JPH0675321B2 - テープ走行装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は8mmVTRやＲ−DAT等のヘリカルスキャン方式の
磁気記録再生装置において、磁気ヘッドの走査軌跡がト
ラックに沿う様にテープの走行位相を制御し、かつ、磁
気テープのテンションを一定に保ちながらテープを走行
させるテープ走行装置に関するものである。

従来の技術 一般に、ヘリカルスキャン方式の磁気記録再生装置にお
いては、信号再生時に磁気ヘッドが磁気テープ上の記録
トラックを正確に走査するように磁気テープの走行位相
を制御する。例えば、Ｒ−DATではATF（automatic trac
K finding）信号を記録時にエリア分割で記録し、再生
時にはATFエリアを磁気ヘッドが走査する際に両隣接ト
ラックからのクロストークを利用してトラッキングずれ
を検出し、これに応じてキャプスタンモータを制御して
磁気テープの走行位相を制御している。（例えば、「日
経エレクトロニクス」1987 ６−29） また、磁気テープのテンションを適当な値に保つため
に、磁気テープのテンションを検出する手段を設け、検
出結果に応じて磁気テープが巻かれた供給リールの駆動
トルクを制御して磁気テープのテンションを略一定にす
ることを行なっていた。（例えば、「VTR設計最新技術
資料集」日本工業技術センター編） 発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記の様な構成では、例えばカセット式
VTRにおいては供給リールと供給リールを駆動する手段
との間には機械的なガタがあり、制御利得を大きくする
とこのガタによってバックラッシュが発生し制御帯域を
十分確保できず、高い周波数のテンション変動を抑制す
ることができない課題があった。すなわち、磁気ヘッド
が磁気テープ上の記録トラックを正しく走査するように
磁気テープの走行位相を制御することによって発生する
高い周波数の磁気テープのテンション変動を十分抑制す
ることができなかった。

課題を解決するための手段 ヘリカルスキャン方式の磁気記録再生装置において、磁
気テープが巻かれた供給リールを駆動するリール駆動手
段と、前記磁気テープを磁気ヘッドが搭載される回転ド
ラムを介して前記供給リールから引き出し略一定速度で
走行させるテープ移送手段と、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、前記供給リール
と前記テープ移送手段との間に設置され前記供給リール
と前記テープ移送手段との前記磁気テープの長さを可変
規制する第１及び第２の可動ポストと、前記第１及び第
２の可動ポストをそれぞれ駆動する第１及び第２のアク
チュエータ手段と、前記磁気テープ上の記録トラックの
位置と前記磁気ヘッドの走査位置のずれを検出するトラ
ッキングエラー検出手段と、前記トラッキングエラー検
出手段の出力に応じて前記テープ移送手段を制御して前
記磁気テープを走行位相を制御する第１のトラッキング
制御手段と、前記トラッキングエラー検出手段の出力に
応じて前記第１のアクチュエータ手段を制御して前記第
１の可動ポストの位置を可変する第２のトラッキング制
御手段と、前記テンション検出手段の出力に応じて前記
リール駆動手段を制御する第１のテンション制御手段
と、前記トラッキングエラー検出手段の出力を前記テン
ション検出手段の出力に応じて可変倍する可変利得増幅
手段と、前記可変利得増幅手段の出力に応じて前記第２
のアクチュエータ手段を駆動し前記第２の可動ポストの
位置を制御する第２のテンション制御手段とを具備する
ものである。

作 用 本発明は上記した構成によって、トラッキングエラー検
出手段によって磁気ヘッドの走査軌跡と磁気テープ上の
記録トラックとのずれを検出し、低周波数成分のトラッ
キング誤差はテープ移送手段によって補正され、高周波
数成分のトラッキング誤差は第１のアクチュエータ手段
による第１の可動ポストの位置制御によって補正され
る。

さらに、磁気テープのテンション変動はテンション検出
手段によって検出され、低周波数のテンション変動はリ
ール駆動手段によって抑制され、第１のアクチュエータ
手段によるトラッキング動作に起因する高周波数成分の
テンション変動は第２のアクチュエータ手段による第２
の可動ポストの位置制御によって抑制される。

以上の作用によって、トラッキング動作による高い周波
数のテンション変動を抑制し上記した課題を解決してい
る。

実施例 以下本発明の一実施例のテープ走行装置について、図面
の参照しながら説明する。

第１図は本発明の実施例におけるテープ走行装置の構成
図を示すものである。第１図において、１は磁気テー
プ、２は磁気テープ１が巻かれた供給リールである。供
給リール２はその同心軸2aを介してリールモータ３によ
って駆動される。４は磁気テープ１を供給リール２から
引き出し移送するテープ移送手段である。テープ移送手
段４はキャプスタンモータ4cによって直接回転駆動され
るキャプスタン軸4aと磁気テープ１をキャプスタン軸4a
に押圧するピンチローラ4bで構成される。

磁気テープ１は供給リール２から引き出されポストP1,P
2,P3,P4,P5,P6,P7,P8を経てテープ移送手段４に至り、
巻取りリール（図示を省略）によって巻き取られる。５
はテンション検出手段である。軸5dの周りに回動自在に
構成されるアーム5aはバネ5bによって牽引される。ポス
トP4はアーム5aに取り付けられており、磁気テープ１の
テンションとバネ5bのバネ力のつり合いによるアーム5a
の位置変動によってテンションの検出が行なわれる。ア
ーム5aの位置変動は位置センサ5cによって検出される。

テンション検出手段５の出力ａは第１のテンション制御
回路13に入力される。第１のテンション制御回路13はリ
ールモータ３を制御し、磁気テープ１に適当なバックテ
ンションを与える。

６は第２のアクチュエータであり、軸6bによって第２の
可動ポストP2が取り付けられたアーム6aが接続される。

７は回転ドラムであって、磁気ヘッド８が搭載される。
磁気ヘッド８は回転ドラム７と共に回転し、磁気テープ
１上の記録トラックをヘリカル走査する。

トラッキングエラー検出回路９は、磁気ヘッド８の再生
出力ｂから磁気テープ１に記録構成されたトラックの位
置と磁気ヘッド１の走査位置のずれを検出する。トラッ
キングエラー検出回路９の出力ｃは第１のトラッキング
制御回路10に入力される。第１のトラッキング制御回路
10はトラッキングエラー検出回路９の出力ｃに応じてテ
ープ移送手段４を駆動し、磁気テープ１の走行位相を制
御して磁気ヘッド１の走査位置と磁気テープ１上の記録
トラック位置のずれを補正する。

さらに、トラッキングエラー検出回路９の出力ｃはフィ
ルタ回路14を経て第２のトラッキング制御回路15に入力
される。フィルタ回路14はハイ・パス・フィルタであっ
てトラッキングエラー検出回路９の出力ｃの所定の周波
数以上の成分を通過する。第２のトラッキング制御回路
15はフィルタ回路14の出力ｄに応じて第１のアクチュエ
ータ16を駆動・制御する。第１のアクチュエータ16には
軸16−２によって第１の可動ポストP7が取り付けられた
アーム16aが接続される。すなわち、第２のトラッキン
グ制御回路15はフィルタ回路14の出力ｃに応じて第１の
可動ポストP7を位置制御して磁気テープ１のポストP6,P
7,P8に拘わるテープ規制長を増減し、磁気テープ１の回
転ドラム７での走行位相を高周波数領域で制御して磁気
ヘッド８の走査軌跡に対して磁気テープ１上の記録トラ
ックの位置を一致させる。

さらに、フィルタ回路14の出力ｄは可変利得増幅器11に
入力される。可変利得増幅器11はフィルタ回路14の出力
ｄをテンション検出手段５の出力ａに応じて可変倍して
出力する。第２のテンション制御回路12は、可変利得増
幅器11の出力信号ｅを入力指令として第２のアクチュエ
ータ６を駆動し、トラッキング制御動作（第１の可動ポ
ストP7の位置制御動作）によって発生する磁気テープ１
のテンション変動を除去する様に第２の可動ポストP2を
位置制御する。

すなわち、第２のトラッキング制御回路15による第１の
可動ポストP7の位置変化によって磁気テープ１の回転ド
ラム７での走行位相が進められ供給リール２から磁気テ
ープ１が引き出され様とする時は第２のテンション制御
回路12によって第２の可動ポストP2は磁気テープ１のポ
ストP1,P2,P3に拘わるテープ規制長を短くし磁気テープ
１を弛ませる方向に駆動され、逆に第２のトラッキング
制御回路15による第１の可動ポストP7の位置変化によっ
て磁気テープ１の回転ドラム７での走行位相が遅らされ
て供給リール２に磁気テープ１が巻取られようとする時
は第２のテンション制御回路12によって第２の可動ポス
トP2は磁気テープ１のポストP1,P2,P3に拘わるテープ規
制長を長くし磁気テープ１を張る方向に駆動される。ま
た、第２の可動ポストP2の位置変化の大きさは可変利得
増幅器11によってテンション検出手段５のの出力ａに応
じて自動調整されテンション変動が最小となる様に構成
される。

次に、第１図における構成要素の動作について説明す
る。

第２図は磁気テープ１に記録されたトラックの様子を示
す概念図である。21,22,23が記録トラックを示す。各ト
ラックにはそれぞれf1,f2,f3の周波数の信号が記録され
るエリア21a,22a,23aが設けられる。

第３図はトラッキングエラー検出回路９の具体的な構成
を表す構成図である。例えば、磁気ヘッド８が第２図に
示したトラック22を走査している場合、まず磁気ヘッド
８の再生出力ｂは周波数選別回路32に入力される。周波
数選別回路32は、f2なる周波数の信号の入力を検出す
る。f2なる周波数の信号の入力が検出されると、磁気ヘ
ッド８が第２図に示したエリア22aの位置を走査してい
ることが検出される。周波数選別回路32の結果によって
サンプリングタイミング発生回路33が動作して時間t1後
にスイッチ34を、時間t2後にスイッチ37をそれぞれ所定
時間だけ閉じる。時間t1後の磁気ヘッド１の走査位置は
エリア21aに差しかかった所であり、時間t2後の磁気ヘ
ッド１の走査位置はエリア23aに差しかかった所である
ように時間t1,t2が設定される。磁気ヘッド８の再生出
力ｂはエンベロープ検出回路31にも入力される。エンベ
ロープ検出回路31は再生信号ｂの包絡線を検出して出力
する。周波数選別回路32によって磁気ヘッド８の走査位
置がエリア22aにあると検出された後、時間t1後にスイ
ッチ34が所定時間だけ閉じられるとエンベロープ検出回
路31の出力はホールド回路35によってその後ホールドさ
れる。このときの磁気ヘッド１にはクロストークによっ
て、隣接トラック21のエリア21aの周波数f1の信号が再
生されている。また、時間t2後にはスイッチ37が所定時
間だけ閉じられると先のt1後にホールドした信号から現
時刻のエンベロープ検出回路の出力を減算器36によって
減算した信号がホールド回路38によってホールドされ
る。このときの磁気ヘッド１にはクロストークによっ
て、隣接トラック23のエリア23aの周波数f3の信号が再
生されている。すなわち、この一連の動作によって磁気
ヘッド８がトラック22を走査する場合のトラック22と磁
気ヘッド８の走査位置のずれが検出されることになる。
なお、39は時間積分回路であって、ホールド回路38の出
力を時間積分して信号ｃを出力している。

第４図は第１のトラッキング制御回路10の具体的な構成
を表す構成図である。

キャプスタンモータ4cの回転位相に同期したパルスを発
生するパルス発生手段41の出力パルスと基準パルス44の
位相差を位相比較器45で検出する。トラッキングエラー
検出回路９の出力ｃと位相比較器45の出力は比較器46で
比較されその結果が補償回路43に入力される。補償回路
43はここでの制御ループの安定性を確保するために入力
信号の所定の周波数以上の成分を＋6dB/octの傾斜で強
調して出力する。補償回路43の出力は駆動回路42に入力
され、駆動回路42はキャプスタンモータ4cに入力に応じ
たトルクを発生させる。すなわち、トラッキングエラー
検出回路９の出力ｃに応じた分だけキャプスタンモータ
4cの回転位相を増減させる。結局、トラッキングエラー
検出回路９の出力ｃに応じて磁気テープ１の走行位相が
補正され、磁気テープ１上のトラック位置に対する磁気
ヘッド８の走査位置のずれを無くするように動作する。

第５図は第１のテンション制御回路13の具体的な構成を
表す構成図である。

テンション検出手段５の出力ａは補償回路51に入力され
る。補償回路51は所定の周波数以上の成分を＋6dB/oct
の傾斜で強調して出力する。補償回路51の出力は駆動回
路52入力され、駆動回路52はリール駆動手段３に入力に
応じたトルクを発生させ、磁気テープ１のバックテンシ
ョンを略一定に制御している。

第６図は可変利得増幅器11の具体的な構成を表す構成図
である。

フィルタ回路14の出力ｄとテンション検出手段５の出力
ａは第１の乗算器61に入力され乗算され、第１の乗算器
61は乗算結果である信号ｆを出力する。信号ｆは積分器
62に入力され時間積分され、積分器62は積分結果である
信号ｇを出力する。第２の乗算器63はトラッキングエラ
ー検出手段９の出力ｃと信号ｆを乗算し、出力信号ｅを
発生する。すなわち、信号ｅはフィルタ回路14の出力ｄ
（トラッキングエラー検出回路９の出力ｃの高周波数成
分）をテンション検出手段５の周力ａに応じて可変倍す
ることになり、利得調整はテンション変動がゼロとなる
ように収束する。

第７図は第２のトラッキング制御回路15の具体的な構成
を表す構成図である。

フィルタ回路14の出力ｄは、比較器72によって第１の可
変ポストP7の位置を検出する位置センサ71の出力と比較
されその結果が補償回路73に入力される。補償回路73は
ここでの制御ループの安定性を確保するために入力信号
の所定の周波数以上の成分を＋6dB/octの傾斜で強調し
て出力する。補償回路73の出力は駆動回路74に入力さ
れ、駆動回路74は第１のアクチュエータ16に入力に応じ
たトルクを発生させ、軸16b,アーム16aを介して第１の
可変ポストP7を駆動し位置制御する。

第８図は第２のテンション制御回路12の具体的な構成を
表す構成図である。

可変利得増幅器11の出力ｅは、比較器82によって第２の
可変ポストP2の位置を検出する位置センサ81の出力と比
較されその結果が補償回路83に入力される。補償回路83
はここでの制御ループの安定性を確保するために入力信
号の所定の周波数以上の成分を＋6dB/octの傾斜で強調
して出力する。補償回路83の出力は駆動回路84に入力さ
れ、駆動回路84は第２のアクチューエータ６に入力に応
じたトルクを発生させ、軸6b,アーム6aを介して第２の
可変ポストP2を駆動し位置制御する。

さて、前に述べた通りテープ移送手段４によって磁気テ
ープ１が略一定速度で走行されるとき、テンション検出
手段５によって磁気テープ１のテンションが検出され、
これに応じて第１のテンション制御手段13はリールモー
タ３のトルクを制御し、磁気テープ１に適当なバックテ
ンションを与える。さらに、トラッキングエラー検出回
路９によって磁気テープ１畳の記録トラックの位置と磁
気ヘッド８の走査位置のずれが検出されると第１のトラ
ッキング制御回路10によってテープ移送手段４を制御す
ると同時に、第２のトラッキング制御回路15によって第
１の可動ポストP7の位置が制御され、磁気テープ１の回
転ドラム７での走行位相を補正して磁気テープ１上の記
録トラックの位置と磁気ヘッド８の走査位置のずれをな
くする。このトラッキング動作の繰り返しにおいて、磁
気テープ１には第１のテンション制御手段13だけでは抑
制できない高い周波数のテンション変動が発生しようと
する。しかし、トラッキングエラー検出回路９の出力は
フィルタ回路14及び可変利得増幅器11を介して第２のテ
ンション制御手段12に送られ、第２のテンション制御手
段12は第２の可動ポストP2を第１のトラッキング制御回
路10によるテープ移送手段４の動作、及び第２のトラッ
キング制御回路15による第１の可動ポストP7の動作に対
して略差動駆動して、磁気テープ１のポストP1からポス
トP3に至る規制長を可変して磁気テープ１のテンション
変動を抑制する。また、可変利得増幅器11の利得はテン
ション検出手段５の出力によって調整され、テンション
変動が無くなったところで収束する。

以上、本発明の一実施例のテープ走行装置について説明
したが、テープ走行装置全体の系の安定性を考慮する
と、磁気テープ１の走行位相を制御する第２のトラッキ
ング制御回路15の制御周波数特性（極配置）と第２のテ
ンション制御回路12の制御周波数特性（極配置）は、ほ
ぼ等しく設計されることが望ましい。

また、第１のテンション制御回路13の制御周波数特性は
第１のトラッキング制御回路10の制御周波数特性より広
帯域に設計されることが望ましい。

さらに、可変利得増幅器11は第９図に示す構成図の様に
構成されることが望ましい。第９図は第１図における可
変利得増幅器11の別の具体的な構成例を示す構成図であ
る。テンション検出手段５の出力ａは微分器91に入力さ
れ、微分器91は微分結果である信号ｈを出力する。加算
器92は信号ａと信号ｈを所定の利得で加算し、加算結果
である信号ｉを出力する。さらに、乗算器93は信号ｉと
フィルタ回路14の出力ｄを乗算し、乗算結果である信号
ｊを出力する。積分器94は信号ｊを時間積分し、積分結
果である信号ｋを出力する。乗算器95はフィルタ回路14
の出力ｄと信号ｋを乗算し、出力信号ｅを発生する。

発明の効果 以上のように本発明によるテープ走行装置は、トラッキ
ングエラー検出手段の出力に応じてテープ移送手段及び
第１のアクチュエータ手段を駆動し、磁気テープの走行
位相を制御して磁気ヘッドの走査軌跡を磁気テープ上の
記録トラックに沿うようにする際、第２のアクチュエー
タ手段によって第２の可動ポストは磁気テープの走行位
相変動によるテンション変動を打ち消すように第１の可
動ポストに対し略差動動作してトラッキング動作によっ
て発生する高い周波数のテンション変動は抑制されたの
で、従来によるテープ走行装置の課題を解決し、磁気ヘ
ッドと磁気テープのタッチは良好に保たれ、かつ、再生
ジッタは極めて小さくなると同時に磁気テープのダメー
ジも極めて小さくなる。

また、本発明のテープ走行装置においては可変利得増幅
手段を具備することによって機構部材のばらつき等を吸
収し極めて精度の高いテンション制御が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例におけるテープ走行装置の構成
図、第２図は磁気テープに記録されたトラックの様子を
示す概念図、第３図はトラッキングエラー検出回路の具
体的な構成を表す構成図、第４図は第１のトラッキング
制御回路の具体的な構成を表す構成図、第５図は第１の
テンション制御回路の具体的な構成を表す構成図、第６
図は可変利得増幅器の具体的な構成を表す構成図、第７
図は第２のトラッキング制御回路の具体的な構成を表す
構成図、第８図は第２のテンション制御回路の具体的な
構成を表す構成図、第９図は第１図における可変利得増
幅器の別の具体的な構成を表す構成図である。 １……磁気テープ、２……供給リール、３……リールモ
ータ、４……テープ移送手段、５……テンション検出手
段、P2……第２の可動ポスト、６……第２のアクチュエ
ータ、８……磁気ヘッド、９……トラッキングエラー検
出回路、10……第１のトラッキング制御回路、11……可
変利得増幅器、12……第２のテンション制御回路、13…
…第１のテンション制御回路、15……第２のトラッキン
グ制御回路、16……第１のアクチュエータ、P7……第１
の可動ポスト。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ヘリカルスキャン方式の磁気記録再生装置
   において、磁気テープが巻かれた供給リールを駆動する
   リール駆動手段と、前記磁気テープを磁気ヘッドが搭載
   される回転ドラムを介して前記供給リールから引き出し
   略一定速度で走行させるテープ移送手段と、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、前
   記供給リールと前記テープ移送手段との間に設置され前
   記供給リールと前記テープ移送手段との前記磁気テープ
   の長さを可変規制する第１及び第２の可動ポストと、前
   記第１及び第２の可動ポストをそれぞれ駆動する第１及
   び第２のアクチュエータ手段と、前記磁気テープ上の記
   録トラックの位置と前記磁気ヘッドの走査位置のずれを
   検出するトラッキングエラー検出手段と、前記トラッキ
   ングエラー検出手段の出力に応じて前記テープ移送手段
   を制御して前記磁気テープを走行位相を制御する第１の
   トラッキング制御手段と、前記トラッキングエラー検出
   手段の出力に応じて前記第１のアクチュエータ手段を制
   御して前記第１の可動ポストの位置を可変する第２のト
   ラッキング制御手段と、前記テンション検出手段の出力
   に応じて前記リール駆動手段を制御する第１のテンショ
   ン制御手段と、前記トラッキングエラー検出手段の出力
   を前記テンション検出手段の出力に応じて可変倍する可
   変利得増幅手段と、前記可変利得増幅手段の出力に応じ
   て前記第２のアクチュエータ手段を駆動し前記第２の可
   動ポストの位置を制御する第２のテンション制御手段と
   を具備するテープ走行装置。
2. 【請求項２】可変利得増幅手段はテンション検出手段の
   出力の値とトラッキングエラー検出手段出力の値を乗算
   する第１の乗算器と、前記第１の乗算器の乗算結果を時
   間積分する積分器と、前記トラッキングエラー検出手段
   の出力の値と前記積分器の積分結果の値を乗算する第２
   の乗算器から構成され、前記第２の乗算器の乗算結果を
   前記第２のテンション制御手段の入力信号とすることを
   特徴とする請求項（１）記載のテープ走行装置。
3. 【請求項３】可変利得増幅手段はテンション検出手段の
   出力の値を時間微分する微分器と、前記テンション検出
   手段の出力の値と前記微分器の微分結果の値を加算する
   加算器と、前記加算器の加算結果の値と前記トラッキン
   グエラー検出手段の出力の値を乗算する第１の乗算器
   と、前記第１の乗算器の乗算結果を時間積分する積分器
   と、前記トラッキングエラー検出手段の出力の値と前記
   積分器の積分結果の値を乗算する第２の乗算器から構成
   され、前記第２の乗算器の乗算結果を前記第２のテンシ
   ョン制御手段の入力信号とすることを特徴とする請求項
   （１）記載のテープ走行装置。
4. 【請求項４】第２のテンション制御手段の周波数特性は
   第２のトラッキング制御手段の周波数特性と略等しく設
   定されることを特徴とする請求項（１），（２）、又は
   （３）のいずれかに記載のテープ走行装置。