder D 1 in attached portion.

【0005】また、磁気テープTには、上記回転ヘッド
以外にも全幅消去ヘッド37,消去ヘッド73および記
録再生ヘッド74などの磁気ヘッドによる記録・再生あ
るいは消去がこの走行経路の途中で行われる。すなわ
ち、ビデオ信号,オーディオ信号およびコントロール信
号などの磁気テープに記録する全情報が新規な場合には
磁気テープT上の全幅中に存在する情報を全幅消去ヘッ
ド37によって消去した後に、回転ヘッドと記録再生ヘ
ッド74とによってビデオ信号、オーディオ信号および
コントロール信号などを記録し、また、音声のアフター
レコーディング時やコントロール信号だけを書換える場
合には消去ヘッド73によって磁気テープのリニアトラ
ック領域のみを消去するとともに、記録再生ヘッド74
によって新しい音声情報やコントロール情報をこのリニ
アトラックに記録する。
On the magnetic tape T, recording / reproducing or erasing by magnetic heads such as the full-width erasing head 37, the erasing head 73, and the recording / reproducing head 74 in addition to the rotary head is performed in the course of the traveling route. That is, when all information recorded on the magnetic tape, such as a video signal, an audio signal, and a control signal, is new, information existing in the entire width of the magnetic tape T is erased by the full-width erasing head 37, and then the recording is performed by the rotating head A video signal, an audio signal, a control signal, and the like are recorded by the reproducing head 74. In addition, at the time of after-recording of audio or when only the control signal is rewritten, only the linear track area of the magnetic tape is erased by the erasing head 73. Recording and reproducing head 74
To record new audio information and control information on this linear track.

【0006】なお、上記のようなビデオ信号,オーディ
オ信号,コントロール信号などをヘリカルトラックやリ
ニアトラックに記録するための記録フォーマットとして
は、VHS方式ないしはβ方式として一般に知られてい
るビデオ信号記録方式や一般にDATと呼ばれているデ
ィジタル音声信号記録方式などにおいて定められている
記録フォーマットに適合させることができる。
As a recording format for recording the above-described video signal, audio signal, control signal, and the like on a helical track or a linear track, a video signal recording method generally known as a VHS method or a β method, It can be adapted to a recording format defined in a digital audio signal recording system generally called DAT.

【0007】この種の磁気記録再生装置において、高密
度での記録・再生を行う場合には磁気ヘッドと磁気テー
プ間のスペーシング量を一定に保つことが必要であり、
さらに、高速再生,スチル再生などの特殊な再生をノイ
ズを発生させることなく行うためにはスペーシング量を
一定に保つほかに記録されているヘリカルトラックに磁
気ヘッドを追随させることが必要になる。
In this type of magnetic recording / reproducing apparatus, when performing high-density recording / reproducing, it is necessary to keep the spacing between the magnetic head and the magnetic tape constant.
Furthermore, in order to perform special reproduction such as high-speed reproduction and still reproduction without generating noise, it is necessary to keep the spacing amount constant and to make the magnetic head follow the recorded helical track.

【0008】すなわち、磁気記録再生装置において特に
高い周波数の領域で良好な特性で磁気テープの記録・再
生あるいは消去を行うためには、この記録・再生あるい
は消去を行うための磁気ヘッドのギャップ部分と磁気テ
ープとの間隔、すなわちスペーシング量を一定の小さな
値に保つことが必要なことは広く知られており、この条
件が満足されないとスペーシングロスによって所要の特
性が得られない。
That is, in order to perform recording / reproducing or erasing of a magnetic tape in a magnetic recording / reproducing apparatus with good characteristics particularly in a high frequency region, a gap portion of a magnetic head for performing the recording / reproducing or erasing is required. It is widely known that it is necessary to keep the distance from the magnetic tape, that is, the amount of spacing, at a certain small value, and if this condition is not satisfied, the required characteristics cannot be obtained due to spacing loss.

【0009】図48について説明した磁気記録再生装置
においては、磁気テープTのインピーダンスローラ55
とガイドローラ17とに挟まれている個所とキャプスタ
ン22とピンチローラ75とに挟まれている個所との間
でのテンションを大きくすると磁気テープTと回転ヘッ
ドおよび消去ヘッド,記録再生ヘッドとの間の空気層を
挟んだ間隔、すなわちスペーシング量が小さくなって高
周波特性が向上するが、このテンションを小さくすると
磁気テープTとこれら磁気ヘッドとの間隔が大きくなっ
て高周波特性が悪化することになる。
In the magnetic recording / reproducing apparatus described with reference to FIG. 48, the impedance roller 55 of the magnetic tape T is used.
When the tension between the portion sandwiched between the magnetic tape T and the guide roller 17 and the portion sandwiched between the capstan 22 and the pinch roller 75 is increased, the magnetic tape T and the rotating head, the erasing head, and the recording / reproducing head are not The spacing between the air layers between them, that is, the spacing amount is reduced and the high-frequency characteristics are improved. However, if this tension is reduced, the spacing between the magnetic tape T and these magnetic heads is increased and the high-frequency characteristics are deteriorated. Become.

【0010】しかしながら、この間隔が小さくなり過ぎ
て磁気テープと磁気ヘッドとが直接接触するようになる
と、この接触によって磁気ヘッドの摩耗が大きくなって
耐久性を低下させたりテープに傷がついたりするばかり
でなく、スチル再生の場合には同一のトラックを連続し
て再生するために磁気テープの耐久性を損なうことにな
る。
However, if the magnetic tape and the magnetic head come into direct contact with each other because the distance is too small, the contact increases the wear of the magnetic head, lowering the durability and damaging the tape. In addition, in the case of still playback, the same track is continuously played back, which impairs the durability of the magnetic tape.

【0011】したがって、磁気テープと磁気ヘッド間の
スペーシング量を一定に保つことが従来から要求されて
おり、その要求に応える方法の1つとして磁気テープに
与えるバックテンションを制御する方法が知られてい
る。
Therefore, it has been conventionally required to keep the spacing between the magnetic tape and the magnetic head constant, and a method of controlling the back tension applied to the magnetic tape has been known as one of the methods to meet the demand. ing.

【0012】図49は、図48図示のような磁気記録再
生装置に適用して、バックテンションを制御することに
よってスペーシング量を一定に保つようにしたバックテ
ンション制御装置の例を示したもので、供給リール台1
5a上に載置された供給リール15から磁気テープTを
引出すために要する力、すなわちバックテンションを制
御して上記した磁気テープTのテンションを一定に保つ
ようにしたものであって、符号15で示した供給リール
および符号36で示したバックテンションポストは図4
8にも示されている。
FIG. 49 shows an example of a back tension control device applied to the magnetic recording / reproducing device shown in FIG. 48 to control the back tension so as to keep the spacing constant. , Supply reel stand 1
The force required for pulling out the magnetic tape T from the supply reel 15 mounted on 5a, that is, the back tension is controlled so that the tension of the magnetic tape T is kept constant. The supply reel shown and the back tension post shown at 36 are shown in FIG.
Also shown in FIG.

【0013】供給リール台15aの周縁にはその回転を
抑えるために一端が固定されたバンドブレーキ76が設
けられており、その他端は軸77aを軸として回動可能
なテンション制御アーム77に設けられたピン77bに
係合している。このテンション制御アーム77の上記軸
77aの反対端には磁気テープTが係合する上記バック
テンションポスト36が設けられるとともに、その中間
部分に設けた結合部77cにはその一端がテンション調
整レバー79の先端部に結合しているテンションバネ7
8の他端が取付けられている。
A band brake 76 having one end fixed thereto is provided on the periphery of the supply reel base 15a to suppress the rotation thereof, and the other end is provided on a tension control arm 77 rotatable about a shaft 77a. Is engaged with the pin 77b. At the opposite end of the shaft 77a of the tension control arm 77, the back tension post 36 with which the magnetic tape T is engaged is provided, and one end of a coupling portion 77c provided at an intermediate portion thereof has a tension adjusting lever 79. Tension spring 7 connected to the tip
8 is attached to the other end.

【0014】なお、このテンション調整レバー79は軸
79aを軸として回動し得るように構成されており、こ
の調整レバー79を回動させることによってテンション
バネ78によるテンション制御アーム77の引っ張り力
を変化させて、このテンション制御装置の基準テンショ
ンを調整することができる。
The tension adjusting lever 79 is configured to be rotatable about a shaft 79a. By rotating the adjusting lever 79, the tension force of the tension control arm 77 by the tension spring 78 is changed. Thus, the reference tension of the tension control device can be adjusted.

【0015】この図49のテンション制御装置では、磁
気テープTのテンションが増加するとテンション制御ア
ーム77はテンションバネ78の引張り力に抗して図の
時計方向に回動し、供給リール台15aの周縁に設けら
れているバンドブレーキ76の他端が係合されているピ
ン77bは図の右方向に移動してこのバンドブレーキ7
6が緩むので、供給リール台15aの回転を規制する力
が弱くなって磁気テープTの送り出し量が増加し、磁気
テープTのテンションは減少する。
In the tension control device shown in FIG. 49, when the tension of the magnetic tape T increases, the tension control arm 77 rotates clockwise in the drawing against the tensile force of the tension spring 78, and the peripheral edge of the supply reel base 15a. The pin 77b with which the other end of the band brake 76 is engaged moves rightward in FIG.
6 is loosened, the force regulating the rotation of the supply reel table 15a is weakened, the feeding amount of the magnetic tape T is increased, and the tension of the magnetic tape T is reduced.

【0016】逆に、磁気テープTのテンションが減少す
るとテンション制御アーム77はテンションバネ78が
縮むことによって反時計方向に回動し、供給リール台1
5aの周縁に設けられているバンドブレーキ76の他端
が係合されているピン77bは図の左方向に移動してこ
のバンドブレーキ76のブレーキ力を強めるので、磁気
テープT送り出し量が減少して磁気テープTのテンショ
ンも増加する。なお、この基準となるテンション量は上
記調整レバー79を回動することによって調整すること
ができることは前述のとおりである。
Conversely, when the tension of the magnetic tape T decreases, the tension control arm 77 rotates counterclockwise due to the contraction of the tension spring 78, and the supply reel table 1 is rotated.
The pin 77b, which is engaged with the other end of the band brake 76 provided on the periphery of the band 5a, moves to the left in the drawing to increase the braking force of the band brake 76, so that the amount of magnetic tape T sent out decreases. Thus, the tension of the magnetic tape T also increases. Note that the reference tension amount can be adjusted by rotating the adjustment lever 79 as described above.

【0017】従来の磁気記録再生装置では上記のような
機構を用いて磁気テープのテンションを調節することに
よって、テープの供給元で緩やかなテープテンション量
の変動を吸収し、結果として磁気テープとヘッドの間の
スペーシング量を一定に保持するようにしている。
In the conventional magnetic recording / reproducing apparatus, the tension of the magnetic tape is adjusted by using the above-described mechanism, thereby absorbing a gradual change in the amount of tape tension at the tape supply source. Is kept constant.

【0018】このような従来の系では磁気テープとヘッ
ドの間のスペーシング量をテープテンション量と関連付
けて制御するには至っておらず、スペーシング量の制御
はもっぱら磁気テープの表面精度の均一化を図ったり、
ヘッドシリンダの表面性や窓形状あるいは磁気ヘッドの
突出し量や先端形状などを製造工程で厳重に管理するこ
とによりスペーシング量を一定に保ち、ヘッドコンタク
トを確保していた。
In such a conventional system, the amount of spacing between the magnetic tape and the head has not been controlled in relation to the amount of tape tension, and the control of the amount of spacing is solely achieved by making the surface accuracy of the magnetic tape uniform. Or
By strictly controlling the surface characteristics and window shape of the head cylinder, the protrusion amount and the tip shape of the magnetic head in the manufacturing process, the spacing amount is kept constant, and the head contact is secured.

【0019】しかしながら、磁気テープ上の線記録密度
の高い高密度記録を行う場合に要求される精度でスペー
シング量の制御を行うことは極めて困難であり、また、
高速で磁気テープを走行させて再生や検索などの特殊再
生を行う装置では、テープ走行速度の変動が激しくなっ
てテープには過渡的なテンションが発生するので、上記
のような機械的な制御系でテープテンションやスペーシ
ング量を一定に保つことは事実上不可能に近い。
However, it is extremely difficult to control the amount of spacing with the accuracy required when performing high-density recording with high linear recording density on a magnetic tape.
In a device that performs special playback such as playback and search by running a magnetic tape at high speed, the tape running speed fluctuates greatly and a transient tension occurs on the tape. It is virtually impossible to keep the tape tension and the amount of spacing constant.

【0020】すなわち、このような機械的な構成に頼っ
たスペーシング量の制御は低い制御帯域で済むシステ
ム、つまり記録密度のそれ程高くないシステムには適用
可能であるが、線記録密度を向上させ高密度記録しよう
とすると大きな問題となってくる。
That is, the control of the spacing amount relying on such a mechanical structure can be applied to a system that requires only a low control band, that is, a system whose recording density is not so high. Attempting high-density recording poses a major problem.

【0021】また、磁気テープ装置では、蒸着テープの
ように表面性の極めて良いテープが使用されるようにな
ってくると、スペーシング量つまりヘッドコンタクトに
要求される精度もまちまちになってきており、より高精
度で精密な制御が必要になってきており、機械的な構成
に頼ったヘッドコンタクトの制御だけでの対応は困難と
なりつつある。
Further, in a magnetic tape device, when a tape having extremely good surface properties such as a vapor-deposited tape is used, the amount of spacing, that is, the accuracy required for a head contact also varies. Therefore, more precise and precise control is required, and it is becoming difficult to respond only by controlling the head contact relying on a mechanical configuration.

【0022】一方、高速検索等の特殊再生では、テープ
走行速度の変動が激しくなるが、これに伴いテープには
過渡テンションが発生する。このような場合、機械的な
制御系でテープテンションを一定に保ち、スペーシング
量を保つことは困難であり、どうしてもヘッドコンタク
トを劣化させてしまう。
On the other hand, in special reproduction such as high-speed retrieval, the tape running speed fluctuates greatly, and a transient tension is generated on the tape. In such a case, it is difficult to keep the tape tension constant and the amount of spacing with a mechanical control system, and the head contact will necessarily deteriorate.

【0023】次に、磁気ヘッドがヘリカルトラックをト
レースするためのトラッキングについて説明する。通常
速度(1倍速)再生時における磁気ヘッドによる磁気テ
ープ上のトレースは、磁気テープの走行速度と回転ヘッ
ドの回転速度とを記録時と同一に保つことによって行わ
れるので、磁気ヘッドのトレースと磁気テープの縁部と
の間の角度は記録されているトラックの角度と同じにな
る。
Next, tracking for the magnetic head to trace the helical track will be described. The trace on the magnetic tape by the magnetic head during normal speed (1 × speed) reproduction is performed by keeping the running speed of the magnetic tape and the rotational speed of the rotary head the same as during recording. The angle to the edge of the tape will be the same as the angle of the track being recorded.

【0024】しかしながら、回転ヘッドの回転速度を記
録時と同一にした状態で磁気テープの走行速度だけを記
録時とは異なる速度として再生を行うと、磁気ヘッドが
トレースする角度は記録トラックの角度と一致しなくな
るためにトラックずれ(以下、傾斜エラー、という)が
生じ、再生画面上にノイズを発生してしまう。
However, if the reproduction is performed with the rotation speed of the rotary head being the same as that for recording and the running speed of the magnetic tape alone is different from that for recording, the angle traced by the magnetic head is equal to the angle of the recording track. Since they do not match, a track shift (hereinafter, referred to as a tilt error) occurs, and noise is generated on a reproduction screen.

【0025】上述のようなヘリカルスキャン方式のVT
Rにおいて磁気ヘッドの軌跡を記録トラックと一致させ
るための従来のオートトラッキング再生装置では、通
常、映像信号再生用磁気ヘッドが電気−機械変換素子
(以下、ヘッドアクチュエータ、と略称する)に取り付
けられ、再生時にこのヘッドアクチュエータが磁気ヘッ
ドを記録トラックの走行方向に対して垂直ないしは垂直
成分を有する方向に駆動して、磁気ヘッドが記録トラッ
クをトレースするように自動追尾制御することが行われ
ている。
The helical scan type VT as described above
In a conventional auto-tracking reproducing apparatus for matching the trajectory of a magnetic head with a recording track in R, a magnetic head for reproducing a video signal is usually mounted on an electro-mechanical transducer (hereinafter abbreviated as a head actuator), During reproduction, the head actuator drives the magnetic head in a direction perpendicular to the traveling direction of the recording track or in a direction having a perpendicular component, and performs automatic tracking control so that the magnetic head traces the recording track.

【0026】ヘッドアクチュエータに取り付けられた磁
気ヘッドを記録トラックに自動追尾させるいわゆるオー
トトラッキング制御技術については、種々の方法が提案
されており、既に実用化されている。
Various methods have been proposed for a so-called auto-tracking control technique for automatically tracking a magnetic head attached to a head actuator on a recording track, and have already been put to practical use.

【0027】トラッキングエラーの検出についていえ
ば、例えば8mmVTRフォーマットで公知であるよう
に、映像信号帯域外の数種類(例えば4種類)の低い周
波数トラッキング用パイロット信号を映像信号に重畳し
て、数トラック(4トラック)にわたって別々のパイロ
ット信号が隣り合うように記録される。このパイロット
方式では、再生時に左右トラックからのクロストークレ
ベルの違いによってトラッキングエラー信号が検出され
る。
Regarding the detection of tracking errors, as is well known in, for example, the 8 mm VTR format, several kinds (for example, four kinds) of low frequency tracking pilot signals outside the video signal band are superimposed on the video signal to form several tracks ( (4 tracks) are recorded so that different pilot signals are adjacent to each other. In this pilot system, a tracking error signal is detected at the time of reproduction due to a difference in crosstalk level from right and left tracks.

【0028】また、アンペックス社の1インチVTRや
ソニー社のD−2フォーマットデジタルVTR DVR
−10等で実用化されたウォブリング方式では、磁気ヘ
ッドがトラック幅方向に一定周波数のいわゆるウォブリ
ング周波数で強制的に微少振動される。そのときの磁気
ヘッドからの再生エンベローブ信号はウォブリング周波
数で同期検波され、トラッキングエラー信号が検出され
る。
Also, a 1-inch VTR made by Ampex and a D-2 format digital VTR DVR made by Sony Corporation.
In the wobbling method practically used at -10 or the like, the magnetic head is forcibly vibrated at a constant frequency, that is, a so-called wobbling frequency in the track width direction. The reproduction envelope signal from the magnetic head at that time is synchronously detected at the wobbling frequency, and a tracking error signal is detected.

【0029】更に、松下電器産業(株)製のNV−10
000型VHS−VTRや、三菱電機(株)製VHS−
VTRのHVシリーズやF75型等で実用化されている
いわゆる山登り方式では、磁気ヘッドからの再生エンベ
ロープ信号を読み出されたフィールドの中央部でサンプ
ルホールドし、次にアクチュエータに与える印加電圧も
しくはキャプスタンモータの回転位相を1ステップ変化
させて(たとえば増やして)、次にフレームのエンベロ
ープレベルと前記サンプルホールド値とを比較するとい
う一連の動作が、次のフレームのエンベロープが小さく
なるまで続けられる。そして、次フレームのエンベロー
プが小さくなれば、印加電圧の方向を反転させて同様の
動作を続けることにより、再生エンベロープを最大値に
向って収斂させる。
Further, NV-10 manufactured by Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
000-type VHS-VTR and Mitsubishi Electric Corporation VHS-
In the so-called hill-climbing method that is put into practical use in the HV series of VTRs or the F75 type, a reproduction envelope signal from a magnetic head is sampled and held at the center of a read field, and then a voltage applied to an actuator or a capstan is applied. A series of operations in which the rotation phase of the motor is changed by one step (for example, increased), and then the envelope level of the frame is compared with the sample hold value until the envelope of the next frame becomes smaller. When the envelope of the next frame becomes smaller, the direction of the applied voltage is reversed, and the same operation is continued, so that the reproduction envelope converges toward the maximum value.

【0030】従来のオートトラッキング再生装置は、上
述したような種々のトラッキングエラー検出法によっ
て、トラッキングエラーを検出してヘッドシリンダに内
蔵されたヘッドアクチュエータにトラッキングエラーを
フィードバックすることによって、実現されている。
A conventional auto-tracking reproducing apparatus is realized by detecting a tracking error by the above-described various tracking error detection methods and feeding back the tracking error to a head actuator built in a head cylinder. .

【0031】一般にこの様な可動ヘッドは、通常速度再
生時のトラッキングエラー補正のためのDTF制御に使
用されるだけではなく、高速再生,スロー再生,スチル
再生などの特殊再生時にも使用されることが多い。
Generally, such a movable head is used not only for DTF control for correcting a tracking error during normal speed reproduction but also for special reproduction such as high speed reproduction, slow reproduction and still reproduction. There are many.

【0032】そこで、このような可動ヘッドをノイズレ
ズ特殊再生に利用した一例として、図50に、ナショナ
ル・テクニカル・レポート(NationalTechnical Repor
t)Vol.28,No.3 (1982年6月)の第41ページに掲
載されたシステム概略図を示す。
FIG. 50 shows an example in which such a movable head is used for noiseless special reproduction in a National Technical Report.
t) A schematic diagram of the system published on page 41 of Vol. 28, No. 3 (June 1982) is shown.

【0033】これらの従来技術による高速特殊再生方法
を簡単に説明すると、図51のブロック図において、回
動する磁気ヘッドHはヘッドアクチュエータ14にてテ
ープ走行方向と垂直方向に駆動される。磁気ヘッドHの
再生エンベロープ信号からはトラッキングエラー量がト
ラッキングエラー検知器16にて検知される。
Briefly describing these conventional high-speed special reproduction methods, the rotating magnetic head H is driven by a head actuator 14 in a direction perpendicular to the tape running direction in the block diagram of FIG. The tracking error amount is detected by the tracking error detector 16 from the reproduction envelope signal of the magnetic head H.

【0034】傾斜補正パターン発生器18は、磁気ヘッ
ドHがテープ上を走査する角度が記録トラックの角度と
一致するように、例えばキャプスタンの回転速度を示す
周波数発生器などからのテープ速度情報を用いて傾斜補
正を行い、磁気ヘッドHにトラックのトレースを行わせ
るための傾斜補正パターンを発生する。
The tilt correction pattern generator 18 outputs tape speed information from, for example, a frequency generator indicating the rotation speed of the capstan so that the angle at which the magnetic head H scans on the tape matches the angle of the recording track. To perform a tilt correction to generate a tilt correction pattern for causing the magnetic head H to trace a track.

【0035】上記のトラッキングエラー検知器16から
のトラッキングエラー信号とこの傾斜補正パターン発生
器18からの傾斜補正パターンとは加算器410により
加算されて、この磁気ヘッドを磁気テープの走行方向に
移動させるためのヘッドアクチェータを駆動する。
The tracking error signal from the tracking error detector 16 and the tilt correction pattern from the tilt correction pattern generator 18 are added by an adder 410 to move the magnetic head in the direction of travel of the magnetic tape. For driving the head actuator.

【0036】より詳細に説明すると、通常速度(1倍
速)再生時に、磁気ヘッドHがテープ上をトレースする
角度は、記録トラックの角度と同じであるが、異速度再
生を行うと磁気ヘッドHがトレースする角度は記録トラ
ックの角度と一致しなくなるため、トラックずれ(以
下、傾斜エラーという)が生じ、再生画面上にノイズを
発生してしまう。
More specifically, the angle at which the magnetic head H traces on the tape during normal speed (1 × speed) reproduction is the same as the angle of the recording track. Since the tracing angle does not coincide with the angle of the recording track, a track shift (hereinafter referred to as a tilt error) occurs, and noise is generated on the reproduction screen.

【0037】一例として、図52、図53に磁気テープ
上の記録トラックパターンと磁気ヘッドの軌跡との関係
を表した概略図を示してあり、回転ヘッドの回転速度は
記録時と同一のままで、図52は正方向、図53は逆方
向にそれぞれテープの走行速度を記録時の5倍にして再
生する5倍速再生の場合を示している。
As an example, FIGS. 52 and 53 are schematic diagrams showing the relationship between the recording track pattern on the magnetic tape and the trajectory of the magnetic head. The rotational speed of the rotary head remains the same as during recording. 52 and FIG. 53 show the case of 5 × speed reproduction in which the tape travel speed is set to 5 times the recording speed in the forward direction and the tape is played back in the reverse direction.

【0038】図52のAは記録時および通常再生時の磁
気ヘッドの軌跡を示しているが、磁気テープの走行速度
を正方向に5倍にした場合には、磁気ヘッドの軌跡はそ
の角度がBに示すように大きくなって磁気ヘッドが磁気
テープの幅を横切る期間内に〜の5本のトラックと
交叉するようになる。
FIG. 52A shows the locus of the magnetic head at the time of recording and normal reproduction. When the traveling speed of the magnetic tape is increased by five times in the forward direction, the locus of the magnetic head has an angle. As shown by B, the magnetic head intersects the five tracks (1) to (5) within a period in which the magnetic head crosses the width of the magnetic tape.

【0039】また、図53は通常再生時の磁気ヘッドの
軌跡に対して逆方向に5倍の速度で磁気テープを走行さ
せたときの磁気ヘッドの軌跡を示すものであるが、−
〜−のトラックと交叉する角度の小さい軌跡Cを描く
ようになる。
FIG. 53 shows the trajectory of the magnetic head when the magnetic tape is run at a speed five times the speed in the direction opposite to the trajectory of the magnetic head during normal reproduction.
The trajectory C having a small angle intersecting with the track of-is drawn.

【0040】この5倍速再生のような、記録時と異なる
速度で磁気テープを走行させる特殊な再生モードにおい
ても再生画面上にノイズを発生しないノイズレス再生を
行うためには、記録されているトラックを磁気ヘッドの
軌跡がトレースするように上記B及びCの軌跡を補正し
なければならない。
Even in a special playback mode in which a magnetic tape is run at a speed different from the speed at the time of recording, such as this 5 × speed playback, in order to perform noiseless playback without generating noise on the playback screen, the recorded track must be read. The trajectories B and C must be corrected so that the trajectory of the magnetic head traces.

【0041】図54には、隣接トラック間にスペースを
設けないで隣接するトラック間の信号をアジマス・ロス
を利用して分離するいわゆるガードバンドレス記録方式
のVTRであって、2つの磁気ヘッドを互いに180度
離れた対向位置に有する回転ヘッドを用いた再生装置で
n倍速再生(nは任意の実数)をしたときの傾斜エラー
パターンの概略図を示してある。
FIG. 54 shows a VTR of a so-called guard bandless recording system in which signals between adjacent tracks are separated by using azimuth loss without providing a space between adjacent tracks, and two magnetic heads are used. FIG. 9 is a schematic diagram of a tilt error pattern when n-times speed reproduction (n is an arbitrary real number) is performed by a reproducing apparatus using a rotating head having a facing position 180 degrees apart from each other.

【0042】今、Tを可動ヘッドの回転の1/2周期、
tpをトラックピッチとすると、n倍速再生時における
傾斜エラーはtp(n−1)となり、この傾斜エラーの
値は再生速度比nをパラメータとする関数として表され
る。換言すれば、傾斜エラーはテープ走行速度に依存し
て変化することになる。
Now, let T be a half cycle of the rotation of the movable head,
Assuming that tp is a track pitch, the tilt error at the time of n-times speed reproduction is tp (n-1), and the value of the tilt error is expressed as a function having the reproduction speed ratio n as a parameter. In other words, the tilt error will vary depending on the tape running speed.

【0043】前記の図51中の傾斜補正パターン発生器
18では、このテープ走行速度情報として、例えばキャ
プスタン周波数発生器などからのFG信号等を利用する
ことによって傾斜補正パターンを発生する。この傾斜補
正パターンを図51のヘッドアクチュエータ14に加え
ると、磁気ヘッドHの軌跡は、異速度再生時においても
記録トラック対して平行に動くように傾斜が補正される
ことになる。
The tilt correction pattern generator 18 in FIG. 51 generates a tilt correction pattern by using, for example, an FG signal from a capstan frequency generator or the like as the tape running speed information. When this inclination correction pattern is applied to the head actuator 14 in FIG. 51, the inclination of the trajectory of the magnetic head H is corrected so as to move in parallel with the recording track even at the time of different speed reproduction.

【0044】しかしながら、単に磁気ヘッドHを記録ト
ラックの角度に追従して変位させただけでは、記録トラ
ックと磁気ヘッドHの軌跡の直線性、あるいはトラック
の位相ずれ等により更にトラックずれが生じるので、こ
のトラックずれを防止するために、通常、図51に点線
で囲んだ閉ループによるオートトラッキング制御系が付
け加えられる。
However, if the magnetic head H is simply displaced following the angle of the recording track, a further track deviation occurs due to linearity of the trajectory of the recording track and the magnetic head H or a phase deviation of the track. In order to prevent this track deviation, an automatic tracking control system using a closed loop surrounded by a dotted line in FIG. 51 is usually added.

【0045】このオートトラッキング制御系の制御方法
としては前述したパイロット方式、ウォブリング方式、
山登り方式等いかなる方式を適用しても良いが、異速度
再生時においても高品位な映像を得るためには記録トラ
ックの非直線性(以下、トラック曲り、という)にも追
従させる必要があることから、制御帯域が比較的広くと
れるパイロット方式やウォブリング方式をとることが望
ましい。なお、このオートトラッキング制御系の制御方
法及び動作はすでに公知であるので、ここでは詳細な説
明は省略する。
As a control method of the auto tracking control system, the pilot method, the wobbling method,
Any method such as a hill-climbing method may be applied, but it is necessary to follow the non-linearity of the recording track (hereinafter referred to as track bending) in order to obtain high-quality images even at different speed playback. For this reason, it is desirable to adopt a pilot system or a wobbling system that allows a relatively wide control band. Since the control method and operation of this auto tracking control system are already known, a detailed description will be omitted here.

【0046】[0046]

【発明が解決しようとする課題】ハイビジョン信号や、
映像信号及び音声信号をデジタル化して記録再生するデ
ジタルVTR等においては、記録する信号の情報量が大
幅に増大するため、限られたサイズのカセットテープに
おいても長時間記録を可能にするためには、高密度記録
及び高精度DTF制御による再生技術が不可欠となる。
SUMMARY OF THE INVENTION A high-definition signal,
In a digital VTR or the like that records and reproduces a video signal and an audio signal by digitizing the information, the amount of information of the signal to be recorded is greatly increased. Therefore, reproduction technology by high-density recording and high-precision DTF control is indispensable.

【0047】従来のVTRにおけるDTF装置は、トラ
ッキングエラー補正手段がヘッドシリンダに設けられた
可動ヘッドのみであったので、DTF制御性能は可動ヘ
ッドを移動させるヘッドアクチュエータの性能で決定さ
れていた。
In the DTF device of the conventional VTR, the tracking error correction means is only the movable head provided in the head cylinder, so that the DTF control performance is determined by the performance of the head actuator for moving the movable head.

【0048】そこで、一般に高精度広帯域なDTF制御
に用いるヘッドアクチュエータとしては、比較的高い周
波数、例えば1KHz〜数KHz付近まで位相シフトが
ないものが制御性が良いので選ばれる。高い周波数まで
位相シフトが生じないためには、高い周波数まで共振し
ない機械特性が要求される。
Therefore, a head actuator that is generally used for DTF control of high precision and wide band and has a relatively high frequency, for example, a phase shift from about 1 KHz to several KHz, is selected because of good controllability. In order for a phase shift not to occur at a high frequency, mechanical characteristics that do not resonate at a high frequency are required.

【0049】一般にアクチュエータの機械特性の一次の
共振周波数はアクチュエータバネ定数をアクチュエータ
可動部質量で割ったものの平方根を2πで割ったもので
与えられるので、一次共振周波数を高くするには、可動
部質量を軽くするか、もしくはアクチュエータのバネ定
数を高くすることが行われる。
Generally, the primary resonance frequency of the mechanical properties of an actuator is given by the square root of the actuator spring constant divided by the mass of the movable part of the actuator divided by 2π. Is reduced, or the spring constant of the actuator is increased.

【0050】また、前述した様に、一般に可動ヘッド
は、通常速度再生時のDTF制御に使用されるだけでは
なく、特殊再生にも使用されることが多い。従来のVT
Rにおける高速ノイズレス再生装置は、磁気ヘッドをヘ
ッドアクチュエータで記録トラックの幅方向に移動させ
ることによってトラッキングエラーを補正している。従
って、補正可能なトラッキングエラー量はヘッドアクチ
ュエータの可動範囲内に限定されている。
As described above, the movable head is generally used not only for DTF control during normal speed reproduction but also for special reproduction. Conventional VT
The high-speed noiseless reproducing apparatus in R corrects a tracking error by moving a magnetic head in the width direction of a recording track by a head actuator. Therefore, the correctable tracking error amount is limited within the movable range of the head actuator.

【0051】そのため、従来の構成ではヘッドアクチュ
エータは規格によって外径が定まっているヘッドシリン
ダに内蔵されなくてはならず、必然的に小型のものが要
求され、しかも前述したように広帯域DTFに必須な共
振周波数の高いバネが高剛性なものが選定されるので、
その可動範囲は狭く制限される。よって、高速特殊再生
性能は低くなる。
For this reason, in the conventional configuration, the head actuator must be built in a head cylinder whose outer diameter is determined according to the standard, and a small actuator is inevitably required. The spring with the high resonance frequency is selected to have high rigidity.
Its movable range is narrowly limited. Therefore, high-speed special reproduction performance is reduced.

【0052】以上のように、従来の装置では、例えば制
御帯域が数百Hzであるような高精度広帯域なDTF制
御と、数十倍速といったノイズレス高速再生性能の両者
を同時に実現することは物理的に不可能であるという問
題があった。
As described above, in the conventional apparatus, it is physically impossible to simultaneously realize both high-precision and wide-band DTF control with a control band of several hundred Hz and noiseless high-speed reproduction performance of several tens times speed. There was a problem that was impossible.

【0053】[0053]

【発明が解決しようとする課題】従来の磁気記録再生装
置におけるテープテンション制御機構は前述のように構
成されているので、高速テープ走行時はテープ送り方向
と逆方向にある一定の負荷をかけるのみで特別なテープ
テンション制御を行っていない。従って、過渡的なテン
ション変動には応答できずにテープに損傷を与えたり、
またテンション変動に伴う磁気ヘッドとテープとの接触
状態変化により出力変動が発生し情報の劣化が起こり易
い等の問題点があった。
Since the tape tension control mechanism in the conventional magnetic recording / reproducing apparatus is constructed as described above, when a high-speed tape runs, only a certain load is applied in the direction opposite to the tape feed direction. Does not perform special tape tension control. Therefore, the tape cannot be responded to the transient tension fluctuation,
In addition, there has been a problem that an output change occurs due to a change in a contact state between the magnetic head and the tape due to a change in the tension, and the information is likely to deteriorate.

【0054】更に、従来のテンション制御装置は、テン
ション制御帯域が狭く、数Hz以下のテンション変動し
か抑圧することができなかった。よって、デジタルVT
R等の高密度記録再生を行うVTRにおいては、磁気ヘ
ッドと磁気テープとの間の最適なスペーシング量を常に
所望の値に保つことは不可能であり、良好な記録再生が
行えないという問題があった。
Further, the conventional tension control device has a narrow tension control band and can suppress only a tension fluctuation of several Hz or less. Therefore, digital VT
In a VTR that performs high-density recording / reproduction such as R, it is impossible to always keep an optimum spacing between a magnetic head and a magnetic tape at a desired value, and good recording / reproduction cannot be performed. was there.

【0055】従来の磁気記録再生装置は以上のように構
成されているので、テープの送り出し側の低い帯域での
テープテンションの保持とヘッドコンタクトの確保は可
能であるが、テープ走行系の負荷変動等により発生する
ヘッドシリンダ部のテープテンションの変動までは除去
することができないという問題点がある。ヘッドシリン
ダ部でのテープテンションの変動により発生する磁気テ
ープとヘッドの間のスペーシング量の変動は高密度記録
の実現を妨げ、またテープ傷やヘッド摩耗の原因ともな
る。
Since the conventional magnetic recording / reproducing apparatus is configured as described above, it is possible to maintain the tape tension and secure the head contact in a low band on the tape sending side, but the load fluctuation of the tape running system is possible. However, there is a problem that it is not possible to remove the fluctuation of the tape tension of the head cylinder portion caused by the above. Fluctuations in the amount of spacing between the magnetic tape and the head caused by fluctuations in the tape tension in the head cylinder block the realization of high-density recording, and also cause tape scratches and head wear.

【0056】一方、このスペーシング量の変動はヘッド
シリンダの偏心によっても発生し、問題点をさらに悪化
させる原因ともなっている。同様に、磁気ディスク装置
等においてもディスクの面振れ等に起因するスペーシン
グ量の変動は大きな問題となっている。このように、従
来の磁気記録再生装置ではスペーシング量を一定に保
ち、高密度記録を可能にすると共に装置や記録媒体の信
頼の向上が大きな課題とされてきた。
On the other hand, the fluctuation of the spacing amount also occurs due to the eccentricity of the head cylinder, which causes the problem to be further exacerbated. Similarly, in a magnetic disk device or the like, the fluctuation of the spacing amount caused by the disk runout or the like is a serious problem. As described above, in the conventional magnetic recording / reproducing apparatus, it has been important to maintain a constant amount of spacing, enable high-density recording, and improve the reliability of the apparatus and the recording medium.

【0057】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、制御帯域が数百Hzといった広帯
域でのDTF制御を高速度で行いながら、かつ数十倍速
といったノイズレス高速再生を画像の劣化なく同時に実
現した磁気再生装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and performs noiseless high-speed reproduction such as tens of times speed while performing DTF control in a wide band such as a control band of several hundred Hz at a high speed. It is an object of the present invention to provide a magnetic reproducing apparatus which is realized simultaneously without image deterioration.

【0058】また、本発明の他の目的は高精度広帯域な
テンション制御によって常に最適なヘッドとテープとの
コンタクトを実現し、良好な記録再生が可能な磁気再生
装置を得ることにある。
Another object of the present invention is to provide a magnetic reproducing apparatus capable of always realizing optimal contact between a head and a tape by high-precision and wide-band tension control, and capable of excellent recording and reproduction.

【0059】さらに、磁気ヘッドが記録再生用の媒体か
ら受ける面圧力量を一定に制御することにより、磁気ヘ
ッドと記録再生用媒体の間のスペーシング量を常に一定
に管理することにより、高密度記録を実現すると共に装
置や記録媒体の信頼性を大幅に向上することを可能とし
た磁気記録再生装置を得ることを目的とする。
Further, by controlling the amount of surface pressure received by the magnetic head from the recording / reproducing medium to be constant, the spacing between the magnetic head and the recording / reproducing medium is always controlled to be constant. It is an object of the present invention to provide a magnetic recording / reproducing apparatus capable of realizing recording and greatly improving the reliability of a device and a recording medium.

【0060】[0060]

【課題を解決するための手段】図1は本発明の基本的な
原理の1つを示す概念図であって、回転ヘッドHを備え
るヘッドシリンダ(この図では、ヘッドシリンダの回転
ヘッドの回転面のみを符号1として示した)の磁気テー
プTが供給される入口側に一対の入側固定ピン10a1,
10a2と入側可動ピン9aを設け、また、このヘッドシ
リンダの出口側に2つの出側固定ピン10b1, 10b2
出側可動ピン9bを設ける。
FIG. 1 is a conceptual view showing one of the basic principles of the present invention, in which a head cylinder provided with a rotating head H (in this figure, a rotating surface of the rotating head of the head cylinder). (Only 1 is indicated by reference numeral 1). A pair of entry-side fixing pins 10a 1 ,
10a 2 and an input side movable pin 9a are provided, and two output side fixed pins 10b 1 and 10b 2 and an output side movable pin 9b are provided on the outlet side of the head cylinder.

【0061】この入側可動ピン9aには上記一対の入側
固定ピン10a1, 10a2を結んだ線に対してこの入側可
動ピン9aの距離を変化させるための入側テープアクチ
ェータ11aを設け、また、出側可動ピン9bには上記
一対の出側固定ピン10b1,10b2を結んだ線に対してこ
の出側可動ピン9bの距離を変化させるための出側テー
プアクチェータ11bを設ける。
The entry side movable pin 9a is provided with an entry side tape actuator 11a for changing the distance of the entry side movable pin 9a with respect to the line connecting the pair of entry side fixed pins 10a 1 and 10a 2. Further, the exit side movable pin 9b provided exit side tape actuator 11b for changing the distance of the exit-side movable pin 9b with respect to the pair of output-side fixing pins 10b 1, 10b 2 a line connecting.

【0062】この入側テープアクチェータ11aを制御
して入側可動ピン9aを移動させることによって磁気テ
ープTのヘッドシリンダ部分でのテンションを制御する
ことができる。
The tension at the head cylinder portion of the magnetic tape T can be controlled by moving the entry movable pin 9a by controlling the entry tape actuator 11a.

【0063】また、記録時のテープ速度とは異なる速度
での再生を行う際には、上記入側テープアクチェータ1
1aと出側テープアクチェータ11bとを互いに差動的
に移動させることによってトラッキングを行わせること
ができる。
When performing reproduction at a speed different from the tape speed at the time of recording, the input side tape actuator 1
Tracking can be performed by differentially moving the output tape actuator 1a and the output tape actuator 11b with respect to each other.

【0064】さらに、上記の入側テープアクチェータ1
1aおよび出側テープアクチェータ11bを制御するた
めに、これらテープアクチェータ11a,11bの特性
をそれぞれ模擬する状態推定器を含む制御系を用いるこ
とによって、極めて精度の高い制御を行うことができ
る。
Further, the above-mentioned entrance tape actuator 1
Extremely accurate control can be performed by using a control system including a state estimator that simulates the characteristics of the tape actuators 11a and 11b to control the tape actuator 1a and the output tape actuator 11b.

【0065】また、記録媒体の記録面に向かう突出方向
に移動可能な磁気ヘッドを用いる場合には、この磁気ヘ
ッドの変位量に基づいてこの磁気ヘッドの面圧を推定す
る面圧推定器を設けて、この面圧推定器によって推定さ
れた面圧推定値と基準面圧との差に基づいて得られる面
圧制御信号によって磁気ヘッドの面圧を制御することが
できる。
When a magnetic head movable in the direction of projection toward the recording surface of the recording medium is used, a surface pressure estimator for estimating the surface pressure of the magnetic head based on the displacement of the magnetic head is provided. The surface pressure of the magnetic head can be controlled by a surface pressure control signal obtained based on the difference between the surface pressure estimation value estimated by the surface pressure estimator and the reference surface pressure.

【0066】これらの本発明の構成要素を制御する制御
系の構成、特に本発明の他の特徴である、テープアクチ
ェータの特性を模擬する状態推定器、および、磁気ヘッ
ドの面圧を推定する面圧推定器については、以下に述べ
る実施例の説明においてその構成および作用が明らかに
される。
The configuration of a control system for controlling these components of the present invention, in particular, a state estimator that simulates the characteristics of a tape actuator and a surface for estimating the surface pressure of a magnetic head, which are other features of the present invention. The configuration and operation of the pressure estimator will be clarified in the description of the embodiment described below.

【0067】なお、本発明におけるヘッドシリンダとし
ては、磁気ヘッドが設けられて回転する上シリンダと回
転しない下シリンダとによって構成される型式のもの、
磁気ヘッドが固定されて回転するドラムあるいは円板を
2つの回転しないシリンダの間に設ける型式のもの、あ
るいは、回転するヘッドシリンダに磁気ヘッドを設ける
ものなど、各種の既知の型式のものを用いることができ
る。また、固定ピン10および可動ピン9としては、い
ずれもローラを用いることができる。
As the head cylinder in the present invention, a head cylinder provided with a magnetic head and having a rotating upper cylinder and a non-rotating lower cylinder is used.
Use a known type such as a type in which a rotating drum or disk with a fixed magnetic head is provided between two non-rotating cylinders, or a type in which a magnetic head is provided in a rotating head cylinder. Can be. In addition, as the fixed pin 10 and the movable pin 9, a roller can be used.

【0068】[0068]

【作用】再び図1を引用すると、上記2つのテープアク
チェータ11a,11bを非差動的に、例えば出側テー
プアクチェータ11bを駆動せずに入側テープアクチェ
ータ11aだけを駆動すれば、入側可動ピン9aの上下
移動方向と量とにしたがってヘッドシリンダ部における
磁気テープのテンションが変化することは明らかであ
り、この磁気テープのテンションを制御することによっ
て、例えばヘッドタッチの制御や磁気記録再生装置に与
えられる加速度の補償などを行うことができる。
Referring again to FIG. 1, if the two tape actuators 11a and 11b are driven non-differentially, for example, only the input tape actuator 11a is driven without driving the output tape actuator 11b, the input movable It is apparent that the tension of the magnetic tape in the head cylinder changes in accordance with the vertical movement direction and the amount of the pin 9a. By controlling the tension of the magnetic tape, for example, control of head touch or magnetic recording / reproducing apparatus can be performed. Compensation of the applied acceleration can be performed.

【0069】また、この入側テープアクチェータ11a
と出側テープアクチェータ11bを差動的、すなわち互
いに上下反対方向に駆動すれば、上記2つのループ間に
あるヘッドシリンダ部における磁気テープTをその長手
方向に進ませたり引き戻したりすることになり、走行系
の他の領域に影響を及ぼすことなく、ヘッドシリンダ部
における磁気テープの走行速度が変化するので、トラッ
キングエラーの量に基づいて上記テープアクチェータ1
1a,bを差動的に駆動すればトラッキングエラーを補
正できることになる。
The input tape actuator 11a
If the output tape actuator 11b is driven differentially, that is, in the direction opposite to the vertical direction, the magnetic tape T in the head cylinder portion between the two loops is advanced or retracted in the longitudinal direction. Since the traveling speed of the magnetic tape in the head cylinder changes without affecting other areas of the traveling system, the tape actuator 1 is controlled based on the amount of tracking error.
By driving differentially 1a and 1b, a tracking error can be corrected.

【0070】すなわち、磁気テープがVC なる速度で走
行しているとき、入側の可動テープピン9aを速度VB
で上(+VB )または下(−VB )に移動させるととも
に、出側の可動テープピン9bを同じ速度VB で下(+
B )または上(−VB )に差動的に移動させると、2
つのローラ間におけるテープ速度、即ちヘッドシリンダ
部でのテープ速度VA は下記(1)式に示すとおりの線
形な関係式によって表される。 VA =VC +2VB …(1)
That is, when the magnetic tape is running at the speed of V C , the movable tape pin 9a on the entry side is moved to the speed V B.
To move up (+ V B ) or down (−V B ), and move the movable tape pin 9b on the exit side down (+ V B ) at the same speed V B.
V B ) or differentially up (−V B ), 2
The tape speed between the two rollers, that is, the tape speed VA at the head cylinder portion, is expressed by a linear relational expression as shown in the following expression (1). V A = V C + 2V B ... (1)

【0071】従って、(1)式に基づいて開ループ的に
入側および出側の可動テープピン9a,9bを磁気ヘッ
ドの回転周波数に同期した周波数Fsの三角波または鋸
歯状波で強制的に差動動作させることによって、ヘッド
シリンダ部のテープ速度を周期的に通常再生速度Vに対
してV±VB の範囲で間欠的に早くしたり遅くしたりし
て、特殊再生時にもトラッキングが維持される期間Tを
得ることができる。なお、この期間Tは、三角波を用い
た理想的な場合にはFs/2、すなわち三角波の半周期
の期間となる。
Therefore, based on the equation (1), the movable tape pins 9a and 9b on the incoming and outgoing sides are forcibly differentiated by a triangular wave or a sawtooth wave having a frequency Fs synchronized with the rotation frequency of the magnetic head in an open loop based on the equation (1). by operating the tape speed of the head cylinder unit to or slower intermittently fast in the range of V ± V B relative to periodically normal playback speed V, the tracking is maintained even at the time of trick play A period T can be obtained. This period T is Fs / 2 in an ideal case using a triangular wave, that is, a period of a half cycle of the triangular wave.

【0072】もし、テープアクチュエータの応答速度の
限界などから安全を見込んでこの期間をFs/2より小
さくした場合には、例えば三角波の立上がり期間である
トラッキングが維持される1つの期間Tの間に少なくと
も1画面分の信号再生を行って画像メモリにこの再生信
号を記憶しておき、次の三角波の立下がり期間などのト
ラッキングがとれない期間である再生不可能な期間には
この画像メモリからの映像信号を画面に出力するように
すれば、多少間欠的な動きにはなるけれども良好な信号
再生が可能となる。
If this period is made smaller than Fs / 2 in view of safety from the limit of the response speed of the tape actuator, for example, during one period T during which tracking, which is the rising period of a triangular wave, is maintained. At least one screen of the signal is reproduced, and the reproduced signal is stored in the image memory. During the non-reproducible period during which tracking cannot be performed, such as the falling period of the next triangular wave, the reproduction signal from the image memory is read out. If the video signal is output to the screen, it is possible to perform good signal reproduction although the movement may be somewhat intermittent.

【0073】この方法によって再生速度を変化できる倍
速の範囲は、入側および出側の可動テープピン9a,9
bのストローク及び上記三角波の周波数(以下、サイク
ル周波数、という)Fsによって定まる。例えばマルチ
ヘッドを用いて回転ヘッドが1回転する期間に1フレー
ム分の画像データが読出されるようにしたテープフォー
マットの場合、再生可能倍率N,入側および出側可動テ
ープピン9a,9bのストロークt,及びサイクル周波
数FS との関係は、期間Tを安全率を見込んでFs/4
として計算すると次の(2)式のようになる。 N=(4FsXP-P /V)+1 …(2)
The range of the double speed at which the reproduction speed can be changed by this method is determined by the movable tape pins 9a and 9a on the input side and the output side.
It is determined by the stroke of b and the frequency (hereinafter referred to as cycle frequency) Fs of the triangular wave. For example, in the case of a tape format in which one frame of image data is read out during a period in which the rotary head makes one rotation using a multi-head, the reproducible magnification N, the stroke t of the input side and output side movable tape pins 9a and 9b are set. , And the cycle frequency FS, the period T is set to Fs / 4 in consideration of the safety factor.
, The following equation (2) is obtained. N = (4FsX PP / V) +1 (2)

【0074】[0074]

【実施例】【Example】

[第1実施例の概略]本発明の第1実施例を概略的なブ
ロック図として示した図2を参照しながら説明する。
[Schematic of First Embodiment] A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2 which is a schematic block diagram.

【0075】この図2において、Dはヘッドシリンダ、
Tは磁気テープ、Ha,HbはヘッドシリンダDに取り
付けられた1個もしくは2個の磁気ヘッド、4は磁気テ
ープTをヘッドシリンダDに供給する供給リールモー
タ、5は磁気テープTをヘッドシリンダDから巻取る巻
取りリールモータ、6は磁気テープTをその長手方向に
定速で送るためのキャプスタンを駆動するキャプスタン
モータ、7は磁気テープTをその長手方向に送るために
上記キャプスタンに押し付けてキャプスタンモータ6の
駆動トルクを磁気テープTに伝達するピンチローラ、8
aはヘッドシリンダDの磁気テープTの入口側のスラン
トポール、8bはヘッドシリンダDの磁気テープTの出
口側のスラントポールである。
In FIG. 2, D is a head cylinder,
T is a magnetic tape; Ha and Hb are one or two magnetic heads attached to a head cylinder D; 4 is a supply reel motor for supplying the magnetic tape T to the head cylinder D; A take-up reel motor for winding the magnetic tape T at a constant speed in a longitudinal direction of the magnetic tape T; and a capstan motor 6 for driving a capstan for feeding the magnetic tape T in the longitudinal direction. A pinch roller 8 for pressing and transmitting the driving torque of the capstan motor 6 to the magnetic tape T;
a is a slant pole on the entrance side of the magnetic tape T of the head cylinder D, and 8b is a slant pole on the exit side of the magnetic tape T of the head cylinder D.

【0076】スイッチ3は、DTF制御の対象をキャプ
スタンモータとリールモータとに切換えるために設けた
ものである。すなわち、通常の記録再生ないしは数倍速
までの再生の際のテープ送りはキャプスタンモータによ
って行われるが、数十倍速での再生を行う際にはキャプ
スタンによってこのような高速なテープ送りを行うこと
は不可能なことから巻取側のリールモータによってテー
プ送りが行われる。
The switch 3 is provided for switching the target of DTF control between a capstan motor and a reel motor. In other words, the tape feed during normal recording / playback or playback up to several times speed is performed by the capstan motor, but when playing back at several tens times speed, such high speed tape feed must be performed by the capstan. Is impossible, the tape is fed by the reel motor on the winding side.

【0077】このため、DTF制御系によるトラッキン
グエラーの制御対象となるのは、数倍速までのテープ速
度ではキャプスタンモータであり、数十倍速以上の速度
のときには巻取側のリールモータとなるので、上記スイ
ッチ3はこのようにDTF制御の対象をキャプスタンモ
ータとリールモータとに切換えるために設けられたもの
である。
For this reason, the target of tracking error control by the DTF control system is a capstan motor at a tape speed up to several times speed, and a winding-side reel motor at a speed of several tens times speed or more. The switch 3 is provided for switching the target of the DTF control between the capstan motor and the reel motor.

【0078】なお、上記のような数十倍速の場合にはキ
ャプスタンと磁気テープとが離れるためにキャプスタン
モータには必ずしも電力を供給する必要はない。また、
リールモータには録音・再生などのモードに応じた直流
電力が常に供給されているものであるが、この図では複
雑になるのを避けるためにこの直流電力供給回路につい
ては図示を省略してある。
In the case of several tens times speed as described above, since the capstan is separated from the magnetic tape, it is not always necessary to supply power to the capstan motor. Also,
The reel motor is always supplied with DC power according to a mode such as recording / playback, but in this figure, the DC power supply circuit is not shown in order to avoid complication. .

【0079】9aはヘッドシリンダDの磁気テープTの
入口側に移動可能に設けられた入側可動テープピン、1
0aはヘッドシリンダDの磁気テープの入口側で互いに
対向して設けられた2つの入側固定テープピンを一括し
て示すものであり、これら2つの固定テープピン10a
の間隔が入側可動テープピン9aの最大径より若干大き
めになるように、かつ、可動テープピン9aの移動軌跡
が上記2つの入側固定テープピン10aを結んだ線に対
して距離を変化し得るように取り付けられている。
Reference numeral 9a denotes an input side movable tape pin movably provided on the inlet side of the magnetic tape T of the head cylinder D;
Numeral 0a designates collectively two entry-side fixing tape pins provided to face each other on the magnetic tape entrance side of the head cylinder D, and these two fixing tape pins 10a
Is set to be slightly larger than the maximum diameter of the entry-side movable tape pin 9a, and the movement locus of the movable tape pin 9a can change the distance with respect to the line connecting the two entry-side fixed tape pins 10a. Installed.

【0080】同様に10bはヘッドシリンダDの出口側
で互いに対向して移動可能に設けられた2つの出側固定
テープピンであり、それらの間隔が出側可動テープピン
9bの最大径より若干大きめになるように、かつ、上記
2つの出側固定テープピン10bを結んだ線に対して距
離を変化し得るように取り付けられている。
Similarly, reference numeral 10b denotes two exit-side fixed tape pins movably provided to face each other on the exit side of the head cylinder D, and the interval therebetween is slightly larger than the maximum diameter of the exit-side movable tape pin 9b. And the distance between the line connecting the two output-side fixing tape pins 10b can be changed.

【0081】11bは上記出側可動テープピン9bを駆
動するためのアクチュエータ(以下、出側テープアクチ
ュエータ、という)、11aは入側可動テープピン9a
を駆動するためのアクチュエータ(以下、入側テープア
クチュエータ、という)、12aは入側テープアクチュ
エータ11aの回動によって上記可動テープピン9aを
移動させるアーム、12bは出側テープアクチュエータ
11bの回動によって出側可動テープピン9bを移動さ
せるアーム、13bは出側テープアクチュエータ11b
の回動角を検知するポジションセンサ、同様に13aは
入側テープアクチュエータ11aの回動角を検知するポ
ジションセンサ、14は磁気ヘッドHを磁気テープTの
幅方向(図の上下方向)に移動させるためのヘッドアク
チュエータである。
Reference numeral 11b denotes an actuator for driving the output side movable tape pin 9b (hereinafter referred to as an output side tape actuator), and 11a denotes an input side movable tape pin 9a.
(Hereinafter referred to as an entrance tape actuator), 12a is an arm for moving the movable tape pin 9a by rotation of the entrance tape actuator 11a, and 12b is an exit side by rotation of the exit tape actuator 11b. An arm for moving the movable tape pin 9b, 13b is an output tape actuator 11b
A position sensor 13a detects the rotation angle of the entry-side tape actuator 11a, and a position sensor 14 moves the magnetic head H in the width direction of the magnetic tape T (vertical direction in the figure). Head actuator.

【0082】更に図2において、状態推定器15aは入
側テープアクチュエータ11aの入力電圧と変位回転角
度との関係を示す“変位/入力電圧”伝達特性を電気的
に模擬する状態推定器であり、入側テープアクチュエー
タ11aの入力電圧とその(回転)変位角度から入側可
動テープピン9aにかかるテンション力、すなわち、入
側テープアクチュエータ11aにかかる加速度や速度及
び位置を推定するものであり、出側テープアクチュエー
タ11bからの入力を受ける状態推定器15bもこの入
側テープアクチュエータ11aの状態推定器と実質的に
同じ構成と機能を有する。
Further, in FIG. 2, a state estimator 15a is a state estimator that electrically simulates a "displacement / input voltage" transfer characteristic indicating a relationship between an input voltage of the input side tape actuator 11a and a displacement rotation angle. A tension force applied to the input-side movable tape pin 9a, that is, an acceleration, a speed, and a position applied to the input-side tape actuator 11a are estimated from the input voltage of the input-side tape actuator 11a and its (rotational) displacement angle. The state estimator 15b that receives an input from the actuator 11b has substantially the same configuration and function as the state estimator of the entry-side tape actuator 11a.

【0083】DTF回路16は、磁気ヘッドHa(H
b)によって再生された信号の再生エンベロープ信号か
らトラッキングエラー信号を生成し、このトラッキング
エラー信号の高周波成分(図中には“AC”で示した)
によってヘッドアクチュエータ14を、また、その低周
波成分(図中には“DC”として示した)によって出側
テープアクチュエータ11bをそれぞれ駆動することに
よってトラッキングエラーを補正するためのものであ
る。
The DTF circuit 16 has a magnetic head Ha (H
A tracking error signal is generated from a reproduction envelope signal of the signal reproduced in b), and a high-frequency component of the tracking error signal (indicated by “AC” in the figure)
By driving the head actuator 14 and the low-frequency component (shown as "DC" in the figure) of the output tape actuator 11b, a tracking error is corrected.

【0084】テンションサーボ回路17は、上記入側の
状態推定器15aから与えられる入側テープアクチュエ
ータ11aの加速度が一定の基準値になるようにリール
モータ4及び入側テープアクチュエータ11aに制御信
号を出力するテンションサーボ回路である。
The tension servo circuit 17 outputs a control signal to the reel motor 4 and the entry tape actuator 11a so that the acceleration of the entry tape actuator 11a given from the entry state estimator 15a becomes a constant reference value. Tension servo circuit.

【0085】特殊再生用信号発生器18は、リールモー
タ4及び5からのリールモータの回転速度を示すリール
モータ回転周波数発生器からの信号(以下、リールモー
タFG信号、という)を演算することによって、あるい
はキャプスタンモータ6の回転速度を示すキャプスタン
回転周波数発生器からの信号(以下、キャプスタンFG
信号、という)を周波数−電圧変換することによって得
られるテープ速度から両テープアクチュエータ11a,
11bを差動動作させて倍速再生などの特殊再生の際の
トラッキングを制御するために先に説明した三角波形を
出力するものである。
The special reproduction signal generator 18 calculates a signal (hereinafter, referred to as a reel motor FG signal) from a reel motor rotation frequency generator indicating the rotation speed of the reel motor from the reel motors 4 and 5. Or a signal from a capstan rotation frequency generator indicating the rotation speed of the capstan motor 6 (hereinafter, capstan FG)
Signal) is converted from the tape speed obtained by frequency-to-voltage conversion.
The triangular waveform described above is output in order to control the tracking at the time of special reproduction such as double-speed reproduction by making the differential operation of 11b.

【0086】加算器19はDTF回路16からの出側テ
ープアクチュエータ11bの制御信号と上記特殊再生用
信号発生器18からの特殊再生のための三角波形信号と
を加算する加算器、減算器20は基準位置信号と状態推
定器15bからの出側テープアクチュエータ11bの推
定位置信号とを比較して位置エラー信号を出力する減算
器、加算器21は出側テープアクチュエータ11bへの
DTF信号と状態推定器15bからの推定加速度とを加
算する加算器、加減算器22は加算器21の出力に減算
器20からの位置エラー信号を加算するとともに状態推
定器15bからの推定速度を減算する加減算器、加算器
23は入側テープアクチュエータ11aの基準位置信号
を反転した信号に出側テープアクチュエータ11bのD
TF信号と状態推定器15aからの推定位置信号とを加
算する加算器、減算器24はテンションサーボ回路17
からの入側テープアクチュエータ11aへのテンション
制御信号に加算器23からの信号と状態推定器15aか
らの推定速度信号とを減算する減算器である。
The adder 19 adds the control signal of the output tape actuator 11b from the DTF circuit 16 and the triangular waveform signal for special reproduction from the special reproduction signal generator 18, and the subtractor 20 A subtractor, which outputs a position error signal by comparing the reference position signal with the estimated position signal of the output tape actuator 11b from the state estimator 15b, and an adder 21, are a DTF signal to the output tape actuator 11b and a state estimator. The adder / subtracter 22 adds the position error signal from the subtractor 20 to the output of the adder 21 and also subtracts the estimated speed from the state estimator 15b. Reference numeral 23 denotes a signal obtained by inverting the reference position signal of the input side tape actuator 11a and D of the output side tape actuator 11b.
An adder / subtractor 24 for adding the TF signal and the estimated position signal from the state estimator 15a is a tension servo circuit 17
This is a subtractor for subtracting the signal from the adder 23 and the estimated speed signal from the state estimator 15a from the tension control signal to the input side tape actuator 11a from the controller.

【0087】なお、上記減算器23および減算器20に
入力されている基準位置電圧は、例えば0Vなどの固定
電圧であり、次に説明するように、入側および出側のテ
ープアクチュエータ11a,11bがバネ支持でないた
めに基準となる固定位置がないことからその基準位置を
定めるためのものであって、テープテンション制御アー
ム77(図49)を機械的なバネ支持によらずに電気的
に位置制御を行うことによって、いわば電気的に制御ア
ーム77を支持をしているものである。
The reference position voltage input to the subtractor 23 and the subtractor 20 is a fixed voltage such as 0 V, for example. As described below, the input and output tape actuators 11a and 11b are used. Is not spring-supported and therefore has no reference fixed position, so that the reference position is determined, and the tape tension control arm 77 (FIG. 49) is electrically positioned without mechanical spring support. By performing the control, the control arm 77 is electrically supported, so to speak.

【0088】[テープアクチェータの説明]図3は本発
明の実施例に使用しているテープアクチュエータの概略
斜視図である。図4はその断面図、図5はその駆動原理
を説明するための概略図であり、図2のアクチェータ部
に図示されている部分に対応する部分には図2と同一の
符号を付してある。
[Description of Tape Actuator] FIG. 3 is a schematic perspective view of a tape actuator used in the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view of the actuator, and FIG. 5 is a schematic view for explaining the driving principle. Parts corresponding to those shown in the actuator section of FIG. 2 are denoted by the same reference numerals as in FIG. is there.

【0089】このテープアクチュエータはバネ支持のな
いボイスコイル型電磁駆動アクチュエータであって、こ
れはハードディスクドライブ装置のトラッキングアクチ
ュエータであるスイングアームアクチュエータとして実
用化されていると同様なものである。
This tape actuator is a voice coil type electromagnetic drive actuator having no spring support, which is the same as that practically used as a swing arm actuator which is a tracking actuator of a hard disk drive.

【0090】これらの図において、11は前記可動テー
プピン9が設けられたアーム12を回動駆動させるため
の電磁駆動方式によるテープアクチュエータ駆動部であ
り、401は回動軸の延長方向に着磁され、さらに左右
でその着磁方向が逆になっている永久磁石、402は軟
磁性体からなるヨーク、403は上記回転軸を中心とし
て回動する可動コイルである。
In these figures, reference numeral 11 denotes a tape actuator drive unit of an electromagnetic drive system for rotating and driving the arm 12 provided with the movable tape pins 9, and 401 is magnetized in the extension direction of the rotation shaft. Further, permanent magnets whose magnetization directions are reversed on the left and right, 402 is a yoke made of a soft magnetic material, and 403 is a movable coil that rotates around the rotation axis.

【0091】このボイスコイル型電磁駆動アクチュエー
タは図5(b)に明らかなように、可動コイル403の
回動面と垂直な方向に着磁されるとともに可動コイル4
03の回動円周方向に対しては着磁方向が逆に2分割さ
れた永久磁石401とヨーク402によって閉じた磁気
回路が構成されており、この永久磁石401と平行に配
置される可動コイル403の回動面と垂直な方向に高い
磁束密度が得られるようになっている。
As is apparent from FIG. 5B, the voice coil type electromagnetic drive actuator is magnetized in a direction
A magnetic circuit closed by a permanent magnet 401 and a yoke 402 whose magnetization direction is opposite to the rotating circumferential direction of 03 is constituted by a movable coil arranged in parallel to the permanent magnet 401. A high magnetic flux density can be obtained in a direction perpendicular to the rotation surface of the 403.

【0092】この可動コイル403に電流を流すと、図
5(b)にイ,ロで示したこの可動コイル403の側縁
に相当する部分にフレミングの左手の法則によって発生
する力によって回動軸を中心に可動コイル403は回動
する。このような構成のテープアクチュエータの“変位
角/周波数”特性は図6に示すようなものであり、この
図で、縦軸はゲイン及び位相、横軸は周波数を示してい
る。
When an electric current is applied to the movable coil 403, a rotating shaft is applied to a portion corresponding to the side edge of the movable coil 403 shown in FIGS. The movable coil 403 rotates around. The "displacement angle / frequency" characteristic of the tape actuator having such a configuration is as shown in FIG. 6, where the vertical axis indicates gain and phase, and the horizontal axis indicates frequency.

【0093】この図からも明らかなように、このアクチ
ェータは高い周波数域まで機械共振がないので制御性を
極めて良好にすることができるが、機械的な基準位置が
定まらないことから、図2について説明したような、基
準位置を定めるための信号を与えることが必要である。
As is clear from this figure, this actuator has very good controllability because it has no mechanical resonance up to a high frequency range. However, since the mechanical reference position is not determined, FIG. It is necessary to provide a signal for determining the reference position as described.

【0094】なお、上記例ではボイスコイル型電磁駆動
アクチュエータにより可動ピン9を動かす構成を例示し
たが、圧電バイモルフやその他の駆動手段でこの可動ピ
ン9を回動または直線移動させることで所期の動きをさ
せるような構成も適用可能なことはもちろんである。
In the above example, the movable pin 9 is moved by the voice coil type electromagnetic drive actuator. However, the movable pin 9 is rotated or linearly moved by a piezoelectric bimorph or other driving means, and the desired movement is achieved. It is needless to say that a configuration that causes movement is also applicable.

【0095】[アクチェータの変位量測定手段の説明]
図7には、可動テープピン9の変位量(回転角)を求め
るためにテープアクチェータ11のアーム12の変位量
を測定する光学的センサの例が示してある。404はレ
ーザダイオード404aから発生した光をコリメータレ
ンズ404bによって平行光にし、さらに光束径を絞り
によって規制するように構成した発光部、405aはテ
ープアクチュエータ11の回動軸405′を含む面を切
断して鏡面にした反射部、406は光スポットの位置を
検出するリニアポジションセンサで構成された受光部で
ある。なお、この回転軸405′は、図4の軸405の
延長として設けるか、あるいは、外部の軸受によって支
持される回転軸に代えて構成することができる。
[Explanation of Actuator Displacement Measuring Means]
FIG. 7 shows an example of an optical sensor that measures the displacement of the arm 12 of the tape actuator 11 in order to determine the displacement (rotation angle) of the movable tape pin 9. Reference numeral 404 denotes a light emitting unit configured to collimate the light generated from the laser diode 404a by a collimator lens 404b and further restrict the light beam diameter by a stop. Reference numeral 405a cuts a surface including a rotation axis 405 'of the tape actuator 11. Reference numeral 406 denotes a mirrored reflecting portion, and 406 denotes a light receiving portion constituted by a linear position sensor for detecting the position of the light spot. The rotating shaft 405 'can be provided as an extension of the shaft 405 in FIG. 4, or can be configured in place of a rotating shaft supported by an external bearing.

【0096】この図7で示したような光学的センサ40
6は、テープアクチュエータ11の回動範囲が大きい場
合に好適ではあるが高価なため、例えばこの回動範囲が
小さい場合には光源をレーザダイオードより安価なLE
Dにしたり、リニアポジションセンサに代えてより安価
な受光素子を2分割して光束位置がそのいずれにあるか
を検知するようにした2分割検知器を用いることができ
る。
The optical sensor 40 as shown in FIG.
6 is preferable when the rotation range of the tape actuator 11 is large, but is expensive. For example, when the rotation range is small, the light source LE is less expensive than a laser diode.
D, or a two-part detector that detects a light beam position by dividing the light receiving element at a lower cost into two parts instead of the linear position sensor can be used.

【0097】すなわち、上記のようにテープアクチュエ
ータ11の回動範囲が小さい場合には、図8(a)ある
いは(b)に示すように、図3ないし図5に示したボイ
スコイル型電磁駆動アクチュエータの可動コイル403
の回動軸405にこの軸とともに回転するホールセンサ
410を設け、互いに磁化極性が反対な2つの磁化領域
からなる永久磁石411をこのセンサ410と対向する
ように基板に取付けておき、このホールセンサ410の
出力によってテープアクチュエータ11の回動位置を検
知するようにした安価な磁気的手段を用いることができ
る。
That is, when the rotation range of the tape actuator 11 is small as described above, as shown in FIG. 8A or 8B, the voice coil type electromagnetic drive actuator shown in FIGS. Moving coil 403
A Hall sensor 410 that rotates together with this axis is provided on a rotary shaft 405 of the sensor, and a permanent magnet 411 composed of two magnetized regions having opposite magnetization polarities is attached to a substrate so as to face the sensor 410, Inexpensive magnetic means for detecting the rotational position of the tape actuator 11 based on the output of 410 can be used.

【0098】[第1実施例のDTF制御系の説明]図2
に戻ってこの実施例のDTF制御系について説明する。
この実施例では、前記のような回動型のテープアクチェ
ータを用いているために、入側および出側のテープアク
チュエータ11a,11bによってそれぞれ駆動される
入側可動テープピン9aおよび出側可動テープピン9b
の移動経路は直線ではなくて円弧となるので、精度の高
いトラッキングを行うためにはこの非線形誤差をDTF
制御系で吸収しなくてはならない。
[Description of DTF Control System of First Embodiment] FIG.
Returning to the description, the DTF control system of this embodiment will be described.
In this embodiment, since the rotary tape actuator as described above is used, the input side movable tape pin 9a and the output side movable tape pin 9b driven by the input side and output side tape actuators 11a and 11b, respectively.
Is not a straight line but an arc, so to perform highly accurate tracking, this nonlinear error is
It must be absorbed by the control system.

【0099】したがって、従来のDTF制御よりも高精
度・広い周波数帯域かつ広いダイナミックレンジを有す
るフィードバック制御系を使用する必要がある。なお、
もし開ループ的な制御を行うと原理的に非線形誤差が生
じてしまうことからフィードバック制御を行うことが必
要となる。
Therefore, it is necessary to use a feedback control system having higher precision, a wider frequency band, and a wider dynamic range than the conventional DTF control. In addition,
If the open-loop control is performed, a non-linear error occurs in principle, so that it is necessary to perform the feedback control.

【0100】そこでこの実施例では、主にトラッキング
エラーによって発生するトラッキングエラー信号の低周
波成分によるDTF制御を可動範囲が広く低周波域での
ゲインが高くとれる出側テープアクチュエータ11bに
よって行わせる。そして、上記可動テープピン9bの移
動経路が上記のように非直線であることに基づいて生じ
るトラッキングエラー信号の高周波成分によるDTF制
御は、磁気ヘッドを磁気テープ上の記録トラックと垂直
方向に駆動するヘッドアクチュエータ14によって行わ
せるようにしている。
In this embodiment, the DTF control based on the low-frequency component of the tracking error signal mainly caused by the tracking error is performed by the output tape actuator 11b having a wide movable range and a high gain in the low-frequency range. The DTF control based on the high-frequency component of the tracking error signal generated based on the non-linear movement path of the movable tape pin 9b drives the magnetic head in a direction perpendicular to the recording track on the magnetic tape. This is performed by the actuator 14.

【0101】このように、DTF制御を出側テープアク
チュエータとヘッドアクチュエータとの2段結合によっ
て構成し、また直流成分はキャプスタンモータ6あるい
はリールモータ5で応答させるように構成することによ
って、広い動作範囲を有するとともに安定化された高精
度なDTF制御を実現させることができる。
As described above, the DTF control is constituted by the two-stage coupling of the output tape actuator and the head actuator, and the DC component is made to respond by the capstan motor 6 or the reel motor 5, so that a wide range of operation is achieved. A highly accurate DTF control having a range and being stabilized can be realized.

【0102】図9は、図2図示の実施例におけるトラッ
キング制御系を物理量のフローに基づくブロック図とし
て示したものであり、また図10はこれを制御理論の伝
達関数によって表示したものであるので、これらの図を
参照しながらこの実施例のDTF制御系の動作を説明す
る。
FIG. 9 shows the tracking control system in the embodiment shown in FIG. 2 as a block diagram based on the flow of physical quantities, and FIG. 10 shows this by a transfer function of control theory. The operation of the DTF control system of this embodiment will be described with reference to these figures.

【0103】なお、図9および図10中で図2に示した
要素に対応する要素には図2と同一の符号を付してあ
り、また、図10図中のSはラプラス演算子である。ブ
ロック25はヘッドアクチュエータ14を安定にトラッ
キング制御動作させるための補償器であって、その構成
要素の1つであるバンドパスフィルタ25a(図10)
はトラッキングエラー信号の直流成分をカットするとと
もに高域では1次の積分特性を示すバンドパスフィルタ
であり、増幅器25bはトラッキング制御系の制御帯域
を決める増幅器である。
Elements corresponding to those shown in FIG. 2 in FIGS. 9 and 10 are denoted by the same reference numerals as in FIG. 2, and S in FIG. 10 is a Laplace operator. . A block 25 is a compensator for stably performing a tracking control operation of the head actuator 14, and is a band-pass filter 25a (FIG. 10) which is one of its components.
Is a band-pass filter that cuts the DC component of the tracking error signal and exhibits a first-order integration characteristic in a high frequency range. The amplifier 25b is an amplifier that determines the control band of the tracking control system.

【0104】ブロック26は出側テープアクチュエータ
11bをヘッドアクチュエータ14とともに安定してト
ラッキングを共働させるための補償器であって、その伝
達関数の一部に相当する関数26a(図10)は上記ヘ
ッドアクチュエータ14の“変位/電圧”の周波数特性
を電気的に模擬した2次フィルタの伝達関数であり、ま
た26bは増幅器のゲインを示す伝達係数である。
The block 26 is a compensator for stably cooperating the output side tape actuator 11b with the head actuator 14 for tracking. A function 26a (FIG. 10) corresponding to a part of the transfer function is the A transfer function of a secondary filter that electrically simulates the frequency characteristic of "displacement / voltage" of the actuator 14, and 26b is a transfer coefficient indicating the gain of the amplifier.

【0105】ブロック28は2次のローパスフィルタか
らなる補償器であって、そのブロック28a(図10)
はトラッキングエラー信号の低域成分だけを通過させる
ためのローパスフィルタの特性を示す伝達関数、ブロッ
ク28bはゲインを示す伝達関数である。なお、これら
の補償器25,26,27は、図2においてはDTF回
路16中に含まれるものである。
Block 28 is a compensator comprising a second-order low-pass filter, and its block 28a (FIG. 10)
Is a transfer function indicating the characteristics of a low-pass filter for passing only the low-frequency component of the tracking error signal, and block 28b is a transfer function indicating the gain. These compensators 25, 26, and 27 are included in the DTF circuit 16 in FIG.

【0106】ブロック27は磁気テープの長さ方向の変
位に対する記録トラック幅方向の変位比を示す機械特
性、ブロック29はリールモータ5の回転角に対する記
録トラック幅方向の変位比を示す機械特性である。ブロ
ック29はリールモータ5の回転角(またはテープアク
チュエータ11bの変位角)に対する記録トラックの幅
方向の磁気テープの変位量との比を示す伝達関数を示す
ものである。
Block 27 is a mechanical characteristic showing the displacement ratio in the recording track width direction to the displacement in the length direction of the magnetic tape, and block 29 is a mechanical characteristic showing the displacement ratio in the recording track width direction with respect to the rotation angle of the reel motor 5. . Block 29 shows a transfer function indicating the ratio of the rotation angle of the reel motor 5 (or the displacement angle of the tape actuator 11b) to the displacement of the magnetic tape in the width direction of the recording track.

【0107】図9にヘッドアクチュエータ14として示
したブロックはヘッドアクチュエータ14の“駆動電圧
−変位”特性であって、図10ではこれを伝達関数によ
って示してあり、KH τはトルク定数、RH はコイル抵
抗、mH は可動部質量、CH は粘性係数、RH は弾性係
数をそれぞれ表す伝達係数である。
The block shown as the head actuator 14 in FIG. 9 is a "drive voltage-displacement" characteristic of the head actuator 14, which is shown in FIG. 10 by a transfer function, where K H τ is a torque constant, R H Is the coil resistance, m H is the mass of the movable part, C H is the viscosity coefficient, and R H is the transfer coefficient representing the elastic coefficient.

【0108】図9のブロック11bは、アーム12b、
可動テープピン9b(図2)を含む出側テープアクチュ
エータ11bの実際の駆動電圧に対する変位角度(変位
角度/駆動電圧)特性を表すものであって、図10のブ
ロック11bではこの特性を伝達関数で示してあり、5
0はこのテープアクチュエータの“トルク/電圧”特性
を表す伝達関数、51はテープアクチュエータの“変位
角度/トルク”特性を表す伝達関数であって、KT τは
トルク定数、RT はコイル抵抗、JT は回動部の慣性、
T は回動部の粘性係数である。
The block 11b in FIG. 9 includes an arm 12b,
It shows the displacement angle (displacement angle / drive voltage) characteristic of the output tape actuator 11b including the movable tape pin 9b (FIG. 2) with respect to the actual drive voltage. In the block 11b of FIG. 10, this characteristic is shown by a transfer function. And 5
0 is a transfer function representing the “torque / voltage” characteristic of the tape actuator, 51 is a transfer function representing the “displacement angle / torque” characteristic of the tape actuator, K T τ is a torque constant, R T is a coil resistance, J T is the inertia of the rotating part,
C T is the viscosity coefficient of the rotating part.

【0109】減算器20は、出側テープアクチェータ1
1bの基準位置と状態推定器15bからの推定位置とを
比較してこのアクチェータ11bの位置誤差信号を出力
する減算器であり、出側テープアクチュエータ11bと
して前述したバネ支持されていない形式のアクチェータ
を用いていることから、直流成分を図2のキャプスタン
モータ6やリールモータ5に印加するとDTF動作にお
いてこのアクチェータの位置が決まらない系となってし
まうので、出側テープアクチュエータ11b位置と基準
位置とを比較してフィードバックする位置制御系を構成
して電気的にアクチェータの位置を固定するようにした
ものである。
The subtracter 20 is provided at the output tape actuator 1
1b is a subtractor that compares the reference position of the actuator 1b with the estimated position from the state estimator 15b and outputs a position error signal of the actuator 11b. When a direct current component is applied to the capstan motor 6 or the reel motor 5 in FIG. 2, the position of the actuator is not determined in the DTF operation. Are compared to form a position control system which feeds back and electrically fixes the position of the actuator.

【0110】ブロック15bはテープアクチュエータ1
1bの“変位角度/駆動電圧”の周波数特性及び動特性
を電気的に模擬する現代制御理論による同一次元オブザ
ーバで構成される状態推定器であって、後に詳細に説明
する。
Block 15b is the tape actuator 1.
1b is a state estimator composed of the same-dimensional observer based on modern control theory that electrically simulates the frequency characteristics and dynamic characteristics of “displacement angle / drive voltage”, which will be described in detail later.

【0111】図10において、ブロック32は出側テー
プアクチュエータ11bの位置制御系のループゲインを
示す伝達関数、ブロック33は状態推定器15bからの
推定加速度をフィードフォワードするループゲインを示
す伝達関数、ブロック34は状態推定器15bからの推
定速度をフィードバックするループゲインを示す伝達関
数、加減算器19,21,221,222 はそれぞれ加減
算を表す伝達ブロックである。
In FIG. 10, a block 32 is a transfer function indicating a loop gain of the position control system of the output side tape actuator 11b, a block 33 is a transfer function indicating a loop gain for feeding forward the estimated acceleration from the state estimator 15b, and a block. Reference numeral 34 denotes a transfer function indicating a loop gain for feeding back the estimated speed from the state estimator 15b, and addition / subtraction units 19 , 21 , 22, 1, and 22 2 are transmission blocks each representing addition / subtraction.

【0112】ブロック5は、リールモータ5あるいはキ
ャプスタンモータ6の入力電圧に対する変位角度の特性
を示す伝達関数であり、ここで、KC τはトルク定数、
C はコイル抵抗、JC は回転部の慣性である。加算器
31は、ヘッドアクチェータ14,出側テープアクチェ
ータ11bおよびリールモータ5(あるいはキャプスタ
ンモータ6)によって定められる磁気テープの長さ方向
の位置を得るためのものである。
Block 5 is a transfer function showing the characteristic of the displacement angle with respect to the input voltage of the reel motor 5 or the capstan motor 6, where K C τ is a torque constant,
R C is the coil resistance, and J C is the inertia of the rotating part. The adder 31 is for obtaining a position in the length direction of the magnetic tape determined by the head actuator 14, the output tape actuator 11b, and the reel motor 5 (or the capstan motor 6).

【0113】減算器30は、磁気テープ上のトラッキン
グをとろうとするトラックの位置に相当する目標トラッ
ク位置と上記加算器31からのトラッキング位置との差
を得るための減算を概念的に示したものであるが、実際
にはこの減算器30の出力に相当する誤差を示す値をト
ラッキングエラー信号として得ることができる。
The subtractor 30 conceptually shows a subtraction for obtaining a difference between the target track position corresponding to the position of the track on the magnetic tape to be tracked and the tracking position from the adder 31. However, in practice, a value indicating an error corresponding to the output of the subtracter 30 can be obtained as a tracking error signal.

【0114】上記のような要素により構成され、トラッ
キングエラー信号の低周波成分によるDTF制御を出側
テープアクチュエータ11bによって行わせるとともに
可動テープピン9bの移動経路が非直線であることに基
づくトラッキングエラー信号の高周波成分によるDTF
制御をヘッドアクチュエータ14によって行わせるよう
にした2段結合系において、出側テープアクチュエータ
11bとヘッドアクチェータ14との2つのアクチュエ
ータに対する各々の制御ループのゲインが等しくなる周
波数である結合周波数は、例えば7.5Hzであるサイ
クル周波数Fs付近にとることが望ましい。
The DTF control based on the low-frequency component of the tracking error signal is performed by the output tape actuator 11b, and the tracking error signal is generated based on the fact that the moving path of the movable tape pin 9b is non-linear. DTF by high frequency component
In the two-stage coupling system in which the control is performed by the head actuator 14, the coupling frequency at which the gain of each control loop for the two actuators of the output tape actuator 11b and the head actuator 14 becomes equal is, for example, 7 It is desirable to take the frequency around the cycle frequency Fs of 0.5 Hz.

【0115】これは、広いトラッキング動作範囲が必要
な5倍速再生のような高速特殊再生時における非線形誤
差を含んだトラッキングエラー信号の基本周波数はテー
プアクチュエータ11の駆動パターン信号であるサイク
ル周波数Fsとなるので、このサイクル周波数以下の周
波数となる大振幅なエラーはこのテープアクチュエータ
11自体を制御して補正するのが合理的であることによ
るものである。
The basic frequency of the tracking error signal including a non-linear error during high-speed special reproduction such as 5 × speed reproduction requiring a wide tracking operation range is the cycle frequency Fs which is the drive pattern signal of the tape actuator 11. Therefore, the large-amplitude error having a frequency equal to or lower than the cycle frequency is due to the fact that it is reasonable to control and correct the tape actuator 11 itself.

【0116】逆に、このように結合周波数をサイクル周
波数Fs付近にとれば、トラッキングエラーの高域成分
は主に高い周波数成分の信号に対する追従能力の高いヘ
ッドアクチュエータ14に、また、低域成分は主に低域
トルクが大きく低域追従能力の高いテープアクチュエー
タ11に、それぞれ分担させる2段結合系を構成するこ
とができる。
Conversely, if the coupling frequency is set near the cycle frequency Fs, the high frequency component of the tracking error is mainly transmitted to the head actuator 14 having high ability to follow a signal of a high frequency component, and the low frequency component is reduced to the low frequency component. It is possible to configure a two-stage coupling system in which the tape actuator 11 having a large low-frequency torque and a high low-frequency tracking capability is mainly shared.

【0117】このような2段結合系は、1つの制御目標
に対してテープアクチェータおよびヘッドアクチェータ
の2つのアクチュエータが同時に追従し、目標追従のた
めの制御能力が2つに周波数帯域に分割された構成にな
るので、結合周波数において各々のアクチュエータ制御
系の位相差が180度であると全体のゲインが−∞dB
となる(反共振という)問題があるので、この実施例に
おいては、テープアクチュエータに対して現代制御理論
の同一次元オブザーバで構成された状態推定器15bに
よってアクチュエータ11の速度を推定して高いゲイン
34でフィードバックすることによって、テープアクチ
ュエータ11の“変位/電圧”周波数特性の低域特性を
安定な一次形に改善して全体の系の安定化を図ってい
る。
In such a two-stage coupling system, the two actuators of the tape actuator and the head actuator simultaneously follow one control target, and the control capability for following the target is divided into two frequency bands. Therefore, if the phase difference between the actuator control systems at the coupling frequency is 180 degrees, the total gain becomes −∞dB.
Therefore, in this embodiment, the speed of the actuator 11 is estimated by the state estimator 15b composed of the same dimension observer of the modern control theory for the tape actuator, and the high gain 34 is obtained. As a result, the low frequency characteristic of the "displacement / voltage" frequency characteristic of the tape actuator 11 is improved to a stable primary form, thereby stabilizing the entire system.

【0118】加えて、出側テープアクチュエータ11b
にかかる外乱力すなわちテンショントルクによる位置変
動を極力さけるため、上記状態推定器15bによって推
定した外乱トルクをフィードフォワードする構成にし
て、テープテンションにかかわらず常に安定に動作する
ように構成してある。
In addition, the outlet tape actuator 11b
The disturbance torque estimated by the state estimator 15b is fed forward in order to minimize the position fluctuation due to the disturbance force, that is, the tension torque, which is applied so that the operation is always performed stably regardless of the tape tension.

【0119】[状態推定器の説明]そこで本発明の1つ
の特徴的な構成要素である上記の状態推定器15bにつ
いて図10を参照しながら説明する。
[Description of State Estimator] The state estimator 15b, which is one of the characteristic components of the present invention, will be described with reference to FIG.

【0120】この状態推定器15bは、出側テープアク
チュエータ11bの伝達特性及び動特性を電気的な等価
回路として模擬するものであり、このテープアクチュエ
ータ11bの加速度、速度、位置、外乱力等を高精度か
つ広い周波数帯域に汎って推定することができる。な
お、後述するテンション制御などのために入側テープア
クチェータ11aを制御する状態推定器15a(図2)
も、この状態推定器15bと同様な構成と機能を有する
ものである。
The state estimator 15b simulates the transfer characteristics and dynamic characteristics of the output tape actuator 11b as an electric equivalent circuit, and increases the acceleration, speed, position, disturbance force, etc. of the tape actuator 11b. The estimation can be performed accurately and over a wide frequency band. A state estimator 15a (FIG. 2) for controlling the entry-side tape actuator 11a for a tension control described later.
Has the same configuration and function as the state estimator 15b.

【0121】図10において、100は上記出側テープ
アクチェータ11bの実際の“トルク/駆動電圧”特性
を表す伝達関数50を電気的に模擬した伝達関数、10
1は伝達関数103と共に制御理論の等価変換により上
記テープアクチェータ11bの実際の“トルク/駆動電
圧”特性を表す伝達関数51を電気的に模擬した伝達関
数である。
In FIG. 10, reference numeral 100 denotes a transfer function which electrically simulates a transfer function 50 representing the actual "torque / drive voltage" characteristic of the output tape actuator 11b.
Reference numeral 1 denotes a transfer function that electrically simulates the transfer function 51 representing the actual "torque / drive voltage" characteristic of the tape actuator 11b by the equivalent conversion of the control theory together with the transfer function 103.

【0122】ブロック105及び106は、上記テープ
アクチュエータ11bの特性を電気的に模擬した上記伝
達関数100,101,103から得られた動特性を実
際の出側テープアクチュエータ11bの特性と一致させ
るために、出側テープアクチェータを表すブロック11
bの出力dに相当するポジションセンサ13b(図2)
からの基準位置信号と伝達関数100,101,103
による出力との差が“0”に収束するようにフィードバ
ックされるオブザーバのフィードバックゲインを示す伝
達関数であり、102,104,107は減算器であ
る。
Blocks 105 and 106 are used to match the dynamic characteristics obtained from the transfer functions 100, 101, and 103 that electrically simulate the characteristics of the tape actuator 11b with the actual characteristics of the output tape actuator 11b. , Block 11 representing the outgoing tape actuator
Position sensor 13b corresponding to output d of b (FIG. 2)
Reference signals and transfer functions 100, 101, 103
Is a transfer function indicating the feedback gain of the observer that is fed back so that the difference from the output of the observer converges to "0", and 102, 104 and 107 are subtractors.

【0123】この状態推定器の原理を説明すると、上記
状態推定器15bにおける各要素の伝達関数は図10の
ブロック中に示した値となっており、出側テープアクチ
ュエータ11bに実際に入力した駆動電圧をコイル抵抗
R、力定数Kを模擬したブロック100に入力として与
えると、このブロック100の出力b′は出側テープア
クチュエータ11bの駆動力bを推定した値となってい
る。
To explain the principle of this state estimator, the transfer function of each element in the state estimator 15b has the value shown in the block of FIG. 10, and the drive function actually input to the output tape actuator 11b. When a voltage is given as an input to the block 100 simulating the coil resistance R and the force constant K, the output b 'of the block 100 is a value obtained by estimating the driving force b of the output tape actuator 11b.

【0124】ブロック101及び103の値をまとめる
と (1/J′S)・(1/S)=1/(J′S2 ) …(3) となるから、伝達関数101及び103は出側テープア
クチュエータ11bの機械特性伝達関数51を電気的に
模擬しており、このブロック101の入力として上記伝
達関数100の出力であるb′を入力すればブロック1
03の出力d′は出側テープアクチュエータ11bの回
転角dを推定した値となるはずである。
When the values of the blocks 101 and 103 are put together, (1 / J ′S) · (1 / S) = 1 / (J ′S 2 ) (3) The mechanical characteristic transfer function 51 of the tape actuator 11b is electrically simulated. If b 'which is the output of the transfer function 100 is input as the input of the block 101, the block 1
The output d 'of 03 should be a value obtained by estimating the rotation angle d of the output side tape actuator 11b.

【0125】しかしながら、上記伝達関数101及び1
03は内部にそれぞれ積分器をもっており、周波数特性
上では出側テープアクチュエータ11bの伝達関数51
の特性と同じであっても、その動特性は上記積分器の初
期値の違い等によって同じにならない。
However, the transfer functions 101 and 1
Numeral 03 has an integrator inside, and in terms of frequency characteristics, the transfer function 51 of the output tape actuator 11b.
However, the dynamic characteristics are not the same due to a difference in the initial value of the integrator or the like.

【0126】そこで、この実施例では、図示しないポジ
ションセンサで検出した実際の出側テープアクチュエー
タ11bの変位量dと状態推定器15bによる推定値
d′との差eをゲインF1 及びF2 でフィードバックし
て、周波数特性のみならず、動特性も実際のテープアク
チュエータの回転と一致するように構成してある。
[0126] Therefore, in this embodiment, the difference e between the estimated value d 'by the displacement amount d and state estimator 15b of the actual exit side tape actuator 11b detected by the position sensor (not shown) with a gain F 1 and F 2 Feedback is provided so that not only the frequency characteristics but also the dynamic characteristics coincide with the actual rotation of the tape actuator.

【0127】以上述べた状態推定器15bの構成は、現
代制御理論の同一次元オブザーバの構成としてよく知ら
れており、この実施例で、テープアクチュエータ11b
の電気的モデルである状態推定器15bにおける積分器
(ラプラス変換における1/S)を含む伝達関数101
と103の手前にそれぞれF1,2 のゲインを含む2つ
のループでフィードバックしているのは、オブザーバの
収束性を自由に決定するためである。
The configuration of the state estimator 15b described above is well known as the configuration of the same-dimensional observer in modern control theory. In this embodiment, the tape actuator 11b
Transfer function 101 including an integrator (1 / S in Laplace transform) in state estimator 15b, which is an electrical model of
When the are you feedback two loop including the gain of the F 1, F 2 respectively in front of the 103 is to determine freely the convergence of the observer.

【0128】一般的に、制御対象の駆動電圧と変位を入
力とする同一次元オブザーバはその対象内部での推定速
度を取り出すために使用されるが、この同一次元オブザ
ーバは、制御対象と動特性及び静特性(周波数特性)が
一致した状態において、オブザーバフィードバックゲイ
ンF1,2 を制御対象の極に比べてオブザーバの極が十
分大きく(負の実数の値が大きく)なるようにハイゲイ
ン(F1,2 の値を大きく)にすると、テンションを推
定でき、動特性が一致しているため制御対象の変位出力
d′と実際の変位量dについて d′≒d …(4) が成立する。
Generally, the same-dimensional observer that receives the drive voltage and displacement of the controlled object as inputs is used to extract the estimated speed inside the controlled object. In a state where the static characteristics (frequency characteristics) match, the high gain (F 1 ) is set so that the observer feedback gains F 1 and F 2 are sufficiently large (negative real numbers are large) compared to the poles to be controlled. , when the increase) the value of F 2, can be estimated tension, 'the actual displacement amount d and d' displacement output d of the controlled object for dynamic characteristics are consistent ≒ d ... (4) is satisfied.

【0129】また、伝達関数及びそのモデル100には
積分器が含まれていないために、駆動力 b′≒b …(5) が成立しており、制御対象と、オブザーバ内モデルの動
特性が一致している事から、変位のみならず、速度及び
加速度も一致している。このことから、加速度をJT
した値であるテープアクチュエータ11のアームにかか
る力についても c′≒c …(6) が成立する。
Further, since the transfer function and its model 100 do not include an integrator, the driving force b ′ ≒ b (5) holds, and the dynamic characteristics of the controlled object and the model in the observer are reduced. Since they match, not only the displacement but also the speed and the acceleration match. Accordingly, c ′ ≒ c (6) holds for the force applied to the arm of the tape actuator 11 which is a value obtained by multiplying the acceleration by J T.

【0130】もともとのテープアクチュエータ11bに
おいては、 “駆動力b”+“テンションによるトルクa” =“テープアクチュエータ機構部に加わるトルクc” …(7) が成立しているため、式(4)〜式(7)より b′+a=c′ となり b′−c′=a′ …(8) すなわち a′=a …(9) となる。
In the original tape actuator 11b, "drive force b" + "torque a due to tension" = "torque c applied to the tape actuator mechanism" (7). From equation (7), b '+ a = c', and b'-c '= a' (8), that is, a '= a (9).

【0131】このことは、オブザーバ内の信号経路a′
はテンションによる外乱トルクを表している事になり、
これを取り出す事によりテンションによる外乱トルクを
検出することができる。以上述べたように、この状態推
定器15を用いることによって、テープアクチュエータ
11の位置、速度、加速度および外乱を高精度広帯域に
検出することができる。
This means that the signal path a 'in the observer
Represents the disturbance torque due to the tension,
By taking this out, the disturbance torque due to the tension can be detected. As described above, by using the state estimator 15, the position, speed, acceleration, and disturbance of the tape actuator 11 can be detected in a wide band with high accuracy.

【0132】[第1実施例のDTF制御に関する動作の
説明]次に上記のような状態推定器を用いて構成してい
る第1実施例におけるDTF制御系の動作についてこの
図10を参照しながら説明する。図10の左上に示され
た減算器30の出力に相当するトラッキングエラー信号
は、例えば磁気ヘッドによって再生された信号のエンベ
ロープからパイロット方式等の前述した公知の方法によ
って得られる。
[Explanation of DTF Control Operation of First Embodiment] Next, the operation of the DTF control system in the first embodiment constructed using the above state estimator will be described with reference to FIG. explain. The tracking error signal corresponding to the output of the subtractor 30 shown in the upper left of FIG. 10 is obtained from the envelope of the signal reproduced by the magnetic head by the above-described known method such as the pilot method.

【0133】このトラッキングエラー信号は、補償器2
8のカットオフ周波数が数Hzのローパスフィルタ28
aを経て、後述する出側テープアクチュエータ11bを
含む第3の制御ループと数Hzの周波数でゲインが等し
くなるように選ばれたゲインを有する増幅器28bにて
増幅された後、図示しないドライブアンプによって、テ
ープの走行速度に応じてリールモータ5もしくはキャプ
スタンモータ6を駆動し、リール径やトラック傾斜角な
どにより定まる機械特性29を介して磁気テープを長手
方向に移動させることによってトラッキングエラーの直
流成分を含む低域のエラーを補正する。
This tracking error signal is supplied to the compensator 2
8 has a cut-off frequency of several Hz.
a, the signal is amplified by a third control loop including an output tape actuator 11b described later and an amplifier 28b having a gain selected so that the gain becomes equal at a frequency of several Hz. The DC component of the tracking error is generated by driving the reel motor 5 or the capstan motor 6 according to the running speed of the tape, and moving the magnetic tape in the longitudinal direction through the mechanical characteristics 29 determined by the reel diameter and the track tilt angle. To correct low-frequency errors including

【0134】この第1の制御ループは、トラッキングエ
ラーに基づくトラッキングエラー信号によってこのトラ
ッキングエラーがなくなるように動作していることから
明らかなように、この制御ループは閉じたループを構成
している。
As apparent from the fact that the first control loop operates so that the tracking error is eliminated by the tracking error signal based on the tracking error, the first control loop forms a closed loop.

【0135】また、上記トラッキングエラー信号は、補
償器25の例えば1次のハイパスフィルタとローパスフ
ィルタとで構成される中心周波数が0.数Hzといった
バンドパスフィルタ25aによって位相補償されて増幅
器25bにて所定のゲインに増幅された後、ヘッドアク
チュエータ14の図示しないドライブアンプに供給され
てこのヘッドアクチュエータ14をドライブし、磁気ヘ
ッドHをトラック幅方向に移動させる。したがって、こ
の第2の制御ループも、上記の第1の制御ループと同様
に閉じたループを構成している。
The above tracking error signal has a compensator 25 having a center frequency of 0. 1 composed of a primary high-pass filter and a low-pass filter, for example. After being phase-compensated by a band-pass filter 25a of a few Hz and amplified to a predetermined gain by an amplifier 25b, it is supplied to a drive amplifier (not shown) of the head actuator 14 to drive the head actuator 14 so that the magnetic head H is tracked. Move in the width direction. Therefore, the second control loop also forms a closed loop similarly to the first control loop.

【0136】また、補償器25の上記増幅器25bの出
力は、上記第2の制御ループとこの第3の制御ループと
が安定に結合するように、例えば制御系の極がすべて左
半面に配置されるように定められた位相進み遅れフィル
タで構成される補償器26aを介して、前述の第2のル
ープのゲインとある周波数でゲインが一致するように増
幅器26bによって増幅された後、特殊再生信号加算器
19、速度ダンピング信号減算器22、外乱除去信号加
算器21などを介して出側テープアクチュエータ11b
の図示しないドライブアンプに供給されて出側テープア
クチュエータ11bを駆動し、機械特性27を介して磁
気テープTを長手方向に移動させることによってトラッ
キングエラーを補正する。
The output of the amplifier 25b of the compensator 25 is provided, for example, with all the poles of the control system arranged on the left half surface so that the second control loop and the third control loop are stably coupled. After being amplified by an amplifier 26b via a compensator 26a composed of a phase lead / lag filter determined as described above so that the gain of the second loop matches a gain at a certain frequency, the special reproduction signal Outgoing tape actuator 11b via adder 19, speed damping signal subtractor 22, disturbance rejection signal adder 21, etc.
And drives the output tape actuator 11b to move the magnetic tape T in the longitudinal direction via the mechanical characteristics 27, thereby correcting a tracking error.

【0137】したがって、この第3の制御ループも、上
記の第1の制御ループ、第2の制御ループと同様に閉じ
ている。この実施例では以上述べたような3つの互いに
電気的に結合されたDTF制御ループによって、高精度
・広帯域かつ広いダイナミックレジンを有するDTF制
御が実現されており、そのオープンループ特性を図11
に示した。
Therefore, the third control loop is also closed similarly to the first control loop and the second control loop. In this embodiment, DTF control having high accuracy, a wide band, and a wide dynamic resin is realized by the three DTF control loops electrically connected to each other as described above.
It was shown to.

【0138】[第1実施例におけるテンション制御系の
説明]しかしながら、この実施例においては、トラッキ
ングエラーの低域成分を出側テープアクチュエータ11
bにフィードバックして磁気テープをその長さ方向にダ
イナミックに移動させてDTF制御を行っているため、
原理的に磁気テープのテンションにも変動が生じる。
[Explanation of Tension Control System in First Embodiment] However, in this embodiment, the low frequency component of the tracking error is reduced by the output tape actuator 11.
b, the DTF control is performed by dynamically moving the magnetic tape in its length direction.
In principle, the tension of the magnetic tape also varies.

【0139】そこで本発明の実施例においては、図2に
も示されているように、出側テープアクチュエータ11
bのドライブ電圧を入側テープアクチュエータ11aの
位置制御ループの基準位置信号に加えることによって、
例えば通常再生モードや高速特殊再生モードなどのいか
なる動作モードにおいても2つのテープアクチュエータ
11a,bが互いに差動動作して回転ヘッド部分でのテ
ンションの変動が生じないように構成している。
Accordingly, in the embodiment of the present invention, as shown in FIG.
By adding the drive voltage of b to the reference position signal of the position control loop of the input side tape actuator 11a,
For example, in any operation mode such as the normal reproduction mode and the high-speed special reproduction mode, the two tape actuators 11a and 11b are configured to operate differentially with each other so that the tension in the rotary head portion does not fluctuate.

【0140】しかしながら、これら2つのテープアクチ
ュエータ11の電気−機械特性や磁気テープの走行路に
よる機械的抵抗などが完全に等しい場合には、これら2
つのテープアクチュエータ11a,bに等しい電圧を加
えることによって上記のテンションの変動を完全に抑え
ることができるにしても、実際は種々の電気的・機械的
なバラツキによって2つのテープアクチュエータに等し
い電圧を加えたとしても全く同じように動作させること
は不可能である。
However, if the electrical-mechanical characteristics of these two tape actuators 11 and the mechanical resistance due to the running path of the magnetic tape are completely the same, these two
Even if the above-mentioned variation in tension can be completely suppressed by applying an equal voltage to the two tape actuators 11a and 11b, actually, an equal voltage is applied to the two tape actuators due to various electrical and mechanical variations. It is impossible to operate in exactly the same way.

【0141】したがって、上記のように出側テープアク
チュエータ11bのドライブ電圧を入側テープアクチュ
エータ11aの位置制御ループの基準位置信号に加えて
もテンション変動が生じるので、この実施例ではクロー
ズドループによるテンション制御方式によって上記テン
ション変動を補正してどのようなモードの場合でも最適
なテンションを維持するように制御している。
Therefore, even if the drive voltage of the output tape actuator 11b is added to the reference position signal of the position control loop of the input tape actuator 11a as described above, a tension variation occurs. In this embodiment, the tension control by the closed loop is performed. The system is controlled so as to maintain the optimum tension in any mode by correcting the above-mentioned tension fluctuation by the method.

【0142】図12は、このテンション制御系を示すブ
ロック図であり、図13はこのテンション制御系を制御
理論の伝達関数で表示したものであるので、これらの図
を参照しながら説明する。なお、図12および図13中
で図2に示した要素に対応する要素には図2と同一の符
号を付してあり、また、図13図中のSはラプラス演算
子である。
FIG. 12 is a block diagram showing this tension control system. FIG. 13 shows this tension control system in terms of the transfer function of control theory, and will be described with reference to these figures. Elements corresponding to the elements shown in FIG. 2 in FIGS. 12 and 13 are denoted by the same reference numerals as in FIG. 2, and S in FIG. 13 is a Laplace operator.

【0143】図12において、ブロック50は入側テー
プアクチュエータ11の“発生トルク/入力電圧”の周
波数特性を示す電気特性、ブロック51は入側テープア
クチュエータ11aの“変位角度/供給トルク”特性を
示す機械特性であり、出側テープアクチュエータ11b
と同一の特性である。
In FIG. 12, a block 50 shows electrical characteristics indicating the frequency characteristics of "generated torque / input voltage" of the input tape actuator 11, and a block 51 shows "displacement angle / supply torque" characteristics of the input tape actuator 11a. It is a mechanical characteristic, and the outlet tape actuator 11b
It has the same characteristics as.

【0144】ブロック52はテープの長さ方向の“応力
/歪”特性を示すテープ剛性、ブロック53は走行パス
機械特性であって、固定テープピン10aと入側可動テ
ープピン9aとの幾何学的位置、磁気テープTと上記入
側可動テープピン9aとの力の釣り合い、および、可動
テープピン9aとテープアクチュエータ駆動部11a回
動軸との幾何学的位置関係などの諸特性によって定まる
ものである。
A block 52 is a tape rigidity exhibiting a "stress / strain" characteristic in the length direction of the tape, and a block 53 is a mechanical characteristic of a traveling path, and includes a geometrical position between the fixed tape pin 10a and the entrance movable tape pin 9a. It is determined by various characteristics such as the balance of the force between the magnetic tape T and the entry-side movable tape pin 9a and the geometrical positional relationship between the movable tape pin 9a and the rotation axis of the tape actuator driving unit 11a.

【0145】ブロック15aは入側テープアクチュエー
タ11aに入力される駆動電圧もしくは駆動電流とポジ
ションセンサ13aからの検出変位量によりテープの加
速度や速度等を電気的に推定する状態推定器、ブロック
55及び56はテンション推定器15aからの推定テン
ション値と基準テンション値との差出力、すなわち外乱
テンション量をループが安定になるように入側テープア
クチュエータ11a及び供給リールモータ4にフィード
バックするための補償器、テープ剛性52’はリールモ
ータ4の回転角度変化が及ぼすテープテンション変動特
性を示すテープ剛性、減算器54は上記状態推定器15
aからの推定テンション値と基準テンション値との差を
とる減算器である。
The block 15a is a state estimator for electrically estimating the acceleration and speed of the tape based on the drive voltage or drive current input to the input side tape actuator 11a and the amount of displacement detected from the position sensor 13a, and blocks 55 and 56. Is a compensator for feeding back the difference output between the estimated tension value from the tension estimator 15a and the reference tension value, that is, the amount of disturbance tension to the input side tape actuator 11a and the supply reel motor 4 so that the loop is stabilized; The rigidity 52 ′ is a tape rigidity indicating a tape tension variation characteristic caused by a change in the rotation angle of the reel motor 4, and the subtracter 54 is the state estimator 15.
This is a subtractor that takes the difference between the estimated tension value from a and the reference tension value.

【0146】加算器57,58および減算器59はトル
クの物理的な力のつりあいを示す加減算ブロックであ
り、加減算器24は状態推定器15aからの推定速度や
位置誤差を加速度制御ループに減算及び加算するための
ものである。
The adders 57 and 58 and the subtractor 59 are addition / subtraction blocks indicating the balance of the physical force of the torque. The addition / subtraction unit 24 subtracts the estimated speed and position error from the state estimator 15a into the acceleration control loop. It is for adding.

【0147】入側テープアクチュエータ11aの回転角
度変化によって検出される磁気テープのテンション値変
動とリールモータ回転角度の変化によるテンション変動
とを合計したものにテンション外乱(テープが受ける軸
及びヘッドシリンダからの動摩擦や、テープの摩擦係数
変動によって発生するもの、及び外部からのテープ長さ
方向の外乱力)を加えたものが磁気テープの走行系のテ
ンションの合計となり、これによって入側テープアクチ
ュエータ11aを変位させる。
The sum of the change in the tension value of the magnetic tape detected by the change in the rotation angle of the input side tape actuator 11a and the change in the tension due to the change in the rotation angle of the reel motor is added to the tension disturbance (from the shaft received by the tape and from the head cylinder). The sum of the kinetic friction, the frictional coefficient generated by the tape, and the external disturbance force in the tape length direction is the total tension of the magnetic tape running system, thereby displacing the entry-side tape actuator 11a. Let it.

【0148】このテンション制御系を制御理論の伝達関
数で表示した図13において、TGはテンション外乱を
示すものであり、ブロック11aは入側テープアクチュ
エータ11aの実際の“変位角度/入力電圧”特性を伝
達関数で示したものであり、その特性は図10の11b
と同じである。
In FIG. 13 showing this tension control system as a transfer function of control theory, TG indicates a tension disturbance, and block 11a indicates the actual “displacement angle / input voltage” characteristic of the input side tape actuator 11a. It is shown by the transfer function, and its characteristic is 11b in FIG.
Is the same as

【0149】ブロック52は入側テープアクチュエータ
11aの回動角度変化に対するテープテンション変動の
伝達特性を示す伝達関数、ブロック53はテープテンシ
ョンが入側テープアクチュエータ11aに与えるトルク
の伝達特性を示す伝達関数である。
A block 52 is a transfer function indicating a transfer characteristic of a change in the tape tension with respect to a change in the rotation angle of the input tape actuator 11a, and a block 53 is a transfer function indicating a transfer characteristic of a torque applied to the input tape actuator 11a by the tape tension. is there.

【0150】ブロック15aは図10に図示し先にDT
F制御系に関して説明した状態推定器15bと同じ構成
の状態推定器であり、テープアクチュエータ11aの位
置、速度、加速度、外乱トルクを高精度広帯域に推定す
るものであり、その詳細は既に述べたのでここでは省略
するが、ブロック108は上記テープテンションが入側
テープアクチュエータ11aに与えるトルクの伝達特性
を示す伝達関数53の逆特性を示す伝達関数である。
The block 15a is shown in FIG.
This is a state estimator having the same configuration as the state estimator 15b described with respect to the F control system, and estimates the position, speed, acceleration, and disturbance torque of the tape actuator 11a in a high-precision wide band. Although omitted here, a block 108 is a transfer function indicating the inverse characteristic of the transfer function 53 indicating the transfer characteristic of the torque applied to the input side tape actuator 11a by the tape tension.

【0151】ブロック55aはテンション制御系におけ
る制御帯域内の比較的高い周波数成分を入側テープアク
チュエータ11aにフィードバックするための補償器5
5の一部であるバンドパスフィルタを示す伝達関数、ブ
ロック55bは入側テープアクチュエータ11aに対す
るフィードバックループのループゲインを定めるための
アンプゲインを示す伝達関数である。
A block 55a is a compensator 5 for feeding back a relatively high frequency component in the control band in the tension control system to the input side tape actuator 11a.
A transfer function indicating a band-pass filter which is a part of 5, and a block 55b is a transfer function indicating an amplifier gain for determining a loop gain of a feedback loop for the input side tape actuator 11a.

【0152】ブロック56aは上記テンション制御系に
おける制御帯域内の比較的低い周波数成分を供給リール
モータ4にフィードバックするための補償回路56の一
部である2次のローパスフィルタを示す伝達関数、ブロ
ック56bはリールモータ4に対するフィードバックル
ープのループゲインを定めるためのアンプゲインを示す
伝達関数ある。ブロック4は、リールモータ4のコイル
抵抗RL とトルク定数KL τと回転部の慣性JL とを含
む伝達関数である。
A block 56a is a transfer function showing a secondary low-pass filter which is a part of the compensation circuit 56 for feeding back a relatively low frequency component within the control band in the tension control system to the supply reel motor 4, and a block 56b. Is a transfer function indicating an amplifier gain for determining a loop gain of a feedback loop for the reel motor 4. The block 4 is a transfer function including the coil resistance RL of the reel motor 4, the torque constant K L τ, and the inertia J L of the rotating part.

【0153】加減算器23は状態推定器15aからの推
定位置信号と基準位置信号とを比較し、また、出側テー
プアクチュエータ11bの駆動電圧を加算する演算ブロ
ックであり、ブロック61はこの演算ブロック23から
の位置誤差信号をフィードバックするループゲインを示
す伝達関数、ブロック60は状態推定器15aからの推
定速度をフィードバックするループのゲインを示す伝達
関数、加減算器24はテンション制御ループに位置制御
ループ及び速度制御ループ信号を加算及び減算する演算
ブロックである。
The adder / subtractor 23 is an operation block for comparing the estimated position signal from the state estimator 15a with the reference position signal and for adding the drive voltage of the output tape actuator 11b. , A transfer function indicating the gain of a loop that feeds back the estimated speed from the state estimator 15a, and the adder / subtractor 24 includes a position control loop and a speed as a tension control loop. This is an operation block for adding and subtracting a control loop signal.

【0154】先に従来例として説明した図49図示の従
来のテンション制御系においては、バネ78の力と磁気
テープのテンションとでテンション制御アーム77がつ
り合って停止したときのテンション制御アーム77の変
位量がテンションに相当するものとして、この変位量を
テープテンション信号としてリールモータ4にフィード
バックしている。
In the conventional tension control system shown in FIG. 49 described above as a conventional example, the tension control arm 77 is stopped when the tension control arm 77 is stopped by the balance of the force of the spring 78 and the tension of the magnetic tape. Assuming that the displacement amount corresponds to the tension, the displacement amount is fed back to the reel motor 4 as a tape tension signal.

【0155】しかしながら、バネ支持されたテンション
制御アーム77の変位がテンションに比例するのはバネ
支持されたテンション制御アーム77の変動周波数がバ
ネ共振周波数より低い場合であって、テンションの変動
の周波数がバネの共振周波数を越えるとテンション制御
アーム77に加わるテンション変動とテンション制御ア
ーム77の位置変動の位相がずれてくる。実際にはバネ
共振周波数において90度、さらに高い周波数では18
0度ずれる。
However, the displacement of the spring-supported tension control arm 77 is proportional to the tension when the fluctuation frequency of the spring-supported tension control arm 77 is lower than the spring resonance frequency. When the resonance frequency of the spring exceeds the resonance frequency, the phase of the tension fluctuation applied to the tension control arm 77 and the phase fluctuation of the position of the tension control arm 77 are shifted. In practice, it is 90 degrees at the spring resonance frequency and 18 at higher frequencies.
It shifts by 0 degrees.

【0156】このため従来のテンション制御は、テンシ
ョン制御アーム77を含むバネ支持系の位相回りにより
制御周波数帯域が制限されていた。これは、すなわち、
テンション制御アーム77で検出できるテンションが、
テンション制御アーム77を含むバネ支持系のバネ共振
周波数以下でなければならないことを示している。
For this reason, in the conventional tension control, the control frequency band is limited by the phase rotation of the spring support system including the tension control arm 77. This means that
The tension that can be detected by the tension control arm 77 is
This indicates that the frequency must be lower than the spring resonance frequency of the spring support system including the tension control arm 77.

【0157】このバネ共振周波数を上げるためにテンシ
ョン制御アームを軽くしたり、バネ定数を強くしたりす
る事が考えられるが、テンション制御アームを軽くする
には限界があり、また、バネ定数を大きくするとテンシ
ョン変動があってもテンション制御アーム12があまり
動かなくなるために検出精度が劣化する。
To increase the spring resonance frequency, it is conceivable to reduce the tension control arm or increase the spring constant. However, there is a limit to reducing the tension control arm, and the spring constant is increased. Then, even if there is a variation in tension, the tension control arm 12 does not move much, so that the detection accuracy is deteriorated.

【0158】そこで、この実施例では先に図3ないし図
5によって説明したようなバネ支持のないアクチェータ
を用いており、図2の左上部にある減算器23および右
側にある減算器20に入側および出側のテープアクチュ
エータ11a,11bの基準位置を定めるための電圧を
供給することによって、テープテンション制御アーム7
7を機械的なバネ支持によらずに電気的に位置制御を行
うことによって、いわば電気的にバネ支持している。こ
れによって、電気的な位置制御の制御帯域と無関係にテ
ンションが広帯域に検出可能で、テンション制御も高精
度に行なえるようになる。
Therefore, in this embodiment, an actuator without spring support as described above with reference to FIGS. 3 to 5 is used, and is input to the subtractor 23 at the upper left of FIG. 2 and the subtractor 20 at the right of FIG. By supplying a voltage for determining the reference positions of the tape actuators 11a and 11b on the side and the exit side, the tape tension control arm 7 is controlled.
7 is electrically supported by a spring by electrically controlling the position without using a mechanical spring. Thus, the tension can be detected in a wide band regardless of the control band of the electrical position control, and the tension control can be performed with high accuracy.

【0159】ここで、状態推定器15aからの外乱トル
ク信号は入側テープアクチュエータ11aに結合された
入側可動テープピン9aにかかるテープテンションにほ
かならないので、この外乱トルク信号をテンション信号
として扱うことができる。
Since the disturbance torque signal from the state estimator 15a is nothing but the tape tension applied to the input side movable tape pin 9a connected to the input side tape actuator 11a, this disturbance torque signal can be treated as a tension signal. it can.

【0160】なお、状態推定器15aのテンション推定
可能な周波数帯域は、オブザーバがモデルマッチングし
ているとき2つのフィードバックゲインF1,2 に依存
する関数となり、 aa′=F1 /(JT 2 +F2 T S+F1 )・aa …(10) となるので、このゲインF1,F2 を十分高く選べば、こ
の周波数帯域を1KHz以上にすることが可能となる。
The frequency band in which the tension can be estimated by the state estimator 15a is a function that depends on two feedback gains F1 and F2 when the observer performs model matching, and aa ′ = F 1 / (J T since S 2 + F 2 J T S + F 1) · aa ... become (10), if the gain F 1, F 2 choose high enough, it is possible to the frequency band above 1 KHz.

【0161】上記のようにして推定されたテンションa
a′はテンションの最適値である基準テンションTNと
比較器54にて比較され、テンションエラー信号TGが
検出される。
The tension a estimated as described above
The value a 'is compared with the reference tension TN, which is the optimum value of the tension, by the comparator 54, and the tension error signal TG is detected.

【0162】このテンションエラー信号TGをカットオ
フ周波数が数Hzと制御周波数帯域より十分低い1次の
バンドパスフィルタにて構成される補償器55aによっ
て位相補償してから増幅器55bで所定のゲインで増幅
した後、テープアクチュエータ位置制御信号加算器及び
速度ダンピング信号減算器24を介して図示しないドラ
イブアンプを経て入側テープアクチュエータ11aをド
ライブする。このように、テンションを基準値とする第
1の制御ループは閉じている。
The tension error signal TG is phase-compensated by a compensator 55a composed of a primary band-pass filter having a cutoff frequency of several Hz, which is sufficiently lower than the control frequency band, and then amplified with a predetermined gain by an amplifier 55b. After that, the input side tape actuator 11a is driven via a drive amplifier (not shown) via a tape actuator position control signal adder and a speed damping signal subtractor 24. Thus, the first control loop using the tension as the reference value is closed.

【0163】同時に上記テンションエラー信号TGは2
次のローパスフィルタにて構成される補償器56aにも
供給され、上述した第1の制御ループと数Hzで安定化
結合するように増幅器56bにて増幅され、図示しない
ドライブアンプを介してリールモータ4をドライブして
テンションを一定にする。このように、第2の制御ルー
プも閉じている。
At the same time, the tension error signal TG becomes 2
It is also supplied to a compensator 56a composed of the following low-pass filter, is amplified by an amplifier 56b so as to be stably coupled with the above-mentioned first control loop at several Hz, and is supplied to a reel motor via a drive amplifier (not shown). Drive 4 to keep the tension constant. Thus, the second control loop is also closed.

【0164】ここで上記のように周波数帯域を分割した
のは、前述したように、一般的に入側テープアクチュエ
ータ11aはリールモータ4に比べ機械的時定数が小さ
く高い周波数帯域での制御に向いている反面、可動量が
制限されており、また、直流付近の大きなテンション変
動の制御には不向きなためである。
The reason why the frequency band is divided as described above is that the input side tape actuator 11a generally has a smaller mechanical time constant than the reel motor 4 and is suitable for control in a high frequency band as described above. On the other hand, the movable amount is limited, and it is not suitable for controlling a large tension fluctuation near DC.

【0165】この実施例においては、入側テープアクチ
ュエータ11aの特性を2次形から安定な1次形に改善
するため、DTF制御について説明したと同様に、状態
推定器15aの推定速度を増幅器60で増幅し、ハイゲ
インで入側テープアクチュエータ11aにフィードバッ
クしており、その際に1次形に改善される帯域がテンシ
ョン制御帯域と同程度もしくはそれ以上になるように上
記増幅器60のゲインを定める。
In this embodiment, in order to improve the characteristics of the input side tape actuator 11a from the secondary type to the stable primary type, the estimated speed of the state estimator 15a is increased by the amplifier 60 in the same manner as described for the DTF control. , And is fed back to the input side tape actuator 11a with a high gain. At this time, the gain of the amplifier 60 is determined so that the band improved to the primary form is equal to or larger than the tension control band.

【0166】また、入側テープアクチュエータ11aの
位置固定のために、状態推定器15aからの位置信号も
しくはポジションセンサ13aからの位置信号を基準位
置信号と減算器23によって比較して位置誤差信号をつ
くり、その位置誤差信号を増幅器61によってゲインG
8 で増幅してから、入側テープアクチュエータ11aに
フィードバックする。
In order to fix the position of the entrance tape actuator 11a, a position error signal is generated by comparing the position signal from the state estimator 15a or the position signal from the position sensor 13a with the reference position signal by the subtractor 23. , And the position error signal is converted into a gain G by an amplifier 61.
After being amplified at 8 , the signal is fed back to the entry-side tape actuator 11a.

【0167】このフィードバックループゲインG8 は、
テープテンション基準値TNに対する入側テープアクチ
ュエータ11aの位置制御ループの定常偏差が例えば数
十〜数百μm程度とさほど大きくならないように選ぶの
が望ましい。
The feedback loop gain G 8 is
It is desirable to select such that the steady-state deviation of the position control loop of the entry-side tape actuator 11a with respect to the tape tension reference value TN does not become so large as, for example, about several tens to several hundreds μm.

【0168】また、この位置制御ループで位相補償が行
われていないのは、前述した速度ダンピングループにて
入側テープアクチュエータ11aの特性が安定な1次形
に改善されているためである。
The reason why the phase compensation is not performed in this position control loop is that the characteristics of the input tape actuator 11a have been improved to a stable primary form in the above-described speed damping group.

【0169】以上のようなテンション外乱を推定する方
法を用いてテンション制御すると、推定された磁気テー
プのテンションが従来のテンション検出機構によるもの
よりもはるかに広帯域で正確に検出されるため、きわめ
て広帯域なテンション制御が実現される。
When the tension is controlled by using the above-described method of estimating the tension disturbance, the estimated magnetic tape tension is accurately detected in a much wider band than in the conventional tension detecting mechanism. Tension control is realized.

【0170】この実施例におけるテンション制御系によ
れば、入側テープアクチュエータ11aによってテンシ
ョン変動の高周波成分を抑圧するとともに、リールモー
タによってテンション変動の低周波成分を抑圧するの
で、テンション制御精度が向上し、高精度広帯域かつ広
いダイナミックレンジを有するテンション制御系を得る
ことができる。
According to the tension control system in this embodiment, since the high frequency component of the tension fluctuation is suppressed by the input side tape actuator 11a and the low frequency component of the tension fluctuation is suppressed by the reel motor, the precision of the tension control is improved. Thus, it is possible to obtain a tension control system having a high precision wide band and a wide dynamic range.

【0171】このように、図2ないし図13に示した本
発明の第1実施例によれば、高精度広帯域かつ広いダイ
ナミックレンジをもつDTF制御及びテンション制御が
実現されるので、通常再生モード時だけでなく高速特殊
再生モード時においても良好な再生が可能となる。
As described above, according to the first embodiment of the present invention shown in FIGS. 2 to 13, DTF control and tension control having a high-precision wide band and a wide dynamic range are realized, so In addition, good reproduction can be performed even in the high-speed special reproduction mode.

【0172】[第2実施例]図14ないし図16に示し
たこの第2実施例は、磁気ヘッドと磁気テープの間隔で
あるスペーシング量を一定に保つためにヘッドタッチ制
御回路200とこのヘッドタッチ制御回路200からの
ヘッドタッチ制御信号をテンション制御ループ中の状態
推定器15aからの推定加速度信号に加算するための加
算器201が設けられている。
[Second Embodiment] The second embodiment shown in FIG. 14 to FIG. 16 employs a head touch control circuit 200 and a head touch control circuit 200 for maintaining a constant spacing amount between the magnetic head and the magnetic tape. An adder 201 is provided for adding the head touch control signal from the touch control circuit 200 to the estimated acceleration signal from the state estimator 15a in the tension control loop.

【0173】また、トラッキングを行うために磁気ヘッ
ドをトラックの垂直方向に移動させるためのヘッドアク
チェータおよびこれに関連する手段については、システ
ムを安価に構成するため、ないしはヘッドシリンダの小
型化に対応するために省略されている。
Further, a head actuator for moving the magnetic head in the vertical direction of the track for tracking and a means related thereto are used in order to make the system inexpensive or to reduce the size of the head cylinder. Omitted for clarity.

【0174】そこで先ずヘッドタッチ制御について説明
すると、実施例1で示したテンション制御回路において
は、入側可動テープピン9aの部分での磁気テープTの
テンションは高精度でかつ広帯域に最適テンションに保
たれるが、ヘッドタッチ制御の観点からすると実際にテ
ンション制御したいのは磁気ヘッドHの部分のテンショ
ンである。
Therefore, the head touch control will be described first. In the tension control circuit shown in the first embodiment, the tension of the magnetic tape T at the portion of the input side movable tape pin 9a is maintained with high precision and optimal tension over a wide band. However, from the viewpoint of head touch control, what is actually desired to be tension-controlled is the tension of the magnetic head H portion.

【0175】すなわち、ヘッドシリンダDの偏心やテー
プTとヘッドHとの接触などの機械的・部分的なテンシ
ョン変動などによって、磁気ヘッドHに対向する部分で
の磁気テープのテンションが変動するとテープとヘッド
間の間隔が変化して再生出力の高周波成分が変動するこ
とになるが、これは今後予想される機械系の簡素化や部
品の低価格化、あるいは高密度の記録を行なう場合には
重要な問題となる。
That is, if the tension of the magnetic tape at the portion facing the magnetic head H fluctuates due to the eccentricity of the head cylinder D or the mechanical / partial fluctuation of the tension such as the contact between the tape T and the head H, the tape will not move. The high-frequency component of the playback output fluctuates due to the change in head-to-head spacing, which is important for future simplification of mechanical systems, cost reduction of components, or high-density recording. Problem.

【0176】図14はこの第2実施例を概念的なブロッ
ク図によって示したものであり、図15はそのDTF制
御系の物理量の流れを示す説明図、図16はこの図15
を制御理論の伝達関数で示した図、図18はヘッドタッ
チ制御回路を示すブロック図である。
FIG. 14 is a conceptual block diagram showing the second embodiment. FIG. 15 is an explanatory diagram showing the flow of physical quantities in the DTF control system, and FIG.
FIG. 18 is a block diagram showing a head touch control circuit.

【0177】ヘッドアクチェータを使用しないことによ
って変更された、この実施例のDTF制御系について先
ず説明する。この実施例のDTF制御系を示した図1
5,図16を第1実施例のDTF制御系を示した図9,
図10と対比すると明らかなように、この実施例ではヘ
ッドアクチェータを備えていないことから図10でヘッ
ドアクチェータの伝達関数を示していたブロック14を
備えておらず、また、図9にブロック5で示されるよう
に巻取リール5のリールモータを制御していたのに代え
てこの実施例ではキャプスタンモータ6を制御するよう
に変更されている。
First, the DTF control system of this embodiment, which has been changed by not using the head actuator, will be described. FIG. 1 shows a DTF control system of this embodiment.
5, FIG. 16 shows the DTF control system of the first embodiment, and FIG.
As is apparent from comparison with FIG. 10, the head actuator is not provided in this embodiment, so that the block 14 showing the transfer function of the head actuator in FIG. 10 is not provided, and the block 5 shown in FIG. As shown, instead of controlling the reel motor of the take-up reel 5, this embodiment is modified to control the capstan motor 6.

【0178】そして、この実施例のDTF制御系は、実
施例1と同様に、トラッキングエラー信号の高域成分と
低域成分とによる制御を出側テープアクチュエータ11
bとキャプスタンモータ6とにそれぞれ分担させるよう
に構成されている。この実施例も第1実施例と同様に状
態推定器15bを備えており、速度フィードバックによ
って出側テープアクチュエータ11bの低域特性を1次
形に改善しており、また位置制御及び外乱除去制御につ
いても第1実施例と同様な処理が行われている。
The DTF control system of this embodiment controls the tracking error signal based on the high frequency component and the low frequency component in the same manner as in the first embodiment.
b and the capstan motor 6. This embodiment also includes a state estimator 15b as in the first embodiment, improves the low-frequency characteristic of the output tape actuator 11b to a primary form by speed feedback, and performs position control and disturbance elimination control. Also, the same processing as in the first embodiment is performed.

【0179】すなわち、図16において、磁気ヘッドH
の再生エンベロープ信号からパイロット方式等の方法に
よって得られたトラッキングエラー信号(減算器30の
出力に相当する)は、補償器28のカットオフ周波数が
数Hzのローパスフィルタ28aを経て、後述する出側
テープアクチュエータ11bによる第2の制御ループと
数Hz〜10Hzの周波数にて結合するように選ばれた
増幅ゲインを有する増幅器28bにて増幅され、図示し
ないドライブアンプによって通常は図示したようにキャ
プスタンモータ6を駆動し、また高速再生時にはリール
モータ5をドライブする。なお、上記ローパスフィルタ
28aは必ずしも用いる必要はない。
That is, in FIG. 16, the magnetic head H
A tracking error signal (corresponding to the output of the subtractor 30) obtained from the reproduced envelope signal of the above by a method such as a pilot method passes through a low-pass filter 28a whose cutoff frequency of the compensator 28 is several Hz, and is output to a later-described output side. The signal is amplified by an amplifier 28b having an amplification gain selected so as to be coupled to the second control loop by the tape actuator 11b at a frequency of several Hz to 10 Hz. 6 is driven, and the reel motor 5 is driven during high-speed reproduction. It is not always necessary to use the low-pass filter 28a.

【0180】キャプスタンモータ6(あるいはリールモ
ータ5)は、それぞれの機械特性を介して磁気テープT
を長手方向に移動させることによってトラッキングエラ
ーの直流成分を含む低域のエラーを補正するので、トラ
ッキングエラーを介してこの第1の制御ループは閉じて
いることになる。
The capstan motor 6 (or the reel motor 5) controls the magnetic tape T via the respective mechanical characteristics.
Is moved in the longitudinal direction to correct a low-frequency error including a DC component of a tracking error, so that the first control loop is closed via the tracking error.

【0181】また、上記トラッキングエラー信号は、カ
ットオフ周波数が0.数Hzといった補償器28のロー
パスフィルタ28aのカットオフ周波数より低い周波数
に選定されたハイパスフィルタ25aを介して増幅器2
5bにて所定の振幅になるように増幅され、特殊再生信
号加算器19、速度ダンピング信号減算器221 、外乱
除去信号加算器21、位置制御信号加算器222 を介し
て図示しないドライブアンプから出側テープアクチュエ
ータ11bをドライブする。
The tracking error signal has a cutoff frequency of 0.1. The amplifier 2 is connected via the high-pass filter 25a selected at a frequency lower than the cut-off frequency of the low-pass filter 28a of the compensator 28, such as several Hz.
Amplified to a predetermined amplitude at 5b, special playback signal adder 19, the rate damping signal subtracter 22 1, disturbance rejection signal adder 21, a drive amplifier (not shown) through a position control signal adder 22 2 The output tape actuator 11b is driven.

【0182】この出側テープアクチュエータ11bはそ
の機械特性を介して磁気テープTを長手方向に移動させ
てトラッキングエラーを補正するよので、この第2の制
御ループもトラッキングエラーを介して閉じている。
Since the output tape actuator 11b moves the magnetic tape T in the longitudinal direction through its mechanical characteristics to correct a tracking error, the second control loop is also closed via the tracking error.

【0183】この第2実施例では、以上の2つの電気的
に結合されたDTF制御ループによって高精度広帯域か
つ広いダイナミックレンジなDTF制御が実現されてお
り、そのオープンループ特性の例を図17に示す。
In the second embodiment, DTF control with high precision and a wide dynamic range is realized by the two electrically coupled DTF control loops. FIG. 17 shows an example of the open loop characteristics. Show.

【0184】この実施例のDTF制御系において特徴的
なのは、前述した通り、DTF制御帯域より高い周波数
まで速度フィードバックによって出側テープアクチュエ
ータ11bの低域特性を1次形に改善し安定化させた点
にある。こうすることによって2次形であるキャプスタ
ンモータ6との結合を容易に行うことが可能となり、か
つ、DTF制御を安定に行うことが可能となる。
A characteristic of the DTF control system of this embodiment is that, as described above, the low-frequency characteristic of the output tape actuator 11b is improved to a primary form and stabilized by speed feedback up to a frequency higher than the DTF control band. It is in. By doing so, it is possible to easily perform coupling with the capstan motor 6 which is a secondary type, and it is possible to stably perform DTF control.

【0185】この実施例のヘッドタッチ制御について説
明する。図18はヘッドタッチ制御回路200の一例を
示すブロック図であって、202は検波回路、203は
ピークホールド回路、204は減算器、205はリミッ
タ、206は絶対値回路、207はレベル判定器、20
8はアナログスイッチである。なお、図中のa〜dの各
点における信号を図19に示した。
The head touch control of this embodiment will be described. FIG. 18 is a block diagram showing an example of the head touch control circuit 200. 202 is a detection circuit, 203 is a peak hold circuit, 204 is a subtractor, 205 is a limiter, 206 is an absolute value circuit, 207 is a level determiner, 20
8 is an analog switch. FIG. 19 shows signals at points a to d in the figure.

【0186】磁気ヘッドから再生された再生信号aを検
波器202によって検波することによってエンベロープ
信号bが得られ、このエンベロープ信号bのピーク値を
記憶するピークホールド回路203によってピークホー
ルドするとcのようなピークレベル信号が得られる。
The reproduced signal a reproduced from the magnetic head is detected by the detector 202 to obtain an envelope signal b. When a peak is held by a peak hold circuit 203 for storing the peak value of the envelope signal b, a signal c as shown in FIG. A peak level signal is obtained.

【0187】なお、このピークホールド回路203とし
ては、アナログ電圧メモリなどを用いることができ、記
録条件などが変わらない限りこのピーク値は実際上変動
しないことからヘッドシリンダDの数回転ごとにこのピ
ークホールド回路をリセットしてピーク値を更新すれば
足りるものであり、この図では、ピーク値cはほぼ一定
の電圧として示されている。
It should be noted that an analog voltage memory or the like can be used as the peak hold circuit 203. This peak value does not actually fluctuate unless the recording conditions and the like change. It is sufficient to reset the hold circuit and update the peak value. In this figure, the peak value c is shown as a substantially constant voltage.

【0188】このピークレベル信号cからエンベロープ
信号bを減算器24で減算するとスイッチ208の固定
接点にはdのような信号が得られ、この信号dの空走期
間(ヘッドHがテープTを走査してない期間)の出力を
カットするために、磁気ヘッドの回転位相を示すデュー
テイ比が50%の回転ヘッド位相信号で切替えることに
よってスペーシングエラー信号eが得られる。
When the envelope signal b is subtracted from the peak level signal c by the subtractor 24, a signal such as d is obtained at the fixed contact of the switch 208, and the idle period of this signal d (the head H scans the tape T In order to cut the output during the non-performing period, the spacing error signal e is obtained by switching with a rotating head phase signal having a duty ratio indicating the rotating phase of the magnetic head of 50%.

【0189】このスペーシングエラー信号eは、いわば
エンベロープ信号の出力が落ち込んだ量を表したもので
あり、この落込みがトラックずれによるものなのか、ス
ペーシングによるものなのかを分離しなくてはならな
い。
The spacing error signal e represents the amount of fall in the output of the envelope signal, so to say, whether the fall is due to track deviation or spacing. No.

【0190】この実施例では、上述のように高精度なD
TFがかけられているので原理的にはトラックずれはほ
とんど零であり考慮しなくていいレベルとなっているは
ずであるが、安全を見込んでこの実施例においてはトラ
ッキングエラー信号の絶対値を絶対値回路206で作
り、その出力レベルが例えばトラックピッチの10%に
相当する規定値を超えたときはレベル判別器207の出
力によってスイッチ209を遮断して、ヘッドタッチ制
御回路の制御ループが切れるようにしてある。
In this embodiment, as described above, a highly accurate D
Since the TF is applied, in principle, the track deviation is almost zero and should be a level that does not need to be considered. However, in consideration of safety, in this embodiment, the absolute value of the tracking error signal is set to the absolute value. When the output level exceeds a specified value corresponding to, for example, 10% of the track pitch, the switch 209 is cut off by the output of the level discriminator 207 to cut off the control loop of the head touch control circuit. It is.

【0191】リミッタ205は、このヘッドタッチ制御
回路からのスペーシングエラー信号eの出力があまり大
きいとテープのテンションが急激に変化してテープに大
きなダメージを与える虞れがあるため、あるレベル以上
の出力を生じないようにするためのものである。
If the output of the spacing error signal e from the head touch control circuit is too large, the limiter 205 may suddenly change the tension of the tape and cause serious damage to the tape. This is to prevent output.

【0192】このリミッタ205の出力であるスペーシ
ングエラー信号eは、図14に示されているように、上
記したDTF制御系の状態推定器15aからの推定テン
ション信号に加算器201で加算される。
The spacing error signal e output from the limiter 205 is added by the adder 201 to the estimated tension signal from the state estimator 15a of the DTF control system as shown in FIG. .

【0193】なお、図18に鎖線で示したのはこのヘッ
ドタッチ制御回路を変形した例であって、エンベロープ
信号の出力が落ち込んだ量を示す上記のスペーシングエ
ラー信号eからトラッキングエラー信号fを差し引くこ
とによって純粋なスペーシングエラー信号gを取り出す
ようにしたものであり、図20に図18のe,f,g点
における信号の一例を示す。なお、このヘッドタッチ制
御方法はDTF制御を用いていない場合にも有効であ
る。
FIG. 18 shows an example in which the head touch control circuit is modified, and the tracking error signal f is converted from the above-mentioned spacing error signal e which indicates the amount by which the output of the envelope signal has fallen. A pure spacing error signal g is extracted by subtraction. FIG. 20 shows an example of a signal at points e, f, and g in FIG. Note that this head touch control method is also effective when DTF control is not used.

【0194】この第2実施例のその他の構成は、前述し
た第1実施例と同等なものであるので説明を省略する。
The other configuration of the second embodiment is the same as that of the above-described first embodiment, and the description is omitted.

【0195】なお、第2実施例についてテンション制御
系をクローズドループとして構成した場合について説明
したが、スペーシングエラー信号gのエラーパターンを
メモリに記憶させておいて、閉ループ的に加算する方法
も考えられることはいうまでもない。この際加算するゲ
インをスペーシングエラー信号gのエラーパターンを見
ながら適応的に切り替えればばなお一層の効果を挙げる
ことができる。
Although the second embodiment has been described with respect to a case where the tension control system is configured as a closed loop, a method of storing the error pattern of the spacing error signal g in a memory and adding the error pattern in a closed loop is also considered. Needless to say, In this case, if the gain to be added is adaptively switched while observing the error pattern of the spacing error signal g, a further effect can be obtained.

【0196】以上に説明した第2実施例によれば、簡単
な構造によって安価にDTF制御、テンション制御およ
びヘッドタッチ制御を行うことができるので、テープは
常に最適なテンションに保たれて良好な信号再生が可能
となる。
According to the second embodiment described above, the DTF control, the tension control and the head touch control can be performed at a low cost with a simple structure, so that the tape is always kept at the optimal tension and a good signal can be obtained. Reproduction becomes possible.

【0197】[第3実施例]図21に示した第3実施例
は、第1実施例に実施例2で説明したヘッドタッチ制御
回路を付加したものであり、その動作と効果については
第1実施例および第2実施例について説明したところか
ら明かであるから、説明を省略する。
[Third Embodiment] The third embodiment shown in FIG. 21 is obtained by adding the head touch control circuit described in the second embodiment to the first embodiment. Since it is clear from the description of the embodiment and the second embodiment, the description is omitted.

【0198】[第4実施例]図22は本発明の第4実施
例を示す概略図であり、図中250がこの第4実施例に
よって第3実施例に付加された加速度検出器であり、こ
の加速度検出器は可動ピンの可動方向の磁気記録再生デ
ッキの加速度を検出するものである。
[Fourth Embodiment] FIG. 22 is a schematic diagram showing a fourth embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 250 denotes an acceleration detector added to the third embodiment by the fourth embodiment. This acceleration detector detects the acceleration of the magnetic recording / reproducing deck in the movable direction of the movable pin.

【0199】この第4実施例は、前記の第1〜第3実施
例によるテープ駆動系(以下においては便宜上、デッ
キ、という)が安定した場所に設置された場合を想定し
たシステムであったのに対し、この実施例はシステム自
身が車載等の用途で動いたり衝撃を与えられた場合のよ
うな、加速度を与えられたときにも良好な動作を維持で
きるものとするために、上記の加速度検出手段250を
設けたものである。
The fourth embodiment is a system assuming that the tape drive system (hereinafter referred to as a deck for convenience) according to the first to third embodiments is installed in a stable place. On the other hand, in this embodiment, in order to maintain a good operation even when an acceleration is applied, such as when the system itself is moved or impacted in an application such as a vehicle, the above-described acceleration is used. The detection means 250 is provided.

【0200】前記の第1〜第3実施例のシステムにおい
てはテープテンションを入側テープアクチュエータ11
aにかかる外乱トルクとして検出していたが、これはデ
ッキが静止している場合はよいとしても、この実施例で
想定しているように、デッキがある加速度でもって動く
とこの外乱トルクにデッキ自体の加速度が加わってしま
い、前記の実施例においては、入側テープアクチュエー
タ11aからの外乱トルクの情報からテンションの変動
によるものとデッキの加速度によるものとを分離するこ
とが不可能であった。
In the systems of the first to third embodiments, the tape tension is controlled by the input tape actuator 11.
Although it was detected as the disturbance torque applied to a, this is good even when the deck is stationary, but as assumed in this embodiment, when the deck moves at a certain acceleration, The acceleration of the deck itself is added, and in the above-described embodiment, it is impossible to separate the information based on the disturbance torque from the entrance tape actuator 11a from the information based on the fluctuation of the tension and the information based on the acceleration of the deck.

【0201】この実施例では、上記加速度検出器250
は可動ピン9に加わる加速度ないしはこの可動ピン9が
取付けられているアームの加速度を検出するものであっ
て、入側テープアクチェータ12aにおける角加速度、
詳しくは入側テープアクチュエータ11aのアーム12
dが基準位置にある場合のアーム12aの回動方向の加
速度、を測定するものである。そして、得られた加速度
を表す検出信号を推定テンション信号から減算すること
によって、加速度の影響を除くことができる。
In this embodiment, the acceleration detector 250
Is for detecting the acceleration applied to the movable pin 9 or the acceleration of the arm to which the movable pin 9 is attached, and the angular acceleration at the entry-side tape actuator 12a,
Specifically, the arm 12 of the entry-side tape actuator 11a
This is for measuring the acceleration in the rotation direction of the arm 12a when d is at the reference position. Then, by subtracting the detection signal representing the obtained acceleration from the estimated tension signal, the influence of the acceleration can be eliminated.

【0202】なお、この加速度を測定する装置として
は、基台と重錘との相対移動を圧電素子などによって検
出するようにした市販の加速度計を用いることができ
る。このようにシステムを構成すれば、例えばデッキが
車載されて突発的な外乱加速度が生じた場合でも正確な
テンションを検出することができるため、安定なテンシ
ョン制御を実現することができる。
As a device for measuring the acceleration, a commercially available accelerometer that detects the relative movement between the base and the weight using a piezoelectric element or the like can be used. By configuring the system in this manner, accurate tension can be detected even when a sudden disturbance acceleration occurs, for example, when the deck is mounted on a vehicle, so that stable tension control can be realized.

【0203】なお、この実施例のその他の構成及び動作
や効果については第1〜第3実施例と同様なので説明を
省略する。
Note that other configurations, operations and effects of this embodiment are the same as those of the first to third embodiments, and therefore description thereof will be omitted.

【0204】[第5実施例]図23に概略図、図24に
物理量によって示したブロック図、図25に伝達関数で
示した実施例5は、システムをさらに安価にするため、
出側テープアクチュエータを省いた実施例である。この
実施例においても、そのテンション制御は第1〜第3実
施例で用いた方式と類似の構成によって実現することが
できる。
Fifth Embodiment FIG. 23 is a schematic diagram, FIG. 24 is a block diagram showing physical quantities, and FIG. 25 shows a fifth embodiment using a transfer function.
This is an embodiment in which the outlet tape actuator is omitted. Also in this embodiment, the tension control can be realized by a configuration similar to the method used in the first to third embodiments.

【0205】この実施例の機械的構成は、図23に示す
ように、軸300aを回転軸として回転するテンション
検出アーム300の先端に設けられた可動テープピン3
09とヘッドシリンダDの入側に設けた一対の固定テー
プピン310a,310bとに磁気テープを係合させて
ループを形成させており、このテンション検出アーム3
00はバネ301によって磁気テープにバックテンショ
ンを与える方向に付勢されるとともにその回転位置がセ
ンサ302で検出される。
As shown in FIG. 23, the mechanical structure of this embodiment is such that a movable tape pin 3 provided at the tip of a tension detecting arm 300 that rotates about a shaft 300a as a rotation axis.
09 and a pair of fixed tape pins 310a and 310b provided on the entry side of the head cylinder D, a magnetic tape is engaged to form a loop.
00 is urged by a spring 301 in the direction of applying back tension to the magnetic tape, and its rotational position is detected by a sensor 302.

【0206】一方、上記供給リール314を載置するリ
ール台315にはブレーキ306が設けられており、こ
のブレーキ306を駆動するブレーキアクチェータ30
5を制御することによってこのブレーキ306によるブ
レーキ力を変化させて磁気テープのバックテンションを
制御するように構成される。
On the other hand, a brake 306 is provided on a reel base 315 on which the supply reel 314 is mounted, and the brake actuator 30 for driving the brake 306 is provided.
5, the brake tension by the brake 306 is changed to control the back tension of the magnetic tape.

【0207】この実施例におけるテンション制御を図2
5を参照しながら説明する。ブロック300はテンショ
ン検出アームの“回転変位/トルク”特性を示すもので
あって、その内部に示したブロック310はテンション
検出アームのトルクを速度に変換するブロックであっ
て、JS はアーム回動部の慣性、Cは粘性係数を示して
いる。
The tension control in this embodiment is shown in FIG.
This will be described with reference to FIG. Block 300 is a view illustrating the "rotational displacement / torque" characteristic of the tension detecting arm, the block 310 shown therein is a block for converting the torque of the tension detecting arm speed, J S is arm rotation The inertia of the part, C, indicates the viscosity coefficient.

【0208】図23に示したように、バネ301によっ
て支持されたテンション検出アーム300のテープテン
ションとバネ301の復元力とによる釣合位置を位置セ
ンサ302によって観測し、ブロック300の出力とし
て得られたこの位置情報は、状態推定器303の減算器
354に入力される。
As shown in FIG. 23, the position of the balance between the tape tension of the tension detection arm 300 supported by the spring 301 and the restoring force of the spring 301 is observed by the position sensor 302, and is obtained as the output of the block 300. The position information is input to the subtractor 354 of the state estimator 303.

【0209】この状態推定器303はテンション検出ア
ーム300の“回転変位/トルク”周波数特性及びバネ
301の動特性を電気的に模擬するものであって、この
テンション検出アーム300及びバネ301を含めたテ
ンション検出機構の加速度,速度,位置外乱力等を高精
度広帯域に推定できるものであり、その構成および動作
原理は基本的には第1〜第4実施例で示したものと実質
的に同じである。
The state estimator 303 electrically simulates the “rotational displacement / torque” frequency characteristic of the tension detecting arm 300 and the dynamic characteristic of the spring 301, and includes the tension detecting arm 300 and the spring 301. The acceleration, velocity, disturbance force and the like of the tension detecting mechanism can be estimated in a wide band with high precision. The configuration and operation principle are basically the same as those shown in the first to fourth embodiments. is there.

【0210】状態推定器303の内部に示したブロック
350,352及び353は上記テンション検出アーム
300及びバネ301の伝達関数310,311,30
1をそれぞれ模擬した伝達関数であり、減算器354は
上述のようにポジションセンサ302(図23)からの
出力と上記伝達関数350〜353からの出力との差を
求める減算器、356及び357はテンション検出アー
ム300の特性を電気的に模擬した伝達関数350〜3
53での動特性を実際のテンション検出アーム300と
一致させるために減算器354の出力差が零に収束する
ようにフィードバックするオブザーバフィードバックゲ
インを示す伝達関数である。
Blocks 350, 352 and 353 shown inside the state estimator 303 are transfer functions 310, 311 and 30 of the tension detecting arm 300 and the spring 301.
1 are simulated transfer functions, and the subtractor 354 is a subtractor for determining the difference between the output from the position sensor 302 (FIG. 23) and the outputs from the transfer functions 350 to 353 as described above. Transfer functions 350 to 3 that electrically simulate the characteristics of the tension detection arm 300
This is a transfer function indicating an observer feedback gain that feeds back so that the output difference of the subtractor 354 converges to zero so that the dynamic characteristic at 53 matches the actual tension detection arm 300.

【0211】図13図示の第1実施例の状態推定器と比
較すると、この実施例の状態推定器においては、テンシ
ョン検出アームに駆動用部材がないことから図13にお
けるブロック50が省略され、また、バネ支持に変更さ
れていることから新たにバネ剛性を示す伝達関数301
が追加されるとともにこのバネを模擬するブロック35
3が追加されている。
Compared with the state estimator of the first embodiment shown in FIG. 13, the block 50 in FIG. 13 is omitted in the state estimator of this embodiment since the tension detecting arm has no driving member, and , A transfer function 301 newly indicating the spring stiffness because of being changed to the spring support.
Is added and the block 35 simulates this spring.
3 has been added.

【0212】テンション検出機構のテンション検出アー
ム300に加わる力はテープのテンションによる力とバ
ネ301による力との合力であって、ブロック310,
311,301,312で表される伝達特性を介したブ
ロック300の位置を示す出力は上記のポジションセン
サ302によって検出されて減算器354の減算入力端
子に印加され、一方、基準テンションに基づいてこのブ
ロック300を電気的に模擬した状態推定器303のブ
ロック350,352,353,355によって得られ
た伝達関数352の出力はこの減算器354の加算入力
端子に加えられている。
The force applied to the tension detecting arm 300 of the tension detecting mechanism is the combined force of the force of the tape tension and the force of the spring 301.
The output indicating the position of the block 300 via the transfer characteristics represented by 311, 301, 312 is detected by the above-mentioned position sensor 302 and applied to the subtraction input terminal of the subtractor 354, while the output is determined based on the reference tension. The output of the transfer function 352 obtained by the blocks 350, 352, 353, 355 of the state estimator 303 simulating the block 300 electrically is applied to the addition input terminal of the subtractor 354.

【0213】この伝達関数352の出力は実際のポジシ
ョンセンサ302の位置を推定しているはずであるが、
伝達関数350,352は内部に積分器を持っているた
めに周波数特性上ではテンション検出機構300,30
1,302の伝達特性が同じであっても動特性は上記積
分器の初期値の違いによって同じにならない。
The output of the transfer function 352 should have estimated the actual position of the position sensor 302.
Since the transfer functions 350 and 352 have an integrator inside, the tension detection mechanisms 300 and 30 have a frequency characteristic.
Even if the transfer characteristics of the integrators 1302 are the same, the dynamic characteristics do not become the same due to the difference in the initial value of the integrator.

【0214】そこで前述した実施例におけると同様に、
ポジションセンサ302によって検出した実際の変位置
(ブロック図300の出力に相当する)と状態推定器3
03で推定した変位置との差を減算器354で減算して
求め、ブロック356及び357によってゲインF1
びF2 でフィードバックすることによって周波数特性の
みならず、動特性も実際の機械特性と一致するようにし
ている。
Then, as in the above-described embodiment,
The actual displacement position detected by the position sensor 302 (corresponding to the output of the block diagram 300) and the state estimator 3
The difference from the displaced position estimated in step 03 is obtained by subtracting the difference in the subtractor 354 and fed back with the gains F 1 and F 2 by the blocks 356 and 357 so that not only the frequency characteristic but also the dynamic characteristic matches the actual mechanical characteristic. I am trying to do it.

【0215】以上の構成は、現代制御理論の同一次元オ
ブザーバの構成としてよく知られているものであり、フ
ィードバックゲインF1,2 はオブザーバの収束性を自
由に決定する定数であり、制御対象の極に比べてオブザ
ーバの極が例えば10倍程度大きく(負の実部の値が大
きく)なるようにハイゲインに選ばれる。
The configuration described above is well known as the configuration of the same-dimensional observer in modern control theory. The feedback gains F 1 and F 2 are constants that freely determine the convergence of the observer, and Is selected as the high gain so that the pole of the observer is, for example, about 10 times larger (the value of the negative real part is larger) than the pole of.

【0216】こうすれば、状態推定器303の特性は実
際のテンション検出機構300,301,302の周波
数特性だけではなく動特性も一致しているので、外乱に
基づく加速度によるテンション変動をテンション検出機
構の機械的な共振周波数の影響を受けずに広帯域で検出
することが可能となる。
In this case, since the characteristics of the state estimator 303 match not only the actual frequency characteristics of the tension detecting mechanisms 300, 301, and 302 but also the dynamic characteristics, the tension fluctuation due to acceleration due to disturbance is detected by the tension detecting mechanism. Can be detected in a wide band without being affected by the mechanical resonance frequency.

【0217】このようにして検出されたテンション変動
は、補償器304にてテンション制御系が安定になるよ
うに位相補償ゲイン補償されるが、仮にブレーキアクチ
ュエータ305が高い周波数まで位相まわりなく動作可
能とすると、この位相補償は一次のローパス特性とな
る。
The tension fluctuation detected in this way is compensated for in phase compensation gain by the compensator 304 so that the tension control system becomes stable. However, if the brake actuator 305 can operate up to a high frequency without phase rotation. Then, this phase compensation has a first-order low-pass characteristic.

【0218】図23に戻って、状態推定器303からの
推定テンション信号は、実施例4について説明した加速
度検出器250からの加速度信号が減算された後にテン
ションサーボ回路304に入力され、その出力であるテ
ンションコントロール信号は図示しないドライブアンプ
を経てブレーキアクチュエータ305を駆動する。
Returning to FIG. 23, the estimated tension signal from state estimator 303 is input to tension servo circuit 304 after the acceleration signal from acceleration detector 250 described in the fourth embodiment is subtracted, and the output is used as the output. A certain tension control signal drives the brake actuator 305 via a drive amplifier (not shown).

【0219】これによって、ブレーキ306は作動して
供給リール台315にブレーキを動作させてテンション
が基準値になるように維持する。なお、ブレーキトルク
特性は一般的にはブレーキアクチュエータ305の変位
に対して非線形の特性となるので、線形とみなせる範囲
を利用して系を構成することが望ましい。
As a result, the brake 306 operates to operate the brake on the supply reel base 315 to maintain the tension at the reference value. Since the brake torque characteristic generally has a non-linear characteristic with respect to the displacement of the brake actuator 305, it is desirable to configure the system using a range that can be regarded as linear.

【0220】このようにテンション制御系を構成すれ
ば、テンション検出が広帯域に可能なだけでなくテンシ
ョン制御をアクチュエータを用いた閉ループで構成して
いるために従来のテンション制御より高性能なものが実
現できる。
By configuring the tension control system in this way, not only can tension detection be performed in a wide band, but also tension control is realized by a closed loop using an actuator, so that a higher performance than the conventional tension control can be realized. it can.

【0221】[第6実施例]ところで、磁気ヘッドと磁
気テープのスペーシング量を常に所定の値に保つことが
高密度記録などの際に重要なことは前述したとおりであ
る。上述の各実施例においてもこのスペーシング量の安
定化について配慮されているが、このスペーシング量は
テープのテンションを介して間接的に制御されているこ
とから、必ずしも充分なものとはいえない。
[Sixth Embodiment] As described above, it is important to always keep the spacing between the magnetic head and the magnetic tape at a predetermined value in high-density recording and the like. In each of the embodiments described above, consideration is given to stabilization of the spacing amount, but since this spacing amount is indirectly controlled through the tension of the tape, it cannot be said that the spacing amount is necessarily sufficient. .

【0222】このため、磁気ヘッドを磁気テープ面の垂
直方向に移動させて、スペーシング量を直接的に制御す
ることが望ましい。そこで、先ず、磁気ヘッドを磁気テ
ープ面の垂直方向に移動させる機構を備える回転ヘッド
の構成例について説明する。
For this reason, it is desirable to move the magnetic head in the direction perpendicular to the surface of the magnetic tape to directly control the amount of spacing. Therefore, first, a configuration example of a rotary head provided with a mechanism for moving the magnetic head in a direction perpendicular to the magnetic tape surface will be described.

【0223】図26および図27に平面図および斜視図
をそれぞれ示す構成例は、ヘッドシリンダに設けた磁気
ヘッドを磁気テープの面と垂直方向、すなわちヘッドシ
リンダの直径方向に移動し得るようにした、この実施例
に用いられる可動ヘッド機構の構成を示すものである。
In the configuration examples shown in the plan view and the perspective view in FIGS. 26 and 27, respectively, the magnetic head provided on the head cylinder can be moved in the direction perpendicular to the surface of the magnetic tape, that is, in the diameter direction of the head cylinder. 1 shows a configuration of a movable head mechanism used in this embodiment.

【0224】5191,5192 はこの可動ヘッドHを設
けたヘッドシリンダの断面を示すもので、5191 は回
転駆動部を含む軸部、5192 は磁気テープ516が巻
付く壁部であって、可動ヘッドHはヘッドベース525
上に載置されており、このヘッドベース525はパンタ
グラフ状の板バネ524を介して上記ヘッドシリンダの
軸部5191 に保持されているので、可動ヘッドHは常
時磁気テープ516の面に空気層を介して圧接されるこ
とになる。なお、磁気ヘッドHは上記板バネ544によ
って矢印以外の方向への移動の自由を規制されているの
で、磁気テープ面と垂直な方向以外には動かない。
[0224] 519 1, 519 2 shows a cross-section of the head cylinder provided with the movable head H, 519 1 the shaft portion including the rotation driving unit, 519 2 is a wall portion which magnetic tape 516 wraps The movable head H is a head base 525.
Rests above, since the head base 525 is held to the shaft portion 519 1 of the head cylinder through a pantograph-shaped leaf spring 524, the air layer on the surface of the movable head H is always magnetic tape 516 Will be pressed through. Since the freedom of movement of the magnetic head H in directions other than the arrows is regulated by the leaf spring 544, the magnetic head H does not move except in a direction perpendicular to the magnetic tape surface.

【0225】同図の構成において、ヘッドHの摺動面が
磁気テープ516によって面圧力を受けると、磁気ヘッ
ドは板バネ544の力に抗してその面圧力に応じてヘッ
ドシリンダの内方に変位するが、この変位量は上記ヘッ
ドベース525に取付けられたマグネット512の位置
とホール素子511の位置との関係で定まるホール素子
の出力として検出される。
In the structure shown in FIG. 23, when the sliding surface of the head H is subjected to a surface pressure by the magnetic tape 516, the magnetic head moves inward of the head cylinder in accordance with the surface pressure against the force of the leaf spring 544. The displacement is detected as the output of the Hall element determined by the relationship between the position of the magnet 512 attached to the head base 525 and the position of the Hall element 511.

【0226】なお、この明細書および図面における「面
圧力」とは、磁気ヘッド摺動面が記録媒体から空気層等
の一定のスペーシング量を隔てこの磁気ヘッドの突出方
向に受ける圧力をいうものである。
The term "surface pressure" in the specification and the drawings means the pressure applied to the sliding surface of the magnetic head in the direction in which the magnetic head protrudes from the recording medium by a certain amount of spacing such as an air layer. It is.

【0227】また、マグネット512として図27に示
したような2極のものを用いると、ホール素子511の
出力としてマグネット512の位置に応じて正負の信号
を得ることができるので、このホール素子511の出力
が“0”となる位置をつり合い位置として制御系を構成
すれば、ホール素子511の感度の変化による影響を受
け難い制御系を構成することができる。
If a two-pole magnet as shown in FIG. 27 is used as the magnet 512, a positive or negative signal can be obtained as an output of the Hall element 511 according to the position of the magnet 512. If the control system is configured such that the position at which the output of is equal to "0" is a balancing position, it is possible to configure a control system that is hardly affected by a change in the sensitivity of the Hall element 511.

【0228】[第7実施例]図28は可動ヘッド機構の
構成の他の例を示す斜視図であって、583は例えばヘ
ッドシリンダ内の図示しないヘッドシリンダに固定穴5
45を通じてのねじ止めにより取付けられた固定ヘッド
ベースであり、ヘッドHを載せるヘッドベース525は
板バネ544により固定ヘッドベース583から突き出
す方向のみに移動可能なように付勢されており、ヘッド
ベース525のヘッド取付部と反対側の面には反射面5
48が形成されている。
Seventh Embodiment FIG. 28 is a perspective view showing another example of the structure of the movable head mechanism. Reference numeral 583 denotes a fixing hole 5 in a head cylinder (not shown) in the head cylinder, for example.
The head base 525 on which the head H is mounted is urged by a leaf spring 544 so as to be movable only in a direction protruding from the fixed head base 583. Reflective surface 5 on the side opposite to the head mounting part
48 are formed.

【0229】固定ヘッドベース583には発光部546
と受光部547が設けられており、この発光部546か
ら出た光がヘッドベース525の反射面548で反射さ
れて受光部547で受光されるように配置されている。
したがって、受光部547として図で左右に2分割され
た受光素子を用い、ヘッドベース525の基準位置での
反射光がこの受光素子の分割部に投射されるように配置
することによって、ヘッドベース525の変位量を2つ
の受光素子の出力の差として検出することができる。
The fixed head base 583 has a light emitting section 546.
And a light receiving unit 547 are provided. The light emitted from the light emitting unit 546 is reflected by the reflection surface 548 of the head base 525 and received by the light receiving unit 547.
Therefore, by using a light receiving element divided into two parts in the figure as the light receiving part 547 and arranging it so that the reflected light at the reference position of the head base 525 is projected on the divided part of the light receiving element, the head base 525 is provided. Can be detected as the difference between the outputs of the two light receiving elements.

【0230】図29は図28図示の構成例で示した可動
ヘッド機構において、磁気ヘッドの変位量を制御可能に
した他の構成例を示す斜視図である。549はヘッドベ
ース525と固定ヘッドベース583の間に設けられた
圧電バイモルフであり、この圧電バイモルフに印加する
電圧を制御することによって板バネ544で固定ヘッド
ベース583に支持されているヘッドベース525を移
動させて、ヘッドHの突出量を制御することができる。
FIG. 29 is a perspective view showing another example of the structure in which the amount of displacement of the magnetic head can be controlled in the movable head mechanism shown in the example of the structure shown in FIG. Reference numeral 549 denotes a piezoelectric bimorph provided between the head base 525 and the fixed head base 583. By controlling the voltage applied to the piezoelectric bimorph, the head base 525 supported by the fixed head base 583 by the leaf spring 544 is controlled. By moving the head H, the protrusion amount of the head H can be controlled.

【0231】このような構成によれば、ヘッドHの突出
し量を積極的に制御することができるので、ヘッド面圧
もヘッド側から制御することが可能になる。なお、圧電
バイモルフ549の代わりにボイスコイル等のアクチェ
ータを用いても同様の動作を実現することができること
は言うまでもない。
According to such a configuration, the protrusion amount of the head H can be positively controlled, so that the head surface pressure can also be controlled from the head side. It is needless to say that the same operation can be realized by using an actuator such as a voice coil instead of the piezoelectric bimorph 549.

【0232】図30は上記のような可動ヘッドを備えて
磁気ヘッドの面圧を制御し得るようにするとともに、前
記実施例におけると同様に、リールモータまたは磁気テ
ープの走行系に設けた可動ピンによりテープのテンショ
ン量を制御するようにした、この発明の第6実施例を物
理量に流れとして示した図である。
FIG. 30 shows a movable head provided with the above movable head so that the surface pressure of the magnetic head can be controlled. FIG. 14 is a diagram showing a sixth embodiment of the present invention in which the amount of tension of the tape is controlled according to the flow of physical quantity.

【0233】前述した第1ないし第5実施例について説
明したような、磁気テープを供給する供給リールを駆動
するリールモータあるいは磁気テープの走行系に設けら
れた可動ピンである制御対象501を制御するとテープ
のテンションが変化し、これに伴って磁気ヘッドの面圧
が変化するために可動ヘッドの突出量も変化する。
As described in the first to fifth embodiments, when the control target 501 which is a movable motor provided on a magnetic tape traveling system or a reel motor for driving a supply reel for supplying a magnetic tape is controlled. The tension of the tape changes, and the surface pressure of the magnetic head changes accordingly, so that the amount of protrusion of the movable head also changes.

【0234】この図30のテンション面圧変換ゲイン部
502は、テンションTtの変化量とこのテンションの
変化によって生じる磁気ヘッドの面圧Phの変化量との
関係を示したものであり、また、可動ヘッド機械特性5
03はこの面圧Phの変化量とこの面圧の変化によって
生じる可動ヘッドの変位量Hmの関係を表したものであ
り、この機械特性は次の式で与えられる。 Hm=1/(mS2 +cS+k) ……(11)
The tension surface pressure conversion gain section 502 in FIG. 30 shows the relationship between the amount of change in the tension Tt and the amount of change in the surface pressure Ph of the magnetic head caused by the change in the tension. Head mechanical characteristics 5
Numeral 03 represents the relationship between the amount of change in the surface pressure Ph and the amount of displacement Hm of the movable head caused by the change in the surface pressure. The mechanical characteristics are given by the following equation. Hm = 1 / (mS 2 + cS + k) (11)

【0235】上式において、mは可動ヘッドの質量、k
は可動ヘッドを保持するバネのバネ定数、cは可動ヘッ
ドを保持する系の粘性、Sはラプラス演算子である。こ
の可動ヘッド機械特性503の出力Hmは、可動ヘッド
の実際の変位であって、先に説明したような可動ヘッド
の変位量測定手段によって測定される。
In the above equation, m is the mass of the movable head, k
Is the spring constant of the spring that holds the movable head, c is the viscosity of the system that holds the movable head, and S is the Laplace operator. The output Hm of the movable head mechanical characteristic 503 is the actual displacement of the movable head, and is measured by the movable head displacement amount measuring means as described above.

【0236】この変位量測定手段によって測定された可
動ヘッドの変位量Hmは面圧推定部505に入力されて
面圧が推定されて、減算器559の減算入力端子に入力
される。なお、この面圧推定部505は、磁気ヘッドの
実際の面圧を測定するのが困難なことから、上記可動ヘ
ッドの変位量に基づいてこの面圧を推定するためのもの
であり、後に詳細に説明する。
The displacement Hm of the movable head measured by the displacement measuring means is input to the surface pressure estimating section 505 to estimate the surface pressure, and is input to the subtraction input terminal of the subtractor 559. Since it is difficult to measure the actual surface pressure of the magnetic head, the surface pressure estimation unit 505 estimates the surface pressure based on the displacement of the movable head. Will be described.

【0237】この減算器559の加算入力端子には基準
面圧値Prが供給されているので、この減算器の出力と
して基準面圧Prと推定された面圧Pgとの差である面
圧誤差値Pdが得られる。面圧制御系補償部504は、
この面圧誤差値Pdに相当する面圧の補償を行うに必要
な制御量Ctを算出して前記したような供給リールを駆
動するリールモータあるいは磁気テープの走行系に設け
られた可動ピンを移動させるためのアクチェータなど制
御対象501に送り、その制御を実行する。この実施例
では、このようなフィードバック制御系を用いることに
よって、磁気テープによる磁気ヘッドの面圧を常に良好
な値に保つことができる。
Since the reference surface pressure value Pr is supplied to the addition input terminal of the subtracter 559, the surface pressure error, which is the difference between the reference surface pressure Pr and the estimated surface pressure Pg, is output as the output of the subtractor. The value Pd is obtained. The surface pressure control system compensator 504
A control amount Ct necessary for compensating the surface pressure corresponding to the surface pressure error value Pd is calculated, and a movable pin provided on a reel motor for driving the supply reel or a magnetic tape traveling system as described above is moved. The control is sent to a control target 501 such as an actuator for performing the control. In this embodiment, by using such a feedback control system, the surface pressure of the magnetic head by the magnetic tape can always be kept at a good value.

【0238】[面圧推定器]上記のような面圧制御系を
構成するために非常に重要な役割を果たしている面圧推
定部505は、先に説明した状態推定器、特にバネを用
いた第5実施例における状態推定器と同様な構成と機能
を有している。
[Surface Pressure Estimator] The surface pressure estimator 505, which plays a very important role in configuring the above-described surface pressure control system, uses the state estimator described above, in particular, a spring. It has the same configuration and function as the state estimator in the fifth embodiment.

【0239】図31は図30の構成における面圧推定部
505の構成の一例を示すブロック図である。図におい
て、ブロック530,531,534は、それぞれ可動
ヘッド機構526の機械特性を等価回路として模擬した
もので、これらのブロック中には模擬した機械特性の要
素が示されており、バネ定数ブロック530ではバネ定
数k、質量粘性ブロック531では質量mおよび粘性c
をそれぞれ模擬していることが示されている。なお、S
はラプラス演算子であり、したがって、1/Sとして示
されたブロック534は積分器である。
FIG. 31 is a block diagram showing an example of the configuration of the surface pressure estimating section 505 in the configuration of FIG. In the figure, blocks 530, 531 and 534 each simulate the mechanical characteristics of the movable head mechanism 526 as an equivalent circuit. Elements of the simulated mechanical characteristics are shown in these blocks, and a spring constant block 530 is shown. Is the spring constant k, and the mass viscous block 531 is the mass m and the viscosity c.
Are simulated. Note that S
Is the Laplace operator, so block 534, shown as 1 / S, is an integrator.

【0240】ブロック532及び333は可動ヘッド機
構526の特性を電気的に模擬した上記ブロック53
0,531,534の動特性を実際の可動ヘッド機構5
26と一致させるために、減算器354の出力が零に収
束するようにフィードバックするオブザーバフィードバ
ックゲインF1,2 を示すものである。
Blocks 532 and 333 are blocks 53 which electrically simulate the characteristics of the movable head mechanism 526.
0, 531 and 534 of the actual movable head mechanism 5
26 shows observer feedback gains F 1 and F 2 for performing feedback so that the output of the subtractor 354 converges to zero in order to make it equal to 26.

【0241】これらのブロック530,531,534
からの可動ヘッドの面圧を推定した出力は減算器564
の加算入力端子に送られるが、この減算器の減算入力端
子には可動ヘッド機構526の面圧センサ出力量Psが
入力しているので、この減算器564からは実際の面圧
と推定された面圧との差が出力される。そして、この差
出力はゲインF1,2 でフィードバックされているの
で、ある時間後にはこの差出力が“0”になる。
These blocks 530, 531 and 534
Of the movable head is estimated by the subtractor 564.
However, since the output Ps of the surface pressure sensor of the movable head mechanism 526 is input to the subtraction input terminal of the subtracter, the subtractor 564 estimates the actual surface pressure. The difference from the surface pressure is output. Then, the difference output since the feedback gain F 1, F 2, the difference output after a certain time becomes "0".

【0242】このような状態においては、この状態推定
器内に可動ヘッド機構526における力の釣り合いが再
現されており、フィードバックゲインブロック533の
出力を外に取り出すことで、ヘッド面圧推定量Pgを得
ることができる。
In such a state, the balance of the force in the movable head mechanism 526 is reproduced in the state estimator, and by taking out the output of the feedback gain block 533 to the outside, the estimated head surface pressure amount Pg is obtained. Obtainable.

【0243】以上のような構成はマイクロコンピュータ
等により容易に構成することができるが、次に説明する
ようにアナログ回路で構成することも可能である。図3
2は図31の構成をアナログ回路によって構成した場合
のブロック図である。図における演算増幅器531,5
34,563,564は、それぞれこれらと同一の符号
で示した図31の質量粘性ブロック531、積分ブロッ
ク534、演算器563,564に対応している。
The above configuration can be easily configured by a microcomputer or the like, but can also be configured by an analog circuit as described below. FIG.
FIG. 2 is a block diagram when the configuration of FIG. 31 is configured by an analog circuit. Operational amplifiers 531 and 5 in FIG.
Reference numerals 34, 563, and 564 correspond to the mass viscous block 531, the integration block 534, and the calculators 563, 564 of FIG.

【0244】この質量粘性ブロック531ではラグリー
ドフィルタが構成され、積分ブロック534では積分器
が構成されている。そして、フィードバックゲインブロ
ック532,533等のフィードバックループやバネ定
数ブロック530に相当する部分が接続された構成とな
っている。
The mass viscous block 531 forms a lag lead filter, and the integrating block 534 forms an integrator. Then, the configuration is such that portions corresponding to the feedback loop such as the feedback gain blocks 532 and 533 and the spring constant block 530 are connected.

【0245】しかしながら、図31に示した面圧推定部
の構成では、ヘッド位置センサの出力に含まれる観測ノ
イズがフィードバックゲインブロック533のゲインで
あるF2 倍されてヘッド面圧推定量Pgに含まれてしま
うため、このセンサの観測ノイズを除去する必要があ
る。
[0245] However, the surface pressure estimator of the configuration shown in FIG. 31, in the head face pressure estimated quantitatively Pg observation noise included in the output of the head position sensor is F 2 times the gain of the feedback gain block 533 Therefore, it is necessary to remove the observation noise of this sensor.

【0246】図33は、このようなセンサの観測ノイズ
の影響を受けないように構成した面圧推定部の構成例を
示すブロック図であって、584は擬似微分回路であ
る。面圧センサ出力量Psを減算器564に入力する
と、質量粘性ブロック531の出力として可動ヘッド機
構の速度に相当する信号が得られるが、この信号には面
圧センサ出力量Psに含まれる観測ノイズが質量粘性ブ
ロック531のローパスフィルタ特性を介して含まれて
いる。
FIG. 33 is a block diagram showing an example of the configuration of a surface pressure estimating unit configured so as not to be affected by the observation noise of such a sensor. Reference numeral 584 denotes a pseudo-differential circuit. When the surface pressure sensor output amount Ps is input to the subtractor 564, a signal corresponding to the speed of the movable head mechanism is obtained as the output of the mass viscous block 531. This signal includes the observation noise included in the surface pressure sensor output amount Ps. Is included via the low-pass filter characteristic of the mass viscous block 531.

【0247】質量粘性ブロック531の出力であるこの
速度信号出力は制御理論におけるゴビナスの最小次元オ
ブザーバで構成された外乱推定オブザーバに入力され
る。一般に、この外乱推定オブザーバは駆動電流と検出
速度を入力してトルク外乱量もしくは外乱力量を推定す
るものであるが、可動ヘッド機構が可動ヘッドを能動的
に駆動するアクチェータなどの手段を持たない場合に
は、駆動電流量“0”として簡素化できる。この擬似微
分回路584は、このようにして簡素化された外乱推定
オブザーバである。
This velocity signal output, which is the output of the mass viscous block 531, is input to a disturbance estimation observer composed of a Govinas minimum dimension observer in control theory. Generally, this disturbance estimation observer is to input a drive current and a detection speed to estimate a torque disturbance amount or a disturbance force amount.However, when the movable head mechanism has no means such as an actuator for actively driving the movable head. Can be simplified as the drive current amount “0”. The pseudo differentiating circuit 584 is a disturbance estimation observer simplified in this way.

【0248】この擬似微分回路584は、mG2 (ここ
で、Gは外乱推定帯域を表すものである)の特性を有す
るブロック5841 の出力をブロック5842 における
1/(S+G)のローパスフィルタ特性を介して出力す
るものであるから、面圧センサからのノイズを含む信号
は、質量粘性ブロック531の1/(mS+c)および
ブロック5842 の1/(S+G)という2つのローパ
スフィルタ特性を経ることになり、上記面圧センサから
の観測ノイズを含まない面圧の推定値を加算器5841
に出力することができる。
The pseudo-differential circuit 584 outputs the output of the block 584 1 having the characteristic of mG 2 (where G represents the disturbance estimation band) to the low-pass filter characteristic of 1 / (S + G) in the block 584 2 . The signal including noise from the surface pressure sensor passes through two low-pass filter characteristics of 1 / (mS + c) of the mass viscous block 531 and 1 / (S + G) of the block 584 2. And the estimated value of the surface pressure not including the observation noise from the surface pressure sensor is added to the adder 584 1.
Can be output to

【0249】なお、特性mGのブロック5844 は、上
記のようにこの疑似微分回路584を制御理論における
ゴビナスの最小次元オブザーバで構成したことによって
示されたものであるが、このブロック5844 を含む経
路は、G≫1であることからmG2 ≫mGとなってこの
ノイズ除去については無視できることから、説明を省略
する。
The block 584 4 of the characteristic mG is shown by the fact that the pseudo differentiator 584 is constituted by the minimum Gobinas observer in the control theory as described above, and includes the block 584 4 . Since the path is G≫1 and mG 2 ≫mG, and this noise elimination can be ignored, the description is omitted.

【0250】図34は、この図33に伝達関数で示した
構成をアナログ回路によって構成した例を示すものであ
る。図33、図34に示した面圧推定部は、例えば図3
5に示したような2ヘッド構成のVTRに面圧推定部5
05、Ch1ヘッド面圧推定部561、Ch2ヘッド面
圧推定部562として適用することができ、この図35
の2ヘッド構成ではその構成の複雑さと観測ノイズに対
する性能向上という部分を除けば全く同様の機能を果た
すものである。
FIG. 34 shows an example in which the configuration shown by the transfer function in FIG. 33 is configured by an analog circuit. The surface pressure estimating unit shown in FIGS.
The surface pressure estimating unit 5 is added to the two-head VTR as shown in FIG.
FIG. 35 can be applied as the Ch1 head surface pressure estimating unit 561 and the Ch2 head surface pressure estimating unit 562.
The two-head configuration performs exactly the same function except for the complexity of the configuration and the improvement in performance against observation noise.

【0251】[第8実施例]図35は、供給リールモー
タを用いて面圧を制御するようにした本発明による面圧
制御系の実施例を示すものであり、ヘッドシリンダの互
いに180度離れた位置に2つの磁気ヘッドが設けら
れ、これら磁気ヘッドが交互に再生を行うようにした2
ヘッド型の記録再生装置についてのものである。
[Eighth Embodiment] FIG. 35 shows an embodiment of the surface pressure control system according to the present invention in which the surface pressure is controlled by using a supply reel motor. Two magnetic heads are provided at different positions, and these magnetic heads perform reproduction alternately.
This is for a head type recording / reproducing apparatus.

【0252】これら2つの磁気ヘッドをそれぞれCh1
ヘッド、Ch2ヘッドと呼び、これらヘッドには例えば
図27で示したようなホール素子511とマグネット5
12の組み合わせによりそれぞれのヘッドHの磁気テー
プ516側への変位量を検出するように構成されてお
り、これらのホール素子511からは各可動ヘッドごと
にヘッド面圧センサ出力量Ch1S,Ch2Sが出力さ
れる。
Each of these two magnetic heads is
A head and a Ch2 head, for example, a Hall element 511 and a magnet 5 as shown in FIG.
12, the displacement of each head H toward the magnetic tape 516 is detected, and the head element pressure sensor output amounts Ch1S and Ch2S are output from these Hall elements 511 for each movable head. Is done.

【0253】さて、同図において、527はCh1ヘッ
ド面圧センサ出力量Ch1Sを増幅するCh1センサ増
幅器、528はCh2ヘッド面圧センサ出力量Ch2S
を増幅するCh2センサ増幅器、561はスリップリン
グ529を介して得られるCh1センサ増幅器27から
のCh1ヘッド面圧センサ出力量Ch1Sに基づいてC
h1ヘッドの面圧量を推定するCh1ヘッド面圧推定
部、562はスリップリング529を介して得られるC
h2ヘッド面圧センサ出力量Ch2Sに基づいてCh2
ヘッドの面圧量を推定するCh2ヘッド面圧推定部であ
る。
In the figure, reference numeral 527 denotes a Ch1 sensor amplifier for amplifying the Ch1 head surface pressure sensor output Ch1S, and 528 denotes a Ch2 head surface pressure sensor output Ch2S.
Is amplified based on the output amount Ch1S of the Ch1 head surface pressure sensor from the Ch1 sensor amplifier 27 obtained through the slip ring 529.
A Ch1 head surface pressure estimating unit 562 for estimating the surface pressure amount of the h1 head,
Ch2 based on the output amount Ch2S of the h2 head surface pressure sensor
This is a Ch2 head surface pressure estimating unit that estimates the surface pressure amount of the head.

【0254】なお、Ch1ヘッド面圧推定部561とC
h2ヘッド面圧推定部562とは同一の構成を有するも
のであるので、ここではCh1ヘッド面圧推定部561
の構成のみを詳細に示してある。
It should be noted that the Ch1 head surface pressure estimating section 561 and C
Since the h2 head surface pressure estimating unit 562 has the same configuration, here, the Ch1 head surface pressure estimating unit 561 is used.
Is shown in detail.

【0255】切換スイッチ535はCh1ヘッド面圧推
定部561の出力またはCh2ヘッド面圧推定部562
の出力を選択する切換スイッチ、減算器559は切換ス
イッチ535を介して与えられる面圧推定量Pgから基
準面圧量Prを減算して面圧誤差量Pdを得るための減
算器、ブロック580は演算器559からの面圧誤差量
Pdのゲイン補償を行なうゲイン補償部、ブロック58
1はゲイン補償部580からの出力に位相補償を与える
位相補償部、増幅器538は位相補償部581の出力で
ある制御量Ctでリールモータ539を駆動するための
電力増幅器である。
The changeover switch 535 outputs the output of the Ch1 head surface pressure estimation unit 561 or the Ch2 head surface pressure estimation unit 562.
And a subtractor 559 for subtracting the reference surface pressure Pr from the estimated surface pressure Pg given via the switch 535 to obtain the surface pressure error Pd. A gain compensator for compensating the gain of the surface pressure error Pd from the calculator 559, block 58
Reference numeral 1 denotes a phase compensator for providing phase compensation to the output from the gain compensator 580, and an amplifier 538 is a power amplifier for driving the reel motor 539 with the control amount Ct output from the phase compensator 581.

【0256】Ch1ヘッド面圧推定部561の、ブロッ
ク530は可動ヘッド機構526における板バネ524
のバネ定数に相当する値kを係数とするバネ定数ブロッ
ク、ブロック531は可動ヘッド機構526の質量およ
び粘性に相当する値1/(mS+c)を構成する質量粘
性ブロック、ブロック534は上記バネ定数ブロック5
30および質量粘性ブロック531とともに可動ヘッド
機構526の機械モデルを構成する積分ブロック、ブロ
ック532および533はCh1ヘッド面圧推定部56
1におけるオブサーバを構成するためのフィードバック
ゲインF1,2 を係数とするフィードバックゲインブロ
ック、減算器564は積分ブロック534の出力からC
h1センサ増幅器527からのCh1ヘッド面圧センサ
出力量Ch1Sを減算して上記フィードバックゲインブ
ロック532,533に供給する減算器、減算器563
はフィードバックゲインブロック533の出力とバネ定
数ブロック530の出力のつり合いを検出して得られた
結果を上記質量粘性ブロック531に与える演算器、減
算器585は質量粘性ブロック531の出力からフィー
ドバックゲインブロック532の出力を減算して積分ブ
ロック534に与える減算器である。
The block 530 of the Ch1 head surface pressure estimating unit 561 is a plate spring 524 of the movable head mechanism 526.
, A block 531 is a mass-viscosity block constituting a value 1 / (mS + c) corresponding to the mass and viscosity of the movable head mechanism 526, and a block 534 is the above-mentioned spring constant block. 5
The integral block and blocks 532 and 533 that constitute the mechanical model of the movable head mechanism 526 together with the block 30 and the mass viscous block 531 are a Ch1 head surface pressure estimating unit 56.
1 and a feedback gain block using feedback gains F 1 and F 2 as coefficients for constructing the observer in FIG.
A subtractor 563 that subtracts the output Ch1S of the Ch1 head surface pressure sensor from the h1 sensor amplifier 527 and supplies the result to the feedback gain blocks 532 and 533.
Is a computing unit that provides a result obtained by detecting the balance between the output of the feedback gain block 533 and the output of the spring constant block 530 to the mass viscous block 531, and a subtractor 585 calculates the feedback gain block 532 from the output of the mass viscous block 531. Is a subtractor that subtracts the output of the above-mentioned signal and supplies the result to the integration block 534.

【0257】前記のように、この実施例においては、ヘ
ッドシリンダ上の互いに180度対向する位置にそれぞ
れヘッドHを含む可動ヘッド機構526が搭載されてい
るので、Ch1ヘッドHが磁気テープ516に摺動して
いる期間での面圧推定量を得るためにCh1ヘッド面圧
推定部561の出力を切換スイッチ535を経て前記減
算器559に供給し、また、図示されていないCh2ヘ
ッドが磁気テープ516に摺動している期間にはCh2
ヘッド面圧推定部562の出力が前記減算器559に供
給されるように、切換スイッチ535をヘッドシリンダ
の半回転ごとに切換える。
As described above, in this embodiment, the Ch1 head H slides on the magnetic tape 516 because the movable head mechanisms 526 including the heads H are mounted on the head cylinder at positions opposed to each other by 180 degrees. The output of the Ch1 head surface pressure estimating section 561 is supplied to the subtractor 559 via the changeover switch 535 in order to obtain the estimated amount of surface pressure during the moving period. Ch2 during the sliding period
The switch 535 is switched every half rotation of the head cylinder so that the output of the head surface pressure estimating unit 562 is supplied to the subtractor 559.

【0258】切換スイッチ535によりCh1ヘッド面
圧推定部561側の入力が選択されているものとしてこ
の実施例の動作を説明する。磁気テープによってヘッド
Hに与えられる面圧によりヘッドHの突出量が変化する
が、この突出量はホール素子511とマグネット512
の組み合わせにより検出され、Ch1ヘッド面圧センサ
出力量Ch1SとしてCh1センサ増幅器527に与え
られ増幅される。
The operation of this embodiment will be described on the assumption that the input on the Ch1 head surface pressure estimating section 561 side is selected by the changeover switch 535. The protruding amount of the head H changes according to the surface pressure applied to the head H by the magnetic tape, and the protruding amount depends on the Hall element 511 and the magnet 512.
, And is given to the Ch1 sensor amplifier 527 and amplified as the Ch1 head surface pressure sensor output amount Ch1S.

【0259】Ch1センサ増幅器527を介して得られ
たCh1ヘッド面圧センサ出力量Ch1Sに基づいてC
h1ヘッド面圧推定部561ではヘッド面圧推定量Pg
を演算によって求め、これを切換スイッチ535を通じ
て減算器559に与える。
Based on the output Ch1S of the Ch1 head surface pressure sensor obtained via the Ch1 sensor amplifier 527, C
In the h1 head surface pressure estimating unit 561, the head surface pressure estimation amount Pg
Is obtained by calculation, and this is given to the subtractor 559 through the changeover switch 535.

【0260】減算器559ではこのヘッド面圧推定量P
gを基準面圧量Prから差し引き、面圧誤差量Pdをゲ
イン補償部580でゲイン補償すると共にローパスフィ
ルタで構成される位相補償部581で位相補償し、結果
として得られた制御量Ctを電力増幅器538を介して
リールモータ539に供給する。これによって、磁気テ
ープ516のテンション量Ttが制御されるので、結果
として磁気テープによってヘッドHに与えられる面圧が
一定になるようにフィードバック制御されることにな
る。
In the subtractor 559, the head pressure estimation amount P
g is subtracted from the reference surface pressure amount Pr, the surface pressure error amount Pd is gain-compensated by the gain compensating unit 580, and the phase is compensated by the phase compensating unit 581 including a low-pass filter. It is supplied to a reel motor 539 via an amplifier 538. As a result, the tension amount Tt of the magnetic tape 516 is controlled, and as a result, feedback control is performed so that the surface pressure applied to the head H by the magnetic tape becomes constant.

【0261】上記ヘッド面圧推定部561,562は、
第1〜第6実施例で説明した状態推定器と同様な演算処
理を行うものであって、バネ定数ブロック530、質量
粘性ブロック531、積分ブロック534は、可動ヘッ
ド機構526のバネ定数、質量、粘性、速度−変位量変
換係数を模擬した電気的回路を構成しており、これによ
って可動ヘッドの機械特性を模擬している。
The head pressure estimating units 561 and 562
The same arithmetic processing as that of the state estimator described in the first to sixth embodiments is performed, and the spring constant block 530, the mass viscous block 531 and the integration block 534 include a spring constant, a mass, An electric circuit simulating the viscosity and the velocity-displacement conversion coefficient is configured, thereby simulating the mechanical characteristics of the movable head.

【0262】なお、この実施例においては、可動ヘッド
Hの突出量を制御するためのアクチュエータを搭載して
いないので、ヘッド面圧推定部561,562における
オブザーバは入力がない形となっている。しかしなが
ら、面圧推定出力である推定変位量は常に実際の変位量
と比較されており、この比較結果である推定誤差がオブ
サーバの動作後に収束するようにフィードバックゲイン
ブロック532と533が設けられている。ちなみに、
フィードバックゲインブロック532は推定誤差の収束
の速度に関する項に対応し、フィードバックゲインブロ
ック533はオブザーバの安定性に関する項に対応して
いる。
In this embodiment, since no actuator for controlling the amount of protrusion of the movable head H is mounted, the observer in the head surface pressure estimating units 561 and 562 has no input. However, the estimated displacement amount, which is the surface pressure estimation output, is always compared with the actual displacement amount, and feedback gain blocks 532 and 533 are provided so that the estimation error, which is the result of the comparison, converges after the operation of the observer. I have. By the way,
The feedback gain block 532 corresponds to a term relating to the speed of convergence of the estimation error, and the feedback gain block 533 corresponds to a term relating to the stability of the observer.

【0263】また、ヘッド面圧推定部561において、
バネ定数ブロック530の出力とフィードバックゲイン
ブロック533のヘッド面圧力の推定値に相当する出力
が減算器563を通じて質量粘性ブロック531にフィ
ードバックされる部分は、可動ヘッド機構526におけ
る板バネ524の反力とヘッドHが磁気テープ516か
ら受けるヘッド面圧力との力のつり合いをそのまま再現
している。
In the head surface pressure estimating section 561,
The part where the output of the spring constant block 530 and the output corresponding to the estimated value of the head surface pressure of the feedback gain block 533 are fed back to the mass viscous block 531 through the subtractor 563 is the reaction force of the leaf spring 524 in the movable head mechanism 526. The balance of the force with the head surface pressure that the head H receives from the magnetic tape 516 is reproduced as it is.

【0264】なお、上記の説明ではCh1ヘッド面圧推
定部561の動作を中心に説明したが、Ch2ヘッド面
圧推定部562の動作も全く同様であり、切換スイッチ
535によってCh2ヘッド面圧推定部562の出力を
演算器559に与えることによりCh2ヘッド側のヘッ
ドコンタクトを良好に制御することができる。
In the above description, the operation of the Ch1 head surface pressure estimating section 561 has been mainly described. However, the operation of the Ch2 head surface pressure estimating section 562 is exactly the same. By providing the output of 562 to the arithmetic unit 559, the head contact on the Ch2 head side can be favorably controlled.

【0265】以上のような動作を通じて磁気テープ51
6のテンション量を変化させることによりヘッドHの面
圧量を制御し、結果的にヘッド面圧力が一定となるよう
に制御することができ、ヘッドコンタクトを良好に維持
することができる
Through the above operation, the magnetic tape 51
By changing the tension amount of No. 6, the surface pressure amount of the head H can be controlled, and as a result, the head surface pressure can be controlled to be constant, and the head contact can be favorably maintained.

【0266】[第9実施例]図36は、図29に示した
ように可動ヘッドの突出量がアクチュエータによって制
御し得るように構成されている場合の制御系である本発
明の第9実施例を示したものである。
[Ninth Embodiment] FIG. 36 shows a ninth embodiment of the present invention which is a control system in the case where the amount of protrusion of the movable head can be controlled by an actuator as shown in FIG. It is shown.

【0267】ブロック506は可動ヘッドを突出方向に
移動させるアクチェータのトルク定数を与えるアクチュ
エータトルク定数、ブロック566はヘッド面圧量Ph
とアクチュエータトルク定数506の出力を加算する加
算器である。なお、この面圧制御アクチュエータは等価
的にアクチュエータトルク定数506と加算器566と
可動ヘッド機械特性503により構成される。
A block 506 is an actuator torque constant for giving an actuator torque constant for moving the movable head in the projecting direction, and a block 566 is a head surface pressure Ph.
And an output of the actuator torque constant 506. This surface pressure control actuator is equivalently constituted by an actuator torque constant 506, an adder 566, and a movable head mechanical characteristic 503.

【0268】同図の構成において、面圧制御系補償部5
04からの制御量Ctはアクチュエータに与えられてブ
ロック506で示したアクチュエータのトルク定数50
6に応じて可動ヘッドを移動させる力が加えられるが、
この可動ヘッドにはヘッド面圧Phも加わっているた
め、これらの力を加算した合力が可動ヘッドに加えられ
ることになる。
In the structure shown in FIG.
04 is given to the actuator and the torque constant 50 of the actuator shown in block 506 is given.
The force to move the movable head is applied according to 6,
Since the head pressure Ph is also applied to the movable head, a resultant force obtained by adding these forces is applied to the movable head.

【0269】可動ヘッドはこの合力を受けることによっ
て、自己の慣性などの機械特性503による影響を受け
て変位するので、前記変位量測定手段からはその変位に
相当する変位量Hmが出力される。
The movable head is displaced by receiving the resultant force under the influence of the mechanical characteristics 503 such as its own inertia. The displacement measuring means outputs a displacement Hm corresponding to the displacement.

【0270】前記の実施例におけると同様に、面圧推定
部505ではこの変位量Hmから可動ヘッドが受けてい
る面圧を推定し、加算入力端子に基準面圧値Prが入力
されている減算器559の減算入力端子にその推定値P
gを入力する。
As in the above-described embodiment, the surface pressure estimating unit 505 estimates the surface pressure received by the movable head from the displacement Hm, and subtracts the reference surface pressure value Pr inputted to the addition input terminal. The estimated value P is input to the subtraction input terminal of the
Enter g.

【0271】したがって、この減算器の出力として基準
面圧Prと推定された面圧Pgとの差である面圧誤差値
Pdが得られるので、面圧制御系補償部504は、この
面圧誤差値Pdに相当する面圧の補償を行うに必要な制
御量Ctを算出して可動ヘッドを駆動する前記アクチェ
ータに供給することによって、ヘッド面圧推定値Pgを
基準面圧値Prにしたがって一定に保つような制御が行
なわれる。
Therefore, a surface pressure error value Pd, which is the difference between the reference surface pressure Pr and the estimated surface pressure Pg, is obtained as the output of the subtractor. By calculating a control amount Ct necessary for compensating the surface pressure corresponding to the value Pd and supplying the control amount Ct to the actuator for driving the movable head, the head surface pressure estimated value Pg is kept constant according to the reference surface pressure value Pr. Control is performed to keep it.

【0272】[第10実施例]図37に示す第10実施
例は、磁気ヘッドとして可動ヘッドを用いるとともにそ
のテンション制御系にこの可動ヘッドの変位量から得ら
れる面圧情報を取込んで、より精度の高い面圧制御とテ
ンション制御とを同時を行うように構成したものであ
る。
[Tenth Embodiment] In a tenth embodiment shown in FIG. 37, a movable head is used as a magnetic head, and the surface pressure information obtained from the displacement of the movable head is taken into its tension control system. The configuration is such that highly accurate surface pressure control and tension control are performed simultaneously.

【0273】542はヘッドシリンダD9の入側に設け
られた前述の可動ピンであり、541はテープのテンシ
ョンを所定値に維持するためにリールモータ539を制
御するテンションサーボ回路、540は可動ピン542
の位置を制御するための可動ピン位置制御回路、565
は面圧制御系補償部504の出力である制御量Ctと可
動ピン位置制御回路540の出力を加算してテンション
サーボ回路541と可動ピン542に与える演算器、5
82は可動ヘッド機構526のホール素子511で得ら
れた面圧センサ出力量Psを増幅し、スリップリング5
29を介して面圧推定部505に出力するセンサ増幅器
である。
Reference numeral 542 denotes the aforementioned movable pin provided on the entry side of the head cylinder D9. Reference numeral 541 denotes a tension servo circuit for controlling the reel motor 539 for maintaining the tape tension at a predetermined value. Reference numeral 540 denotes the movable pin 542.
Movable pin position control circuit for controlling the position of
Is an arithmetic unit that adds the control amount Ct output from the surface pressure control system compensating unit 504 and the output from the movable pin position control circuit 540 to the tension servo circuit 541 and the movable pin 542, and
82 amplifies the surface pressure sensor output amount Ps obtained by the Hall element 511 of the movable head mechanism 526, and
This is a sensor amplifier that outputs to the surface pressure estimating unit 505 via the control unit 29.

【0274】以上述べたような構成において、ヘッドシ
リンダ519内に構成される可動ヘッド機構526のヘ
ッドHの面圧センサ出力量Psをセンサ増幅部582で
増幅し、スリップリング529を介してヘッドシリンダ
外部に導出し、面圧推定部505に与える。
In the above-described configuration, the sensor pressure amplifier 582 amplifies the surface pressure sensor output amount Ps of the head H of the movable head mechanism 526 provided in the head cylinder 519, and the head cylinder via the slip ring 529. It is derived outside and given to the surface pressure estimation unit 505.

【0275】その結果、面圧推定部505ではヘッド面
圧推定量Pgが得られるが、このヘッド面圧推定量Pg
は演算器559で基準面圧量Prから減算され、得られ
た面圧誤差量Pdは面圧制御系補償部504に入力され
る。
As a result, the estimated surface pressure Pg is obtained by the surface pressure estimating section 505, and the estimated surface pressure Pg is obtained.
Is subtracted from the reference surface pressure amount Pr by the computing unit 559, and the obtained surface pressure error amount Pd is input to the surface pressure control system compensator 504.

【0276】一方、可動ピン542の位置は図示しない
位置センサにより検出されて可動ピン位置制御回路54
0に与えられる。
On the other hand, the position of the movable pin 542 is detected by a position sensor (not shown), and the position of the movable pin
0 is given.

【0277】そして、面圧推定部505、面圧制御系補
償部504は可動ピン位置制御回路540と共に位置決
め制御ループを構成するが、この可動ピン位置制御回路
540が位置決め制御している状態では、可動ピン54
2を駆動するアクチェータに加わる印加電圧はテープ走
行系のテープテンション量と可動ピン542の位置制御
系のサーボ帯域内の周波数領域において線形な関係とな
る。
The surface pressure estimating unit 505 and the surface pressure control system compensating unit 504 form a positioning control loop together with the movable pin position control circuit 540. In a state where the movable pin position control circuit 540 controls the positioning, Movable pin 54
The voltage applied to the actuator driving the actuator 2 has a linear relationship in the frequency range within the servo band of the position control system of the movable pin 542 and the tape tension amount of the tape running system.

【0278】これは、テープテンション量によって受け
る可動ピン542における外乱量から可動ピン位置制御
回路540を含む制御系の駆動電圧までの周波数特性を
見た場合に、外乱と電圧の伝送特性は位置制御系のクロ
ーズド特性となっている。
This is because, when looking at the frequency characteristics from the amount of disturbance at the movable pin 542 received by the tape tension amount to the drive voltage of the control system including the movable pin position control circuit 540, the transmission characteristics of the disturbance and the voltage are controlled by the position control. It is a closed characteristic of the system.

【0279】このクローズド特性は一般的に制御帯域付
近までゲイン特性および位相特性共にフラットで、周波
数特性の変化を持たないことから容易に想像できる。し
たがって、可動ピン542に位置制御が行なわれている
状態において可動ピン542を駆動するための印加電圧
をこのテープ走行系の検出テンション量と見なしてもあ
る程度は差し支えない。
This closed characteristic is generally flat in both the gain characteristic and the phase characteristic up to the vicinity of the control band, and can be easily imagined because there is no change in the frequency characteristic. Therefore, the voltage applied to drive the movable pin 542 in a state where the position control is being performed on the movable pin 542 may be considered to some extent as the detected tension amount of the tape traveling system.

【0280】そこで、可動ピン542の印加電圧が一定
になるようにテンション制御回路541にてゲイン増幅
やローパスフィルタ等のゲインや位相や補償を行なった
後にリールモータ539にフィードバックすることによ
りテープテンション量を一定に保つことができる。
Therefore, after the gain control, gain and phase and compensation of a low-pass filter and the like are performed by the tension control circuit 541 so that the voltage applied to the movable pin 542 becomes constant, the tape tension amount is fed back to the reel motor 539. Can be kept constant.

【0281】ここで、可動ピン542の位置制御系に面
圧制御系補償部504の出力を演算器565で加算する
ことにより、可動ピン542に位置制御をかけると共に
可動ヘッド機構526におけるヘッドHが受けるヘッド
面圧量が一定となるような制御を行なうことができる。
Here, by adding the output of the surface pressure control system compensator 504 to the position control system of the movable pin 542 by the computing unit 565, the position of the movable pin 542 is controlled and the head H of the movable head mechanism 526 is moved. Control can be performed such that the received head surface pressure becomes constant.

【0282】つまり、リールモータ539により可動ピ
ン542が受けるテープテンション量を一定に保持する
と同時に可動ヘッド機構526が受けるある程度周波数
の高いヘッド面圧力の変動を可動ピン542を動かすこ
とで抑制することが可能である。
That is, it is possible to keep the amount of tape tension received by the movable pin 542 constant by the reel motor 539, and at the same time, suppress the fluctuation of the head surface pressure having a relatively high frequency received by the movable head mechanism 526 by moving the movable pin 542. It is possible.

【0283】このような可動ピン542を矢印の方向に
動かすことによりテープ走行系のテープテンション量を
自在に変化させることが可能であると同時にヘッドHと
磁気テープ516の間のヘッド面圧量も変化させること
ができることはいうまでもない。
By moving the movable pin 542 in the direction of the arrow, it is possible to freely change the amount of tape tension in the tape traveling system, and at the same time, the amount of head surface pressure between the head H and the magnetic tape 516. Needless to say, it can be changed.

【0284】またリールモータ539のみを制御する場
合に比べて、可動ピン542の位置制御を含めた制御は
可動ピン542を軽く応答の良い機構で高剛性にするこ
とでより広帯域な制御系を構成することができる。
Compared to the case where only the reel motor 539 is controlled, the control including the position control of the movable pin 542 is realized by making the movable pin 542 light and highly responsive with high rigidity to form a wider control system. can do.

【0285】[第11実施例]図38はリールモータと
可動ピンによる面圧制御系の他の例を示すブロック図で
あり、アクチュエータトルク定数部506にテンション
制御において可動ピンの位置制御系に加わる外乱量を検
出テンション量として広帯域なテンション制御を行なう
ような構成を例示している。
[Eleventh Embodiment] FIG. 38 is a block diagram showing another example of a surface pressure control system using a reel motor and a movable pin. The actuator torque constant unit 506 is added to the position control system of the movable pin in tension control. A configuration in which a wideband tension control is performed using a disturbance amount as a detection tension amount is illustrated.

【0286】図において、ブロック543は可動ピン5
42への位置制御信号と可動ピン542の位置検出信号
に基づいて可動ピン542のテンションを推定して低域
成分制御量Ctlと高域成分制御量Cthを出力する可
動ピンテンション推定回路、加算器567は面圧制御系
補償部504からの制御量Ctと可動ピン位置制御回路
540からの制御信号と可動ピンテンション推定回路5
43からの高域成分制御量Cthとを加算して可動ピン
542への位置制御信号を発生する加算器である。な
お、可動ピンテンション推定回路543からの低域成分
制御量Ctlはリールモータ539に対してテンション
制御信号として与えられる。
In the figure, the block 543 is a movable pin 5
A movable pin tension estimating circuit and an adder for estimating the tension of the movable pin 542 based on the position control signal to the MPU 42 and the position detection signal of the movable pin 542 and outputting the low-frequency component control amount Ctl and the high-frequency component control amount Cth Reference numeral 567 denotes a control amount Ct from the surface pressure control system compensator 504, a control signal from the movable pin position control circuit 540, and a movable pin tension estimating circuit 5.
This is an adder that adds the high frequency component control amount Cth from the P. 43 to generate a position control signal to the movable pin 542. Note that the low-frequency component control amount Ctl from the movable pin tension estimation circuit 543 is provided to the reel motor 539 as a tension control signal.

【0287】以上のような構成において、可動ピンテン
ション推定回路543は図36のCh1ヘッド面圧推定
部561と略同様の構成を有し、可動ピン542の位置
つまり変位量と可動ピン542への位置制御信号に基づ
いて可動ピン542に加わる磁気テープ516のテンシ
ョン量を推定する。
In the above configuration, the movable pin tension estimating circuit 543 has substantially the same configuration as the Ch1 head surface pressure estimating unit 561 shown in FIG. The amount of tension of the magnetic tape 516 applied to the movable pin 542 is estimated based on the position control signal.

【0288】その結果、図37の第10実施例の構成で
は可動ピン542の位置制御系のサーボ帯域までしかテ
ンション検出が正確に実施できなかったのに対して、可
動ピン542の位置制御帯域外までも正確にテープテン
ション量を推定することが可能となり、可動ピン542
が受けるテープテンションを広帯域に制御することが可
能となる。
As a result, in the configuration of the tenth embodiment shown in FIG. 37, the tension can be accurately detected only up to the servo band of the position control system of the movable pin 542. It is possible to accurately estimate the tape tension amount even when the
Can be controlled over a wide band.

【0289】この場合、可動ピンテンション推定回路5
43で推定されたテープテンション量はフィルタ等によ
り帯域分割され、ローパスフィルタ等で抽出された低域
成分制御量Ct1はリールモータ539に、ハイパスフ
ィルタ等で抽出された高域成分制御量Cthは可動ピン
542にそれぞれ供給され、それぞれの周波数帯域を分
担して制御することになる。
In this case, the movable pin tension estimating circuit 5
The tape tension amount estimated in 43 is band-divided by a filter or the like, the low-frequency component control amount Ct1 extracted by the low-pass filter or the like is supplied to the reel motor 539, and the high-frequency component control amount Cth extracted by the high-pass filter or the like is movable. The signals are respectively supplied to the pins 542, and the respective frequency bands are shared and controlled.

【0290】このように、図38の構成では、リールモ
ータ539で低域のテープテンションを分担し、可動ピ
ン542で比較的周波数の広帯域なテンション制御を分
担することになり、総合的に広い周波数帯域で目標とす
るテープテンション量を維持することができる。
As described above, in the configuration shown in FIG. 38, the low band tape tension is shared by the reel motor 539, and the wide frequency tension control of a relatively high frequency is shared by the movable pin 542. The target tape tension amount can be maintained in the band.

【0291】更に、面圧制御系補償部504からの制御
量Ctに基づいてヘッド面圧を制御する信号を演算器5
67で可動ピン542の位置制御系に加算することによ
り、ヘッドシリンダ519の回転周波数を含む広帯域に
おいてテンション制御を行ないながら、さらにより高周
波なヘッド面圧変動量を可動ピン542を用いてヘッド
面圧制御系により吸収することにより、良好なヘッドコ
ンタクトを保持することが可能である。
Further, a signal for controlling the head surface pressure based on the control amount Ct from the surface pressure control system compensator 504 is output to the arithmetic unit 5.
By adding to the position control system of the movable pin 542 at 67, the tension control is performed over a wide band including the rotation frequency of the head cylinder 519, and the variation of the head surface pressure at a higher frequency is further increased using the movable pin 542. By absorbing by the control system, it is possible to maintain good head contact.

【0292】[第12実施例]図39はリールモータと
可動ピンを制御する面圧制御系の更に他の例を示すブロ
ック図であり、特にヘッド面圧制御のみによってテープ
テンションの制御を行ない、可動ピンの受けるテープテ
ンション量を検出または推定して走行系のテンションを
制御する構成を含まない場合を例示するものである。
[Twelfth Embodiment] FIG. 39 is a block diagram showing still another example of a surface pressure control system for controlling a reel motor and a movable pin. In particular, the tape tension is controlled only by controlling the head surface pressure. This is an example of a case in which a configuration for detecting or estimating the amount of tape tension received by a movable pin and controlling the tension of a traveling system is not included.

【0293】同図において、面圧制御系補償部504は
フィルタ処理を通じて低域成分制御量Ctlと高域成分
制御量Cthを発生するが、この中で低域成分制御量C
tlは供給リール515にそのまま制御信号として与え
られ、高域成分制御量Cthは演算器567を通じて可
動ピン542を制御するための可動ピン位置制御回路5
40の出力に加算される。
In FIG. 29, the surface pressure control system compensating section 504 generates a low-frequency component control amount Ctl and a high-frequency component control amount Cth through a filtering process.
tl is directly supplied to the supply reel 515 as a control signal, and the high frequency component control amount Cth is supplied to the movable pin position control circuit 5 for controlling the movable pin 542 through the calculator 567.
40 is added to the output.

【0294】この場合、可動ヘッド機構526はヘッド
シリンダ519上で180度対向で2個以上が配置さ
れ、磁気テープ516がおよぼす面圧量が検出できるよ
うになっているか、またはヘッドHが磁気テープ516
に接触していない区間では面圧推定部505のヘッド面
圧推定量Pgをサンプルホールドして利用可能になって
いる必要があるが、図39は図38の構成と比較して構
成が簡単になるという特長を有する。そして、この条件
さえ整えば、ヘッド面圧を一定に広い帯域で制御でき、
良好なヘッドコンタクトを得ることができる。
In this case, two or more movable head mechanisms 526 are arranged 180 degrees opposite to each other on the head cylinder 519 so that the amount of surface pressure exerted by the magnetic tape 516 can be detected. 516
38, it is necessary to sample and hold the head surface pressure estimation amount Pg of the surface pressure estimating unit 505 and make it available for use. However, FIG. 39 has a simpler configuration than that of FIG. It has the feature of becoming. And if this condition is satisfied, the head surface pressure can be controlled in a constant and wide band,
Good head contact can be obtained.

【0295】図40は図39の構成における面圧制御系
補償部504の具体的な回路構成を示すブロック図であ
る。図において、556は面圧誤差量PdをK0 /(S
+T1 )なる伝達関数によりフィルタするローパスフィ
ルタ、568は前記ローパスフィルタ556の出力を高
域成分制御量Cthとして出力するドライバ増幅器、5
57は前記ローパスフィルタ556の出力をK1 /(S
+T2 )なる伝達関数によりフィルタするローパスフィ
ルタ、569は前記ローパスフィルタ557の出力を低
域成分制御量Ct1として出力するドライバ増幅器であ
る。なお、図39に示したように、高域成分制御量Ct
hは可動ピンの制御系に送出され、低域成分制御量Ct
lはリールモータの制御系に送出される。
FIG. 40 is a block diagram showing a specific circuit configuration of the surface pressure control system compensator 504 in the configuration of FIG. In the figure, reference numeral 556 denotes the surface pressure error amount Pd as K 0 / (S
+ T 1 ), a low-pass filter 568, which outputs the output of the low-pass filter 556 as the high-frequency component control amount Cth.
57 indicates the output of the low-pass filter 556 as K 1 / (S
A low-pass filter 569 for filtering with a transfer function of + T 2 ) is a driver amplifier that outputs the output of the low-pass filter 557 as the low-frequency component control amount Ct1. As shown in FIG. 39, the high-frequency component control amount Ct
h is sent to the control system of the movable pin, and the low-frequency component control amount Ct
1 is sent to the control system of the reel motor.

【0296】以上述べたような構成は、可動ピンの制御
系とリールモータの制御系を有するシステムの補償を行
なうにあたり、ローパスフィルタ556により可動ピン
制御系の低域ゲインを確保すると共に制御帯域を定める
ものである。
In the above-described configuration, in compensating a system having a movable pin control system and a reel motor control system, a low-pass filter 556 secures a low-frequency gain of the movable pin control system and increases the control band. It is determined.

【0297】ここで、ヘッドの面圧制御系は一種の力制
御、つまり加速度制御に相当し、ローパスフィルタ55
6を1段制御ループに挿入してもオープンループ特性に
おける位相が90度しか回らないため、制御システムの
安定性は確保できる。なお、制御帯域よりも高い周波数
領域において制御系のノイズを抑えるために更に数段の
ローパスフィルタを挿入しても位相余裕は大幅に減少し
ない。すなわち、位相余裕が40度〜60度保てるよう
ならば許容できる。
Here, the surface pressure control system of the head corresponds to a kind of force control, that is, acceleration control.
Even if 6 is inserted into the one-stage control loop, the phase of the open loop characteristic turns only 90 degrees, so that the stability of the control system can be secured. Note that even if several low-pass filters are inserted in order to suppress noise in the control system in a frequency region higher than the control band, the phase margin does not significantly decrease. That is, it is acceptable if the phase margin can be maintained at 40 degrees to 60 degrees.

【0298】また、リールモータへの低域成分制御量C
t1は更に1段のローパスフィルタ557を介して、更
に低い周波数に限って制御するように出力される。これ
はリールモータ自身のイナーシャが大きく、あまり早い
応答ができないためで、もっぱら低い周波数帯域での制
御がカバーされる。つまり、周波数帯域に応じて可動ピ
ンとリールモータで2段の制御が行なわれる。
The low-frequency component control amount C to the reel motor
t1 is output via a low-pass filter 557 of one stage so as to control only a lower frequency. This is because the inertia of the reel motor itself is so large that it is not possible to respond very quickly, so that control in a low frequency band is covered. That is, two-stage control is performed by the movable pin and the reel motor according to the frequency band.

【0299】なお、上記例では、リールモータ制御系が
ローパスフィルタ556の出力を更にローパスフィルタ
557を介して低域成分制御量Ct1を得るような構成
を例示したが、面圧制御系補償部504の入力である面
圧誤差量Pdを2つに分けて、カットオフ周波数の高い
ローパスフィルタを介して高域成分制御量Cthを得、
カットオフ周波数の低いローパスフィルタを介して低域
成分制御量Ct1を得るような構成としてもよい。
In the above example, the reel motor control system obtains the output of the low-pass filter 556 through the low-pass filter 557 to obtain the low-frequency component control amount Ct1, but the surface pressure control system compensator 504 Is divided into two to obtain a high-frequency component control amount Cth through a low-pass filter having a high cutoff frequency,
The configuration may be such that the low-frequency component control amount Ct1 is obtained via a low-pass filter having a low cutoff frequency.

【0300】この場合、それぞれの制御系が1段のロー
パスフィルタのみで制御されるために、それぞれの系が
独立で安定に制御できるメリットがある。
In this case, since each control system is controlled only by a single-stage low-pass filter, there is an advantage that each system can be controlled independently and stably.

【0301】この発明のような面圧制御においてはヘッ
ド面圧変動量もしくは外乱量がヘッドシリンダまたはデ
ィスクの1回転に同期した周期成分を多く含んでいる場
合が多い。このために、図41のブロック図に示すよう
な構成により追従能力を高めることができる。
In the surface pressure control as in the present invention, the head surface pressure fluctuation amount or disturbance amount often includes many periodic components synchronized with one rotation of the head cylinder or disk. For this reason, the following capability can be enhanced by the configuration shown in the block diagram of FIG.

【0302】図41は図40に示した面圧制御系補償部
の他の例を示すものであり、図中558は面圧誤差量P
dの入力段に介挿される繰返型学習補償器である。以上
のような構成において、周期的な成分については繰返型
学習補償器558により周期成分を学習させるわけであ
るが、1周期分のメモリであるe-LS ブロックにおいて
面圧変動の周期成分がメモリされ、学習条件の安定を満
足させるためにフィルタである1/(1+ST3 )ブロ
ックとアッテネータであるK3 ブロックを介して元の入
力に正帰還させる。
FIG. 41 shows another example of the surface pressure control system compensator shown in FIG. 40. In FIG.
d is an iterative learning compensator inserted in the input stage. In the above configuration, the periodic component is learned by the repetitive learning compensator 558 for the periodic component. However, in the e- LS block, which is a memory for one cycle, the periodic component of the surface pressure fluctuation is reduced. is a memory, a filter in order to satisfy the stability of the learning condition 1 / (1 + ST 3) via the K 3 block is a block with attenuator is positively fed back to the original input.

【0303】その結果、面圧誤差量Pdに1周期前の条
件が加味されるため、追従性のよい補償が可能である。
なお、このような構成はメモリブロックを含むためにア
ナログ的な回路では構成することが困難であり、ディジ
タル回路またはマイクロコンピュータを用いたシステム
を適用するほうが効果的である。
As a result, since the condition one cycle before is added to the surface pressure error amount Pd, it is possible to perform compensation with good followability.
Since such a configuration includes a memory block, it is difficult to configure with an analog circuit, and it is more effective to apply a digital circuit or a system using a microcomputer.

【0304】[第12実施例をソフトウェアによって実
現した例]次に、図39の構成の面圧制御系を図40に
例示した面圧制御系補償部504と図33に例示した面
圧推定部505に対応する機能をソフトウエアによる制
御システムで実現した場合について図42から図45の
フローチャートにしたがって説明する。
[Example in which the twelfth embodiment is realized by software] Next, the surface pressure control system compensating section 504 illustrated in FIG. 40 and the surface pressure estimating section illustrated in FIG. A case where the function corresponding to 505 is realized by a control system using software will be described with reference to the flowcharts of FIGS.

【0305】図42はソフトウエアのメインプログラム
であり、先ずステップ101でバネ定数、フィードバッ
ク定数、質量、ゲイン、ディジタル的な各種パラメータ
等の定数、および変数の初期化を行なう。次のステップ
102では1クロックサイクルのクロック待ちを行な
い、これに続く一連のサブルーチンであるステップ10
3の同一次元オブザーバのサブルーチン、ステップ10
4の面圧推定のサブルーチン、ステップ105の補償系
のサブルーチンを実行し、ステップ106で制御終了を
検出して終了するまではステップ102に戻り、次のク
ロックをトリガーとしてサブルーチンの実行を繰り返
す。
FIG. 42 is a software main program. First, in step 101, constants such as a spring constant, a feedback constant, a mass, a gain, various digital parameters, and variables are initialized. In the next step 102, a clock wait of one clock cycle is performed, and a series of subroutines following this, step 10
3 same dimension observer subroutine, step 10
The subroutine for estimating the surface pressure of No. 4 and the subroutine of the compensation system of Step 105 are executed, and the process returns to Step 102 until the control end is detected in Step 106 until the end thereof, and the execution of the subroutine is repeated with the next clock as a trigger.

【0306】図43は図42のフローチャートにおける
オブザーバのサブルーチンの一例を示すフローチャート
である。このサブルーチンは同一次元オブザーバ、すな
わち図31のシステムに相当する機能を実現するための
もので、ステップ107で面圧センサ出力量Psを変数
aにセットし、ステップ108で変数bから変数aを減
算して変数cにセットする。ちなみに、この動作は図3
1の演算器564の動作に対応するもので、変数bには
積分ブロック534の出力に相当する値がセットされて
いる。
FIG. 43 is a flow chart showing an example of the observer subroutine in the flow chart of FIG. This subroutine is for realizing the same dimension observer, that is, a function corresponding to the system of FIG. 31. In step 107, the surface pressure sensor output amount Ps is set to the variable a, and in step 108, the variable a is subtracted from the variable b. And set it to the variable c. By the way, this operation is shown in FIG.
A value corresponding to the output of the integration block 534 is set in the variable b, which corresponds to the operation of the first computing unit 564.

【0307】次にステップ109で変数cの値にフィー
ドバック定数F1を掛け算して変数dにセットする。こ
の動作はフィードバックゲインブロック532の動作に
対応する。一方、ステップ110では変数cの値にフィ
ードバック定数F2を掛け算して変数eにセットする。
この動作はフィードバックゲインブロック533の動作
に対応する。
Next, at step 109, the value of the variable c is multiplied by the feedback constant F1 and set to the variable d. This operation corresponds to the operation of the feedback gain block 532. On the other hand, in step 110, the value of the variable c is multiplied by the feedback constant F2 and set to the variable e.
This operation corresponds to the operation of the feedback gain block 533.

【0308】次に、ステップ111で変数bの値にバネ
定数kを掛け算して変数fにセットする。この動作はバ
ネ定数ブロック530の動作に対応する。そして、ステ
ップ112で変数fと変数eを符号反転で加算して、こ
れを変数gにセットする。この動作は演算器563の動
作に対応する。
Next, in step 111, the value of the variable b is multiplied by the spring constant k and set to the variable f. This operation corresponds to the operation of the spring constant block 530. Then, in step 112, the variable f and the variable e are added by sign inversion, and this is set as a variable g. This operation corresponds to the operation of the calculator 563.

【0309】次のステップ113では変数gを入力とす
るディジタルフィルタの計算を実行し出力を変数hにセ
ットする。この動作は質量粘性ブロック531の動作に
対応する。そして、ステップ114で変数hの値から変
数dの値を減算する。この動作は演算器585の動作に
対応する。次のステップ115では変数iの値を入力と
するディジタルフィルタの計算が行なわれ、出力が変数
bにセットされる。この動作は積分ブロック534の動
作に対応する。
In the next step 113, calculation of a digital filter using the variable g as an input is executed, and the output is set to the variable h. This operation corresponds to the operation of the mass viscous block 531. Then, in step 114, the value of the variable d is subtracted from the value of the variable h. This operation corresponds to the operation of the arithmetic unit 585. In the next step 115, a digital filter is calculated with the value of the variable i as an input, and the output is set to the variable b. This operation corresponds to the operation of the integration block 534.

【0310】図44は図42のフローチャートにおける
面圧推定のサブルーチンの一例を示すフローチャートで
ある。このサブルーチンは図33の疑似微分回路584
つまり外乱推定ブロックの動作に相当する機能を実現す
るためのもので、ステップ116では変数hにmG2 を
掛け算して変数jにセットする。次に、ステップ117
で変数hにmGを掛け算して変数1にセットする。
FIG. 44 is a flow chart showing an example of the subroutine for estimating the contact pressure in the flow chart of FIG. This subroutine corresponds to the pseudo differentiating circuit 584 shown in FIG.
That is, this is to realize a function corresponding to the operation of the disturbance estimation block. In step 116, the variable h is multiplied by mG2 and set to the variable j. Next, step 117
Multiplies the variable h by mG and sets it to variable 1.

【0311】そして、ステップ118で変数jの値を入
力とするディジタルフィルタの計算を行ない、出力を変
数nにセットする。最後に、ステップ119で変数nの
値から変数1の値を引き算し、これを変数oにセットし
てこのサブルーチンを終了する。ちなみに、ここで変数
oの値はヘッド面圧推定量Pgに対応する。
Then, in step 118, a digital filter is calculated using the value of the variable j as an input, and the output is set to the variable n. Finally, in step 119, the value of variable 1 is subtracted from the value of variable n, and this is set in variable o, and this subroutine ends. Incidentally, the value of the variable o here corresponds to the head pressure estimation amount Pg.

【0312】図45は図42のフローチャートにおける
補償系のサブルーチンの一例を示すフローチャートであ
る。このサブルーチンは図40の構成の動作に相当する
機能を実現するためのもので、ステップ120では変数
oを入力とするディジタルフィルタの計算を行ない、出
力を変数pにセットする。この動作は図40のローパス
フィルタ556の動作に相当する。
FIG. 45 is a flowchart showing an example of a subroutine of the compensation system in the flowchart of FIG. This subroutine is for realizing a function corresponding to the operation of the configuration shown in FIG. 40. In step 120, a digital filter is calculated using a variable o as an input, and the output is set to a variable p. This operation corresponds to the operation of the low-pass filter 556 in FIG.

【0313】次のステップ101では変数pを入力とす
るディジタルフィルタの計算を行ない、出力を変数qに
セットする。この動作はローパスフィルタ557の動作
に相当する。そして、ステップ122では出力ポート1
に変数pの値を出力するが、この出力値が高域成分制御
量Cthに相当するものである。また、ステップ123
では出力ポート2に変数qの値を出力するが、この出力
値が低域成分制御量Ct1に相当するものである。
At the next step 101, calculation of a digital filter using the variable p as an input is performed, and the output is set to a variable q. This operation corresponds to the operation of the low-pass filter 557. Then, in step 122, output port 1
, The value of the variable p is output, and this output value corresponds to the high-frequency component control amount Cth. Step 123
Outputs the value of the variable q to the output port 2, and this output value corresponds to the low-frequency component control amount Ct1.

【0314】以上のようなソフトウエア的な処理を通じ
て、可動ピン制御系に与えるべき高域成分制御量Cth
とリールモータ制御系に与えるべき低域成分制御量Ct
1を得ることができる。なお、それぞれのサブルーチン
においてのラグリードフィルタつまりローパスフィルタ
は一般的には巡回型のディジタルフィルタで構成するこ
とができる。
Through the above software processing, the high-frequency component control amount Cth to be given to the movable pin control system
And low-frequency component control amount Ct to be given to the reel motor control system
1 can be obtained. Incidentally, the lag-lead filter, that is, the low-pass filter in each subroutine can be generally constituted by a cyclic digital filter.

【0315】なお、上記のソフトウエアの中には図41
で示した繰返型学習補償器558の動作に相当する部分
が含まれていないが、マイクロコンピュータ上でメモリ
を構成するのは容易であり、図41の面圧制御系補償部
に置換えるのは容易である。
Note that some of the above software are shown in FIG.
Although a portion corresponding to the operation of the repetitive learning compensator 558 shown in FIG. 5 is not included, it is easy to configure a memory on the microcomputer, and the surface pressure control system compensating unit in FIG. Is easy.

【0316】また、可動ピンの位置制御回路は一般的に
可動ピンに設けられた位置センサを入力とし、ゲインを
持たせた後にローパスフィルタで低域ゲインと制御帯域
を確保することによって実現できるため、ソフトウエア
の1サイクル内に新たにサブルーチンを設けることによ
り容易に実現できる。この場合は可動ピンの位置センサ
のための入力ポートが1つ増えるだけであり、位置制御
出力はヘッド面圧制御出力のうちの可動ピン制御量に加
算すればよい。
The position control circuit for the movable pin can be generally realized by inputting a position sensor provided on the movable pin, providing gain, and then securing a low-frequency gain and a control band with a low-pass filter. This can be easily realized by providing a new subroutine within one software cycle. In this case, there is only one additional input port for the position sensor of the movable pin, and the position control output may be added to the movable pin control amount in the head surface pressure control output.

【0317】以上述べた各実施例では磁気テープを用い
る記録再生装置を対象とし、可動ヘッドがアクチュエー
タで駆動されない構成の場合を説明したが、磁気ディス
ク装置やリールモータのみで可動ヘッド機構を持たない
磁気テープ装置の場合は磁気ヘッドをアクチュエータで
変位させるような構成にする必要がある。
In each of the embodiments described above, the case where the movable head is not driven by the actuator is described for the recording / reproducing apparatus using the magnetic tape. However, only the magnetic disk device and the reel motor have no movable head mechanism. In the case of a magnetic tape device, it is necessary to adopt a configuration in which a magnetic head is displaced by an actuator.

【0318】この場合、図45のサブルーチンで得られ
る可動ピンに与えるべき信号、つまり高域成分制御量C
thを磁気ヘッド変位機構のアクチュエータに供給する
ことで、同様の効果を得ることができる。
In this case, the signal to be given to the movable pin obtained in the subroutine of FIG.
By supplying th to the actuator of the magnetic head displacement mechanism, a similar effect can be obtained.

【0319】この場合、磁気ヘッドの周辺の機構が複雑
になるが、可動ピンやリールモータを制御するシステム
に比べれば極めて質量の小さな磁気ヘッドを動かすだけ
でよいので、より広帯域な制御を行なうことが可能であ
る。なお、回転磁気ヘッドを用いる場合、磁気ヘッド部
に対する制御信号はヘッドシリンダとの間を電気的に接
続するスリップリング等を介して供給されることにな
る。
In this case, the mechanism around the magnetic head becomes complicated, but it is only necessary to move the magnetic head, which is extremely small in mass as compared with a system for controlling the movable pin and the reel motor. Is possible. When a rotary magnetic head is used, a control signal for the magnetic head is supplied via a slip ring or the like that electrically connects the head cylinder to the head cylinder.

【0320】上述した本発明による面圧制御系は磁気デ
ィスク装置に対しても適用することができる。図46は
磁気ディスク装置に本発明の面圧制御系を適用した第1
3実施例を示す概略構成図、図47は図46の構成に適
用されるヘッドの保持部の斜視図と断面図である。
The above-described surface pressure control system according to the present invention can be applied to a magnetic disk drive. FIG. 46 shows a first embodiment in which the surface pressure control system of the present invention is applied to a magnetic disk drive.
FIG. 47 is a schematic configuration diagram showing a third embodiment, and FIG. 47 is a perspective view and a sectional view of a holding portion of a head applied to the configuration of FIG.

【0321】図46において、507はヘッドHをディ
スク510に対してアクセスするためのキャリッジ、5
08はジンバルバネ514で保持されまたヘッドHを突
出し方向に移動させるための可動支持部であり、これに
よってヘッドHはキャリッジ507上にジンバルバネ5
14を介してX軸、Y軸に直角な方向、つまり突出し方
向に可動に保持される。
Referring to FIG. 46, reference numeral 507 denotes a carriage for accessing the head H to the disk 510;
Reference numeral 08 denotes a movable support that is held by the gimbal spring 514 and moves the head H in the protruding direction.
It is movably held in a direction perpendicular to the X-axis and the Y-axis, that is, in the protruding direction via.

【0322】図47は図46の構成に適用されるヘッド
Hの保持部の斜視図(A)と断面図(A)であり、ヘッ
ドHはキャリッジ507上にジンバルバネ514を介し
てX軸、Y軸に直角な方向、つまり突出し方向に可動に
保持される。
FIG. 47 is a perspective view (A) and a sectional view (A) of a holding portion of the head H applied to the configuration of FIG. 46. The head H is mounted on a carriage 507 via a gimbal spring 514 in the X-axis and Y-axis directions. It is movably held in a direction perpendicular to the axis, that is, in a protruding direction.

【0323】そして、ヘッドHの突出量はヘッドHの下
方に設けたマグネット512とキャリッジ507上に固
定されるホール素子511によって検出され、面圧セン
サ出力量Psとして面圧推定部505に送出される。
The protrusion amount of the head H is detected by the magnet 512 provided below the head H and the Hall element 511 fixed on the carriage 507, and sent to the surface pressure estimating unit 505 as the surface pressure sensor output amount Ps. You.

【0324】ヘッドHのディスク510側への押し付け
力が面圧力となるが、この面圧力はヘッドHの可動支持
部508に対する突出し方向の位置から検出できる。こ
のために設けられているのがマグネット512とホール
素子511であり両者の間の距離が面圧力に対応するこ
とを利用して、マグネット512から面圧センサ出力量
Psを得ている。
[0324] The pressing force of the head H against the disk 510 is a surface pressure, which can be detected from the position of the head H in the protruding direction with respect to the movable support portion 508. The magnet 512 and the Hall element 511 are provided for this purpose, and the surface pressure sensor output amount Ps is obtained from the magnet 512 by utilizing the fact that the distance between the two corresponds to the surface pressure.

【0325】513はディスク510を回転させるため
のスピンドルモータ、560はディスク510に対する
ヘッドHの突出量を制御するためのセラミックアクチュ
エータ、559は面圧推定部505からのヘッド面圧推
定量Pgを基準面圧量Prから減算して得た面圧誤差量
Pdを面圧制御系補償部504に出力する演算器であ
る。
Reference numeral 513 denotes a spindle motor for rotating the disk 510, reference numeral 560 denotes a ceramic actuator for controlling the amount of protrusion of the head H from the disk 510, and reference numeral 559 denotes a head surface pressure estimation amount Pg from the surface pressure estimation unit 505. The arithmetic unit outputs the surface pressure error amount Pd obtained by subtracting from the surface pressure amount Pr to the surface pressure control system compensating unit 504.

【0326】以上述べたような構成において、ディスク
510はスピンドルモータ513により回転させられ
る。一方、キャリッジ507はヘッドHを所定のトラッ
クに対応する位置に制御する。ヘッドHはディスク51
0に対する情報の記録再生を行なうが、この場合のスペ
ーシング量はディスク510とヘッドHの間に発生する
空気流による反力と可動支持部8がジンバルバネ514
を通じてヘッドHをディスク510側に押し付ける力の
バランスによって決定される。なお、可動支持部508
をディスク510側に駆動するのはセラミックアクチュ
エータ560によって行なわれる。
In the structure described above, the disk 510 is rotated by the spindle motor 513. On the other hand, the carriage 507 controls the head H to a position corresponding to a predetermined track. Head H is disk 51
0 is recorded and reproduced. In this case, the amount of spacing depends on the reaction force due to the air flow generated between the disk 510 and the head H and the movable support section 8 has a gimbal spring 514.
Is determined by the balance of the force pressing the head H against the disk 510 through the head. In addition, the movable support portion 508
Is driven by the ceramic actuator 560 to the disk 510 side.

【0327】以上のような構成を通じて得られた面圧セ
ンサ出力量Psは面圧推定部505に与えられヘッド面
圧推定量Pgを得る。このヘッド面圧推定量Pgは演算
器559で基準面圧量Prと突き合わされ面圧誤差量P
dを得るが、この面圧誤差量Pdを面圧制御系補償部5
04に入力し、結果として得られる制御量Ctによりセ
ラミックアクチュエータ560を制御することにより面
圧推定部505によるヘッド面圧推定量Pgを一定に保
持することが可能であり、結果としてヘッドHのディス
ク510に対するヘッドコンタクトを良好に保つことが
できる。
The surface pressure sensor output amount Ps obtained through the above configuration is supplied to the surface pressure estimating section 505 to obtain the head surface pressure estimated amount Pg. The estimated head surface pressure amount Pg is compared with a reference surface pressure amount Pr by an arithmetic unit 559, and the surface pressure error P
d, but this surface pressure error amount Pd is
04, and by controlling the ceramic actuator 560 with the control amount Ct obtained as a result, the head surface pressure estimation amount Pg by the surface pressure estimation unit 505 can be kept constant. As a result, the disk of the head H can be maintained. The head contact with 510 can be kept good.

【0328】[0328]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、磁気テー
プのテンション制御とDTF制御を広いダイナミックレ
ンジでかつ高精度で広い周波数帯域に汎って行うことが
でき、さらに状態推定器、面圧推定器を用いた制御系を
構成することによってさらに優れた記録再生装置が得ら
れるので、通常再生において良好な再生が可能なだけで
なく、広範囲な異速度再生においても画面上にノイズを
発生することなく良好な再生が安価に実現する利点があ
る。
As described above, according to the present invention, tension control and DTF control of a magnetic tape can be performed over a wide dynamic range with high accuracy over a wide frequency band. By constructing a control system using a pressure estimator, a better recording / reproducing device can be obtained, so not only good reproduction is possible in normal reproduction, but also noise is generated on the screen even in a wide range of different speed reproduction. There is an advantage that good reproduction can be realized at low cost without performing.

【0329】さらに、磁気記録媒体から磁気ヘッドに加
わる面圧量が常に一定となるように制御すれば、磁気ヘ
ッドと磁気記録媒体の間のスペーシング量を正確にしか
も応答性よく広帯域で維持することが可能となるので、
線記録密度を高くすることができ、また高密度記録を行
なう場合も磁気テープと磁気ヘッドの接触がないことか
らこれらの摩耗も低減できる。
Further, if the surface pressure applied from the magnetic recording medium to the magnetic head is controlled to be always constant, the spacing between the magnetic head and the magnetic recording medium can be maintained accurately and with good responsiveness over a wide band. It is possible to do
The linear recording density can be increased, and even when performing high-density recording, there is no contact between the magnetic tape and the magnetic head, so that their wear can be reduced.

【0330】そして、異速度再生などの特殊再生の場合
のように、過渡的なテンション変動が激しい場合でもヘ
ッドコンタクトを良好に保つことができるので、磁気ヘ
ッドや磁気テープの耐久性を向上できるという格別の効
果が達成される。
[0330] Since the head contact can be maintained well even when the transient tension fluctuation is severe as in the case of special reproduction such as different speed reproduction, the durability of the magnetic head and the magnetic tape can be improved. A special effect is achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の基本的な原理の1つを示す概念図であ
る。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing one of the basic principles of the present invention.

【図2】第1実施例を示す概略的なブロック図である。FIG. 2 is a schematic block diagram showing a first embodiment.

【図3】実施例に使用しているテープアクチュエータの
概略斜視図である。
FIG. 3 is a schematic perspective view of a tape actuator used in the embodiment.

【図4】実施例に使用しているテープアクチュエータの
断面図である。
FIG. 4 is a sectional view of a tape actuator used in the embodiment.

【図5】上記テープアクチュエータの駆動原理を説明す
るための概略図である。
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a driving principle of the tape actuator.

【図6】テープアクチュエータの“変位角/周波数”特
性を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a “displacement angle / frequency” characteristic of a tape actuator.

【図7】テープアクチェータのアームの変位量を測定す
る光学的センサの例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an optical sensor that measures the amount of displacement of an arm of a tape actuator.

【図8】テープアクチェータのアームの変位量を測定す
る磁気的手段の例を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an example of magnetic means for measuring the displacement of the arm of the tape actuator.

【図9】第1実施例のトラッキング制御系を物理量のフ
ローに基づいて示した図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a tracking control system according to the first embodiment based on a flow of physical quantities.

【図10】第1実施例のトラッキング制御系を制御理論
の伝達関数によって示した図である。
FIG. 10 is a diagram showing the tracking control system of the first embodiment by using a transfer function of control theory.

【図11】第1実施例のDTF制御系のオープンループ
特性を示す図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating an open loop characteristic of the DTF control system according to the first embodiment.

【図12】第1実施例のテンション制御系を物理量のフ
ローに基づいて示した図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating a tension control system according to the first embodiment based on a flow of a physical quantity.

【図13】第1実施例のテンション制御系を制御理論の
伝達関数によって示した図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating the tension control system of the first embodiment by using a transfer function of control theory.

【図14】第2実施例を示す概略的なブロック図であ
る。
FIG. 14 is a schematic block diagram showing a second embodiment.

【図15】第2実施例のDTF制御系を物理量のフロー
に基づいて示した図である。
FIG. 15 is a diagram illustrating a DTF control system according to a second embodiment based on a flow of physical quantities.

【図16】第2実施例のDTF制御系を制御理論の伝達
関数によって示した図である。
FIG. 16 is a diagram illustrating a DTF control system according to a second embodiment using a transfer function of control theory.

【図17】第2実施例のDTF制御系のオープンループ
特性を示す図である。
FIG. 17 is a diagram illustrating an open loop characteristic of the DTF control system according to the second embodiment.

【図18】第2実施例のヘッドタッチ制御回路を示すブ
ロック図である。
FIG. 18 is a block diagram illustrating a head touch control circuit according to a second embodiment.

【図19】図19のヘッドタッチ制御回路における信号
の波形図である。
FIG. 19 is a waveform diagram of signals in the head touch control circuit of FIG. 19;

【図20】図19のヘッドタッチ制御回路の他の動作態
様における信号の波形図である。
20 is a waveform chart of a signal in another operation mode of the head touch control circuit in FIG. 19;

【図21】第3実施例を示す概略的なブロック図であ
る。
FIG. 21 is a schematic block diagram showing a third embodiment.

【図22】第4実施例を示す概略的なブロック図であ
る。
FIG. 22 is a schematic block diagram showing a fourth embodiment.

【図23】第5実施例を示す概略的なブロック図であ
る。
FIG. 23 is a schematic block diagram showing a fifth embodiment.

【図24】第5実施例を物理量のフローに基づいて示し
た図である。
FIG. 24 is a diagram showing a fifth embodiment based on a flow of physical quantities.

【図25】第5実施例を制御理論の伝達関数によって示
した図である。
FIG. 25 is a diagram showing the fifth embodiment by using a transfer function of control theory.

【図26】ヘッドシリンダに設けた可動ヘッド機構の構
成を示す平面図である。
FIG. 26 is a plan view showing a configuration of a movable head mechanism provided in a head cylinder.

【図27】ヘッドシリンダに設けた可動ヘッド機構の構
成を示す斜視図である。
FIG. 27 is a perspective view showing a configuration of a movable head mechanism provided in a head cylinder.

【図28】可動ヘッド機構の構成の他の例を示す斜視図
である。
FIG. 28 is a perspective view showing another example of the configuration of the movable head mechanism.

【図29】可動ヘッド機構の構成の更に他の例を示す斜
視図である。
FIG. 29 is a perspective view showing still another example of the configuration of the movable head mechanism.

【図30】第6実施例を物理量のフローに基づいて示し
た図である。
FIG. 30 is a diagram showing a sixth embodiment based on a flow of physical quantities.

【図31】第6実施例の面圧推定部を制御理論の伝達関
数によって示した図である。
FIG. 31 is a diagram illustrating a surface pressure estimating unit according to a sixth embodiment using a transfer function of control theory.

【図32】第6実施例をアナログ回路によって構成した
例を示すブロック図である。
FIG. 32 is a block diagram showing an example in which the sixth embodiment is configured by an analog circuit.

【図33】第7実施例の面圧推定部を制御理論の伝達関
数によって示した図である。
FIG. 33 is a diagram illustrating a surface pressure estimating unit according to a seventh embodiment using a transfer function of control theory.

【図34】第7実施例をアナログ回路によって構成した
例を示すブロック図である。
FIG. 34 is a block diagram showing an example in which the seventh embodiment is configured by an analog circuit.

【図35】第8実施例の面圧制御系の実施例を示すブロ
ック図である。
FIG. 35 is a block diagram showing an embodiment of a surface pressure control system according to an eighth embodiment.

【図36】第9実施例のブロック図である。FIG. 36 is a block diagram of a ninth embodiment.

【図37】第10実施例の概略図である。FIG. 37 is a schematic view of a tenth embodiment.

【図38】第11実施例の概略図である。FIG. 38 is a schematic view of an eleventh embodiment.

【図39】第12実施例の概略図である。FIG. 39 is a schematic view of a twelfth embodiment.

【図40】第12実施例の面圧制御系補償部の回路構成
を示すブロック図である。
FIG. 40 is a block diagram showing a circuit configuration of a surface pressure control system compensator in a twelfth embodiment.

【図41】第12実施例の面圧制御系補償部の他の回路
構成を示すブロック図である。
FIG. 41 is a block diagram showing another circuit configuration of the surface pressure control system compensator of the twelfth embodiment.

【図42】第12実施例をソフトウエアで実現する際の
メインプログラムのフローチャートである。
FIG. 42 is a flowchart of a main program when the twelfth embodiment is implemented by software.

【図43】オブザーバのサブルーチンの一例を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 43 is a flowchart showing an example of an observer subroutine.

【図44】面圧推定のサブルーチンの一例を示すフロー
チャートである。
FIG. 44 is a flowchart showing an example of a subroutine for estimating surface pressure.

【図45】補償系のサブルーチンの一例を示すフローチ
ャートである。
FIG. 45 is a flowchart showing an example of a compensation system subroutine.

【図46】磁気ディスク装置に本発明の面圧制御系を適
用した第13実施例を示す概略図である。
FIG. 46 is a schematic view showing a thirteenth embodiment in which the surface pressure control system of the present invention is applied to a magnetic disk drive.

【図47】第13実施例に適用されるヘッドの保持部の
斜視図と断面図である。
FIG. 47 is a perspective view and a sectional view of a holding portion of a head applied to a thirteenth embodiment.

【図48】従来の回転ヘッドを用いた磁気記録再生装置
における一般的なテープ走行系の概略図である。
FIG. 48 is a schematic diagram of a general tape running system in a magnetic recording / reproducing apparatus using a conventional rotary head.

【図49】従来のバックテンション制御装置の例を示し
た図である。
FIG. 49 is a diagram showing an example of a conventional back tension control device.

【図50】可動ヘッドをノイズレズ特殊再生に利用した
システムの概略図である。
FIG. 50 is a schematic diagram of a system using a movable head for noiseless special reproduction.

【図51】従来技術による高速特殊再生方法の例を示す
ブロック図である。
FIG. 51 is a block diagram illustrating an example of a high-speed special reproduction method according to the related art.

【図52】正方向5倍速再生の状態を説明する図であ
る。
FIG. 52 is a diagram for explaining a state of normal speed 5 × speed reproduction.

【図53】逆方向5倍速再生の状態を説明する図であ
る。
FIG. 53 is a diagram illustrating a state of 5 × reverse speed playback.

【図54】n倍速再生時の傾斜エラーパターンの概略図
である。
FIG. 54 is a schematic diagram of a tilt error pattern during n-times speed reproduction.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

H,Ha,Hb 磁気ヘッド D ヘッドシリンダ T 磁気テープ 1 回転ヘッドの回転面 4 供給リールモータ 5 巻取リールモータ 6 キャプスタンモータ 7 ピンチローラ 8a 入側スラントポール 8b 出側スラントポール 9a 入側可動ピン 9b 出側可動ピン 10a1, 10a2 入側固定ピン 10b1, 10b2 出側固定ピン 11a 入側テープアクチェータ 11b 出側テープアクチェータ 12 可動ピンを移動させるアーム 13 テープアクチェータの回動角を検知す
るセンサ 14 ヘッドアクチェータ
H, Ha, Hb Magnetic head D Head cylinder T Magnetic tape 1 Rotating surface of rotating head 4 Supply reel motor 5 Take-up reel motor 6 Capstan motor 7 Pinch roller 8a Inlet slant pole 8b Outlet slant pole 9a Inlet movable pin detecting the 9b exit side movable pin 10a 1, 10a 2 inlet side fixing pins 10b 1, 10b 2 exit side rotation angle of the fixing pin 11a inlet side arm 13 tape actuator for moving the tape actuator 11b exit side tape actuator 12 movable pin Sensor 14 Head actuator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−11619(JP,A) 特開 昭56−11620(JP,A) 特開 昭57−27424(JP,A) 特開 平2−246011(JP,A) 特開 平2−287914(JP,A) 特開 昭56−163552(JP,A) 特開 平2−185752(JP,A) 特開 平1−176351(JP,A) 特開 平1−176352(JP,A) 特開 平2−78049(JP,A) 特開 平2−78045(JP,A) 特開 平1−82356(JP,A) 特開 平1−125749(JP,A) 特開 昭62−267955(JP,A) 特開 平2−206053(JP,A) 特開 平3−173965(JP,A) 特開 平2−64950(JP,A) 特開 昭60−65718(JP,A) 実開 平3−66047(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 15/43 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-56-11719 (JP, A) JP-A-56-11620 (JP, A) JP-A-57-27424 (JP, A) JP-A-2- 246011 (JP, A) JP-A-2-287914 (JP, A) JP-A-56-163552 (JP, A) JP-A-2-185752 (JP, A) JP-A-1-176351 (JP, A) JP-A-1-176352 (JP, A) JP-A-2-78049 (JP, A) JP-A-2-78045 (JP, A) JP-A-1-82356 (JP, A) JP-A-1-25749 (JP, A) JP-A-62-267955 (JP, A) JP-A-2-206053 (JP, A) JP-A-3-173965 (JP, A) JP-A-2-64950 (JP, A) Kaisho 60-65718 (JP, A) JP-A-3-66047 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G11B 15/43

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 供給リールから、回転磁気ヘッドが搭載
されたヘッドシリンダ、および、キャプスタンモータ
よって駆動されるキャプスタンを経て巻取リールに至る
走行路を有する磁気記録再生装置において、 供給リールからヘッドシリンダへの磁気テープの走行路
に近接して設けた一対の入側固定ピンと、 この一対の入側固定ピンを結んだ線に対して距離を変化
し得るように設けた入側可動ピンと、上記入側可動ピン
と接続され、上記一対の入側固定ピンを結んだ線と上記
入側可動ピンの間隔を制御する入側テープアクチュエ
ータと、 上記磁気テープを上記一対の入側固定ピン間で上記入側
可動ピンに係合させて上記磁気テープの入側ループを形
成するとともに、テンション制御信号により、上記入側
可動ピンの間隔を上記入側テープアクチュエータによっ
て制御して、この磁気テープのテンションを制御するテ
ンション制御系とを備え、 上記テンション制御信号を生成するために、上記テンシ
ョン制御系が入側テープアクチュエータからの位置信号
に基づいて、上記入側テープアクチュエータの特性を模
擬する状態推定器を含む ことを特徴とする磁気記録再生
装置。
A magnetic recording / reproducing apparatus having a running path from a supply reel to a take-up reel through a head cylinder on which a rotating magnetic head is mounted, and a capstan driven by a capstan motor. , A pair of entry-side fixing pins provided close to the running path of the magnetic tape from the supply reel to the head cylinder, and a distance between a pair of lines connecting the pair of entry-side fixing pins is provided. Entry side movable pin and above entry side movable pin
It is connected to, entry side tape actuator for controlling the distance between the pair of inlet side connecting fixing pins lines and upper fill movable pin
And over motor, the upper fill side the magnetic tape between the pair of input side fixing pins
Engage with the movable pins to form the entry loop of the magnetic tape.
At the same time as the input side
Adjust the distance between the movable pins with the input tape actuator.
To control the tension of this magnetic tape.
A tension control system for generating the tension control signal.
Is the position signal from the input tape actuator.
Based on the above, the characteristics of the entry tape actuator
A magnetic recording / reproducing apparatus comprising a simulated state estimator .
【請求項2】 磁気テープが巻かれた供給リールを回転
駆動する供給リール駆動手段と、 前記磁気テープを上記供給リールから回転磁気ヘッドが
搭載されたヘッドシリンダを介して所定速度で走行させ
る磁気テープ送り手段と、 前記供給リールから前記ヘッドシリンダへの磁気テープ
の走行経路中に設置され、前記供給リールと前記ヘッド
シリンダ間に設けられた一対の入側固定ピンを結んだ線
に対して距離を変化させて、前記磁気テープの走行経路
長を変化させる入側可動ピンと、 この可動ピンを駆動する入側テープアクチュエータと、 上記可動ピンの位置を検出する位置検出手段と、 上記位置検出手段からの出力信号と前記入側テープアク
チュエータの駆動電圧あるいは駆動電流とを演算して前
記磁気テープのテンションを検出するテンション検出手
段と、 このテンション検出手段の出力信号に基づいて前記供給
リール駆動手段単独あるいは前記入側テープアクチュエ
ータと協動して磁気テープのテンションを所定の値に制
御するテンション制御信号を出力するテンション制御手
段と、 前記磁気ヘッドによって前記磁気テープから再生された
信号のエンベロープに基づいてスペーシングエラーを検
出するスペーシング検出手段と、 このスペーシング検出手段から出力されたスペーシング
エラー信号を前記テンション制御信号に加算する手段
と、前記スペーシングエラー信号を加算した前記テンション
制御信号に基づいて、前記入側テープアクチュエータに
より可動ピンを制御するテンション制御系とを有する
とを特徴とする磁気記録再生装置。
2. A supply reel driving means for rotationally driving a supply reel on which a magnetic tape is wound, and a magnetic tape for moving the magnetic tape from the supply reel at a predetermined speed via a head cylinder on which a rotating magnetic head is mounted. Feed means, a line installed in the running path of the magnetic tape from the supply reel to the head cylinder, and connecting a pair of entry-side fixing pins provided between the supply reel and the head cylinder
An input-side movable pin that changes the distance of the magnetic tape to change the travel path length of the magnetic tape; an input-side tape actuator that drives the movable pin; a position detection unit that detects the position of the movable pin; The output signal from the position detecting means and the input tape
A tension detecting means for detecting a tension of the magnetic tape by calculating a driving voltage or a driving current of the tutor ; and a supply reel driving means alone or the input side tape actuator based on an output signal of the tension detecting means.
And tension control means for outputting a tension control signal to control the tension of the magnetic tape to a predetermined value by over data and cooperate spacing error based on the envelope of the signal reproduced from the magnetic tape by the magnetic head Means for detecting spacing, means for adding a spacing error signal output from the spacing detecting means to the tension control signal, and means for adding the spacing error signal to the tension.
Based on the control signal, the input tape actuator
A magnetic recording / reproducing apparatus, comprising: a tension control system for controlling a movable pin .
【請求項3】 上記スペーシング検出手段は、このスペ
ーシング検出手段から出力されるスペーシングエラー信
号が制限されたレベルを越えないようにするためのリミ
ッタを経てスペーシングエラー信号を出力するようにし
たことを特徴とする請求項2記載の磁気記録再生装置。
3. The spacing detection means outputs a spacing error signal via a limiter for preventing a spacing error signal output from the spacing detection means from exceeding a limited level. 3. The magnetic recording and reproducing apparatus according to claim 2, wherein:
【請求項4】 上記スペーシング検出手段は、 前記磁気ヘッドによって前記磁気テープから再生された
信号を包絡線検波する手段と、 前記磁気ヘッドによって前記磁気テープから再生された
信号に基づいて検出されたこの磁気ヘッドと磁気テープ
上の記録トラックとの相対位置誤差を示すトラッキング
エラー信号を得る手段と、 上記包絡線検波手段からの出力と上記トラッキングエラ
ー信号との差に基づいてスペーシング量を検出する手段
とを含むことを特徴とする請求項2または3記載の磁気
記録再生装置。
4. The apparatus according to claim 1, wherein the spacing detecting means detects an envelope of a signal reproduced from the magnetic tape by the magnetic head, and detects the signal based on a signal reproduced from the magnetic tape by the magnetic head. Means for obtaining a tracking error signal indicating a relative position error between the magnetic head and a recording track on the magnetic tape; and detecting a spacing amount based on a difference between an output from the envelope detection means and the tracking error signal. 4. A magnetic recording / reproducing apparatus according to claim 2, further comprising means.
【請求項5】 上記スペーシング検出手段は、 トラッキングエラーが小さいことがトラッキングエラー
信号に基づいて判別されたときにスイッチ手段を閉路し
て、上記スペーシング検出手段からのスペーシングエラ
ー信号を出力させるための判別手段を更に備えることを
特徴とする請求項4記載の磁気記録再生装置。
5. The spacing detecting means, when it is determined based on the tracking error signal that the tracking error is small, closes the switch means and outputs the spacing error signal from the spacing detecting means. 5. The magnetic recording / reproducing apparatus according to claim 4, further comprising a discriminating unit for determining whether the magnetic recording / reproducing apparatus is in a proper state.
【請求項6】 上記判別手段は、 トラッキングエラー信号の振幅と予め定めた電圧とを比
較することによってこのトラッキングエラー信号のレベ
ルを判別するようにしたことを特徴とする請求項5記載
の磁気記録再生装置。
6. The magnetic recording apparatus according to claim 5, wherein said determining means determines the level of the tracking error signal by comparing the amplitude of the tracking error signal with a predetermined voltage. Playback device.
【請求項7】 磁気テープが巻かれた供給リールを回転
駆動する供給リール駆動手段と、 前記磁気テープを上記供給リールから回転磁気ヘッドが
搭載されたヘッドシリンダを介して所定速度で走行させ
る磁気テープ送り手段と、 前記供給リールから前記ヘッドシリンダへの磁気テープ
の走行経路中に設置され、前記供給リールと前記ヘッド
シリンダ間の前記磁気テープの走行経路長を変化させる
入側可動ピンと、 この可動ピンを駆動する入側テープアクチュエータと、 上記可動ピンの位置を検出する位置検出手段と、 上記位置検出手段からの出力信号と前記入側テープアク
チュエータの駆動電圧あるいは駆動電流とを演算して前
記磁気テープのテンションを検出するテンション検出手
段と、 このテンション検出手段の出力信号に基づいて前記供給
リール駆動手段単独あるいは前記入側テープアクチュエ
ータと協動して磁気テープのテンションを所定の値に制
御するテンション制御信号を出力するテンション制御手
段と、 上記可動ピンの可動方向の加速度を検出する加速度検出
手段と、 この加速度検出手段によって検出された加速度信号によ
って、前記テンション制御信号を補正するための加算あ
るいは減算する加減算器と、 を備えることを特徴とする磁気記録再生装置。
7. A supply reel driving means for rotationally driving a supply reel on which a magnetic tape is wound, and a magnetic tape for moving the magnetic tape at a predetermined speed from the supply reel via a head cylinder on which a rotating magnetic head is mounted. Feeding means, an input-side movable pin installed in a traveling path of the magnetic tape from the supply reel to the head cylinder, and changing a traveling path length of the magnetic tape between the supply reel and the head cylinder; An input tape actuator for driving a movable pin; a position detecting means for detecting a position of the movable pin; an output signal from the position detecting means ;
A tension detecting means for detecting a tension of the magnetic tape by calculating a driving voltage or a driving current of the tutor ; and a supply reel driving means alone or the input side tape actuator based on an output signal of the tension detecting means.
And tension control means for outputting a tension control signal to control the tension of the magnetic tape to a predetermined value by over data and cooperate acceleration detection means for detecting the acceleration of a movable direction of the movable pin, by the acceleration detecting means A magnetic recording / reproducing apparatus, comprising: an adder / subtractor for adding or subtracting the tension control signal based on the detected acceleration signal.
【請求項8】 供給リールから、回転磁気ヘッドが搭載
されたヘッドシリンダ、および、キャプスタンモータに
よって駆動されるキャプスタンを経て巻取リールに至る
走行路を有する磁気記録再生装置において、 供給リールからヘッドシリンダへの磁気テープの走行路
に近接して設けた一対の入側固定ピンと、この一対の入
側固定ピンを結んだ線に対して距離を変化し得るように
設けた入側可動ピンと、上記一対の入側固定ピンを結ん
だ線と上記入側可動ピンの間隔を制御する入側テープア
クチュエータとを備えるとともに、 ヘッドシリンダと巻取リール間の走行路に近接して設け
た一対の出側固定ピンと、この一対の出側固定ピンを結
んだ線に対して距離を変化し得るように設けた出側可動
ピンと、上記一対の出側固定ピンを結ぶ線と上記出側固
定可動ピンとの間隔を制御する出側テープアクチュエー
とを備え、 記録時のテープ速度とは異なる速度での再生を行う際
に、上記入側テープアクチュエータと出側テープアクチ
ュエータとを互いに差動的に移動させてトラッキングを
行うようにしたことを特徴とする磁気記録再生装置。
8. A magnetic recording / reproducing apparatus having a running path from a supply reel to a take-up reel via a head cylinder on which a rotating magnetic head is mounted, and a capstan driven by a capstan motor. A pair of entry-side fixed pins provided in the vicinity of the running path of the magnetic tape to the head cylinder, and an entry-side movable pin provided to be able to change the distance with respect to a line connecting the pair of entry-side fixed pins, Entry taper that controls the distance between the line connecting the pair of entry-side fixed pins and the entry-side movable pin.
Together and a actuator, a pair of output side fixing pin provided in proximity to the travel path between the head cylinder and the take-up reel, so as to vary the distance with respect to the pair of output side fixing pins line connecting An output tape actuator for controlling a distance between the output movable pin provided, a line connecting the pair of output fixed pins, and the output fixed movable pin.
And a motor, when performing reproduction at a speed different from the tape speed during recording, the upper fill side tape actuator and egress tape activator
A magnetic recording / reproducing apparatus, characterized in that tracking is performed by moving the actuator differentially with respect to each other.
【請求項9】 上記出側テープアクチュエータを制御す
る信号は、この出側テープアクチュエータの特性を模擬
する状態推定器を含むトラッキング制御系によって生成
され、トラッキングエラーを検出するトラッキングエラ
ー検出手段をさらに備え、このトラッキングエラー信号
の比較的高い周波数成分で上記出側テープアクチュエー
を制御するとともに、このトラキングエラー信号の比
較的低い周波数成分で上記キャプスタンモータあるいは
巻取リールモータを制御するようにしたことを特徴とす
る請求項8記載の磁気記録再生装置。
9. A signal for controlling the delivery side tape actuator is generated by the tracking control system comprising a state estimator which simulates the characteristics of the exit side tape actuator, further comprising a tracking error detecting means for detecting a tracking error , The output tape actuator at the relatively high frequency component of this tracking error signal.
9. The magnetic recording / reproducing apparatus according to claim 8, wherein the capstan motor or the take-up reel motor is controlled by a relatively low frequency component of the tracking error signal.
【請求項10】 磁気ヘッドを記録媒体の記録面に向か
う突出方向に移動させるための移動手段と、この磁気ヘ
ッドの変位量に基づいて、この磁気ヘッドと記録媒体と
の面圧を推定する面圧推定器とを備え、この面圧推定器
によって推定された面圧推定値と基準面圧との差に基づ
いて得られ面圧制御信号によって上記移動手段を制
御して上記磁気ヘッドを移動させ、この磁気ヘッドと
録媒体の面圧を一定に制御するようにしたことを特徴
とする磁気記録再生装置。
10. A moving means for moving a magnetic head in a protruding direction toward a recording surface of a recording medium, and a surface pressure between the magnetic head and the recording medium based on a displacement amount of the magnetic head. and a surface pressure estimator to estimate, by the surface pressure control signal obtained based on the difference between the estimated surface pressure value and the reference surface pressure by the surface pressure estimator, and controls the moving means the magnetic head is moved, the magnetic recording and reproducing apparatus is characterized in that so as to control the surface pressure between the magnetic head serial <br/> recording medium constant.
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