JPH0677296B2 - 回転ドラム制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、例えばビデオ・テープ・レコーダ（以下、
VTRと称す）における再生画質を改善するために適用さ
れるもので、回転ドラムに設けられたヘッドを磁気テー
プの幅方向に変位可能となして再生時において記録時の
軌跡を忠実にトレースさせるように構成した回転ドラム
制御装置に関するものである。

［従来の技術］ 第６図は従来の回転ドラム制御装置における回転ドラム
の縦断面図であり、同図において、（１）は回転軸、
（２）は固定の下ドラム、（３）は回転する上ドラム、
（４）は上記上ドラム（３）に脱着自在にネジ止めされ
たヘツド台（５）は上記ヘツド台（４）の先端に固着さ
れたヘツド、（６）は上記下ドラム（２）に対して回転
軸（１）を自由回転自在に支承するベアリング、（７）
は上記上ドラム（３）とともに回転する上トランス、
（８）は固定した下トランス、（９）は回転軸（１）に
支持され、上記の上ドラム（３）を担持する台座、（1
3）は磁気テープである。

上記各部の構成をより詳細に説明すると、次のとおりで
ある。

上記ヘツド（５）は上ドラム（３）に対して一定の位置
に固定保持され、その先端がドラム（３）の外周より少
し突出しているとともに接続部（10）、配線板（11）、
接続部（12）を経て上トランス（７）に電気的に接続さ
れている。上ドラム（３）は一定の高速度で回転させら
れ、この上ドラム（３）と下ドラム（２）との外周面に
磁気テープ（13）がやや斜めに巻き付けられて所定の速
度で走行する。上記ヘツド（５）は磁気テープ（13）に
接触して磁気的に映像信号や音声信号を記録またはは再
生する。

上記の上トランス（７）は台座（９）に取り付けられて
台座（９）とともに回転する。下トランス（８）は微小
な間隔を置いて上トランス（７）に対面し、これにより
上下トランス（７），（８）は磁気的に結合され信号を
相互に伝達する。下トランス（８）は外部に設けた図外
の制御回路に接続されている。

また、第６図において、（75）は上ドラム（３）に取付
けられた磁石、（18）はこの磁石（75）の磁力線を感知
して上ドラム（３）の回転位置を検知する回転位置検知
器である。

つぎに、上記構成の動作について説明する。

磁気テープ（13）の走行とヘツド（５）の回転によりヘ
ツド（５）は磁気テープ（13）を斜めに横切る。これら
横切り線は第７図に示すように、相互に平行になつてい
る。第７図において、（13a）は磁気テープ（13）の軌
跡、（V1）は磁気テープ（13）の通常の送り速度、（5
A）はヘツド（５）の軌跡、（V0）はヘツド（５）の回
転速度であり、磁気テープ（13）の軌跡（13a）とヘツ
ド（５）の軌跡（5A）とは図示のように交差している。

したがつて、ヘツド（５）により磁気テープ（13）に画
かれる相対的軌跡、つまり上記横切り線は第７図（ａ）
に示すごとく（Ａ）となり、その間隔（Ｐ）がトラツク
ピツチである。ところで、たとえば高速リサーチ時のよ
うに、磁気テープ（13）の送り速度が（V1）から（V2）
に増大すると、磁気テープ（13）に対するヘツド（５）
の相対的軌跡は第７図（ｂ）に示すごとく（Ｂ）とな
る。このように磁気テープ（13）の送り速度が通常の送
り速度（V1）に対して異なる速度で再生される、たとえ
ば高速リサーチ再生やスロー再生、静止再生などの場
合、ヘツド（５）が記録軌跡を正確に追跡しないではず
れてしまい、そのためにヘツド（５）がピツクアツプす
る信号レベルが低くなり、鮮明ない再生画像や再生音声
を得ることが困難で、ノイズの発生をまねく。

このような問題を解決するために、従来、特公昭56−50
329号公報に示されたように、回転ヘツドに、印加する
電気信号の大きさに応じて変位する特性をもつヘツド位
置制御素子を取り付け、このヘツド位置制御素子の可動
部に２つの回転磁気ヘツドを回転ドラムの回転軸心に沿
つてそれぞれ別個に変位可能に取り付けて、高速リサー
チ再生やスロー再生などの再生モードに応じた電気信号
を上記ヘツド位置制御素子に供給することにより上記２
個のヘツドを変位させて磁気テープの記録軌跡に正確に
追跡させる、つまりトラツキングさせるように構成した
ものが知られている。

［発明が解決しようとする問題点］ 以上のように構成された従来の回転ドラム制御装置にお
いては、回転磁気ヘツドを変位させるためのヘツド位置
制御素子を含む駆動部へ供給される制御電流を制限する
手段を全く開示していない。このような制御電流の制限
手段をもたないものでは長時間に亘る連続作動によつて
駆動部が自己発熱し、その発熱によつて駆動部の熱的損
傷をまねくばかりでなく、ヘツドの変位が過剰になり、
ヘツドを含めて駆動部の機械的変形、さらには機械的な
損傷を生じるといつた問題があつた。

この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、再生時のトラツキングを安定化してS/Nのよ
いノイズレス再生を確実におこなうことができ、しかも
ヘツドを変位させるための制御電流を適正に保つてヘツ
ドを含む駆動部の熱的損傷、機械的破損を確実に防止で
きる回転ドラム制御装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明にかかる回転ドラム制御装置は、磁気回路内に
設置されたコイルとこのコイルと共動してテープの幅方
向に変位可能なヘッドとからなる駆動部を回転ドラムの
回転周期に関連した周期で駆動する駆動回路と、通常再
生速度を１とした場合の相対再生速度を所望速度とした
場合、上記ヘッドの変位を｜所望速度−1|×トラックピ
ッチ＜ヘッドの変位制限＜ヘッドの構造的変位制限なる
関係となるように制御電流を制限する電流制限器とを具
備したことを特徴とする。

［作用］ この発明によれば、上記駆動部に外部から制御電流を供
給することによりコイルと共動してヘツドを磁気的にテ
ープの幅方向に変位移動させて、再生時におけるヘツド
軌跡を記録軌跡に一致させるトラツキングをおこなうの
であるが、この場合、上記駆動部に供給する制御電流を
上記した関係となるように制御することによつて駆動部
の自己発熱による損傷を防ぐとともにヘツドの過剰変位
をなくして機械的な損傷も防ぐことができる。

［発明の実施例］ 以下、この発明の一実施例を図面にもとづいて説明す
る。

第１図はこの発明の一実施例による回転ドラム制御装置
の主要部を示す縦断面図、第２図はその平面図、第３図
は主要部をさらに詳細に示す縦断面図、第４図は第３図
の底面図であり、これらの図において、（１）〜
（３）、（５）〜（13）は第６図で示す従来の装置と同
一の構成であるため、同一の符号を付してある。

第１図、第２図において、（4a）はヘツド（５）を担持
してヘツド（５）をテープの幅方向に変位させる駆動
部、（14）は上記駆動部（4a）に制御電流を供給するた
めの非回転接触子、（15）は上記接触子（14）と摺動接
触するように台座（９）の一部に設けられた回転電極、
（16）は電極（15）から配線板（11）を経由して駆動部
（4a）に電気接続する接続部である。

第３図、第４図で示す主要部において、（41）は先端に
ヘツド（５）を取り付けた非磁性体の板バネ、（42）は
板バネ（41）に取り付けられた円筒形コイル、（43）は
円筒形コイル（42）を上下に移動させるために磁気的反
作用を発生させる円柱形永久磁石、（44）は円柱形永久
磁石（43）を担持して上ドラム（３）に装着された強磁
性体のヨーク、（45）はヨーク（44）に取り付けられて
円柱形永久磁石（43）とともに磁気的閉回路を構成する
ための強磁性体板である。この強磁性体板（45）はヘツ
ド（５）から遠ざかる方向に延び、その延長部に取付部
（45a）を形成している。（46）は板バネ（41）を上記
取付部（45a）に取り付けるネジ、（47）はスペーサ、
（48）は座金、（49）ヨーク（44）を上ドラム（３）に
取り付けるネジ、（50）は駆動部（4a）を収容するため
に回転上ドラム（３）に形成した凹所である。

上記板バネ（41）の自由端部は上下に可動であり、板バ
ネ（41）が担持している円筒形コイル（42）は円柱形永
久磁石（43）と強磁性体板（45）との間に形成された環
状ギヤツプに配置されていて上下に変位可能であり、上
記円筒形コイル（42）に制御電流を通すことによりコイ
ル（42）に適当な磁束を発生させて永久磁石（43）との
相互作用によりコイル（42）を上下に変位させる。この
コイル（42）の上下変位に伴つて板バネ（41）が変形
し、ヘツド（５）がテープの幅方向に変位可能とされて
いる。

上記板バネ（41）のほぼ中央に心出し用丸孔（52）が形
成され、この丸孔（52）に円筒状の治具（53）を挿入し
て円柱形永久磁石（43）に合わせることにより円柱形永
久磁石（43）と強磁性体板（45）との間に形成された環
状ギャップに円筒形コイル（42）を心出しして位置決め
させることができる。この状態でネジ（46）を締め付け
ることにより駆動部（4a）がユニツトとして組み立てら
れる。

このようにユニツトとして組み立てられた駆動部（4a）
が上ドラム（３）の凹所（50）内にネジ（49）で取り付
けられる。その際、上ドラム（３）の外周面よりヘツド
（５）が突出する量および姿勢を正しく調節しなければ
ならない。そのために、上ドラム（３）に３個のヘツド
位置調整用孔（51a），（51b），（51c）を設ける。こ
れらの３個の孔（51a），（51b），（51c）とヘツド
（５）とを含めての４点は十字形配置になつている。こ
の十字形配置の交点から距離（ｌ）だけ半径方向内方に
ずれて駆動部取り付け孔（49a）が形成され、この孔（4
9a）にネジ（49）を通してヨーク（44）を上ドラム
（３）に所定の状態に取り付ける。その後、ヘツド位置
調整用孔（51a）〜（51c）に位置調整用の楔を挿入して
孔（51a）と（51b）で回転力を発生させて姿勢を調節
し、孔（51c）でヘツド（５）の突出量を調節する。こ
れによつて上ドラム（３）に対する駆動部（4a）の位置
が正確なものとなる。必要ならば、この状態においてネ
ジ（49）をさらに締め付ける。

以上のように、永久磁石（43）、ヨーク（44）、強磁性
体板（45）からなる高磁束の磁気閉回路において、その
永久磁石（43）と強磁性体板（45）との間の環状ギヤツ
プ内に位置する円筒形コイル（42）が、その制御電流に
より永久磁石（43）に対して磁気力を作用させて、板ば
ね（41）を変位させることができるが、ヘツド（５）に
向う磁束漏れを防ぐために、強磁性体板（45）の延長部
である取付部（45a）をヘツド（５）より遠ざけて配置
している。

つぎに、上記構成の動作について説明する。

例えば、テープ送り速度（V2）が通常の送り速度（V1）
より速くなつた場合、磁気ヘツド（５）を固定位置より
第７図（Ｃ）の矢印（Ｔ）の方向、すなわちテープの幅
方向に変位させてヘツド（５）の軌跡を（5A）から（5
B）に変化させると、テープ（13）とヘツド（５）との
相対軌跡が（Ｃ）となり、この相対軌跡（Ｃ）が記録時
の相対軌跡（Ａ）と一致する。上記のテープ送り速度以
外の送り速度であつてもその速度に対応させてヘツド移
動をおこなうことにより、上記と同様に相対軌跡（Ｃ）
を相対的軌跡（Ａ）に一致させることができる。

第５時は上記構成の回転ドラム制御装置における制御回
路図であり、同図においてはヘツドを（5a），（5b）の
２系統に分け、それにともない各部の構成要素全てに
（ａ），（ｂ）の従属符号を付している。

第５図において、（61a），（62b）は切替信号によつて
制御される周期信号発生器である。上記切替信号は可動
部（74）に取り付けられた磁石（75）と位置検出ヘツド
（76）とにより、可動部（74）の機械的位置を検出し、
それに応じて切替信号発生器（77）により作成される。

上記周期信号発生器（61a），（62b）の出力は演算増幅
器（64a），（64b）、差動増幅器（69a），（69b）、電
流制御器（65a），（65b）、抵抗（62a），（63a），
（68a），（70a）、（62b），（63b），（68b），（70
b）、コンデンサ（71a），（71b）で構成される駆動回
路に供給される。この駆動回路の出力、つまり制御電流
は個々の制御側の接触子（14−１），（14−３）、電極
（15−１），（15−３）を介してコイル（42a），（42
b）に供給される。個々のコイル（42a），（42b）の非
制御側端子は共通にされており、一組の共通側の電極
（15−２）と共通側の接触子（14−２）を介して基準電
位に接続されている。制御電流が個々のコイル（42
a），（42b）に供給されることによつて発生する磁界
は、円柱形永久磁石（43）と磁気的反作用を発生し、個
々のヘツド（5a），（5b）に機械的変位を発生させる。
この変位量は再生時のヘツド軌跡が磁気テープ上の記録
軌跡と一致するような変位量に制御される。また、制御
電流はヘツド（5a），（5b）が磁気テープに接触してい
ない時もコイル（42a），（42b）に供給される。個々の
（5a），（5b）に磁気によつて再生された信号は上トラ
ンス（7a），（7b）、下トランス（8a），（8b）間の電
磁変換作用により可動部（74）からヘツドアンプ（72
a），（72b）に供給され、その出力は切替信号によつて
切替えられるスイツチ（73）を経て信号処理器（78）を
介して再生信号として出力される。

上記電流制限器（65a），（65b）はそれぞれウインドコ
ンパレータ（66a），（66b）、限流手段（67a），（67
b）から構成され、この電流制限器（65a），（65b）は
制御側に挿入された抵抗（68a），（68b）の両端の電
圧、つまりコイルに流れる電流を検出してヘツド（5
a），（5b）の変位が、通常再生速度を１とした場合の
相対再生速度を所望速度とした場合、 ｜所望速度−1|×トラックピッチ ＜ヘツドの変位制限＜ヘツドの構造的変位制限 となるように、制御電流を制限するように構成されてい
る。すなわち抵抗（68a），（68b）の両端の電圧で電流
制限器（65a），（65b）と電流帰還用の差動増幅器（69
a），（69b）は共動している。

なお上記の抵抗（63a），（63b）、（70a），（70b）、
コンデンサ（71a），（71b）、コイル（42a），（42b）
は、抵抗（63a），（63b）の抵抗値＞抵抗（70a），（7
0b）の抵抗値、コンデンサ（71a），（71b）のインピー
ダンス＞コイル（42a），（42b）の抵抗値といつた関係
に設定されている。

つぎに、上記制御回路の動作について説明する。

上記駆動回路は制御側に挿入された抵抗（68a），（68
b）の両端の電圧、つまりコイル（42a），（42b）に流
れる電流を差動増幅器（69a），（69b）で検出して電流
帰還動作をおこなうループと、コンデンサ（71a），（7
1b）を介して電圧帰還動作をおこなうループとの２つの
帰還ループを有している。

周波数が高い場合、コンデンサ（71a），（71b）のイン
ピーダンスは０に近づく。したがつて、電流帰還動作に
対して電圧帰還動作が支配的となり、電圧駆動動作とな
る。一方、周波数が低い場合、コンデンサ（71a），（7
1b）のインピーダンスは∽に近づく。したがつて、電圧
帰還動作に対して電流帰還動作が支配的となり電流駆動
動作となる。ここで、コイル（42a），（42b）と共動す
るヘツド（5a），（5b）の駆動基本周波数と可動部（7
4）の機械的共振周波数の関係は、駆動基本周波数＜駆
動部の機械的共振周波数であり、駆動基本周波数付近で
は電流駆動をおこない、共振周波数付近で電圧駆動をお
こなうことにより出力インピーダンスが小さい電圧駆動
時のコイル（42a），（42b）の両端に発生する逆起電力
を吸収して短絡制動をおこなう。

なお、電流駆動動作時と電圧駆動動作時とのゲインの差
をなくするために次のような回路定数を選択する。

なお、上記実施例では板バネ（41）に片持ちはり方式を
用いたが、両持ちはりでも、ねじりバネ、平行バネでも
よい。

また、強磁性体板（45）を延ばして取付部（45a）を形
成しているが、非磁性体からなる部材を、取付部（45
a）として接続延長してもよいし、ヨーク（44）に接続
延長してもよい。

また、駆動部（4a）の取り付けに際してヨーク（44）を
用いたが、強磁性体板（45）を用いて上ドラム（３）に
固定してもよい。その際、強磁性体板（45）に非磁性体
延長部を接続したものを用いてもよい。

また、電極（15）は台座（９）と一体となしたものを図
示したが、一体でなくともよい。

また、ヘツド位置調整用孔（51）は３個でヘツドを含め
て十字形に配置したが、それ以上でもよく、ネジ（49）
は回転軸（１）寄りに示したが逆にヘツド（５）寄りで
もよい。

なお、第１図乃至第４図においては説明の簡略化の点か
ら、上ドラム（３）には１つのヘツド（５）しか図示し
なかつたが、180゜の位置に対向してもう１つの磁気ヘ
ツドが装着されており、これら２つの磁気ヘツド（5
a），（5b）に対する制御回路を第５図に示している。
そして、４本の接触子のうちの各２本がそれぞれの磁気
ヘツド（5a），（5b）の駆動部の円筒形コイル（42
a），（42b）に制御電流を供給するようになされてい
る。

また、ヘツド（５）のギヤツプ部角度、つまりアジマス
角に触れなかつたが、VHS方式では一対のヘツドは逆方
向に傾いて自己の記録跡を他のヘツドが再生し難くして
いる。この場合、第７図（ｂ）のように、記録跡１本毎
に信号レベルが低下するので、この発明のようにヘツド
をテープの幅方向に変位させることの効果が一番大き
い。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、通常の送り速度に対
して異なる速度で再生する場合、ヘツドをテープの幅方
向に変位させるように制御することによつてヘツドを常
に記録軌跡に沿つて正確にトレースさせることが可能
で、テープ送り速度の変化にかかわらず再生信号レベル
の低下を抑えることができる利点を有するが、とくに、
この発明によれば、上記のようにヘツドを変位させるた
めに駆動部のコイルに供給される制御電流を制御側に挿
入された抵抗の両端電圧として検出して、ヘツドの変位
が、通常再生速度を１とした場合の相対再生速度を所望
速度とした場合、｜所望速度−1|×トラックピッチ＜ヘ
ツドの変位制限＜ヘツドの構造的変位制限となるよう
に、制御電流を制限することによつて駆動部の自己発熱
による熱的な損傷を防止することができるばかりでな
く、ヘツドの過剰変位によるヘツドを含む駆動部の機械
的変形、さらには機械的な損傷を防止することができ
る。したがつて、長時間に亘る連続再生においても制御
電流を適正に保ち、所定どおりのトラツキングを確実に
安定よくおこなうことができ、かつ装置全体の性能を長
年月に亘つて安定よく保持できるといつた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による回転ドラム制御装置
の主要部を示す縦断面図、第２図はその平面図、第３図
は主要部をさらに詳細に示す縦断面図、第４図は第３図
の底面図、第５図は制御回路図、第６図は従来の回転ド
ラム制御装置の主要部を示す縦断面図、第７図はVTRに
おけるテープとヘツドとの相対的軌跡を説明するための
図である。 （２），（３）……上下ドラム、（4a）……駆動部、
（５），（5a），（5b）……ヘツド、（７）、（８）…
…上下トランス、（13）……テープ、（14），（14−
１），（14−２），（14−３）……接触子、（15）……
電極、（41）……バネ、（42），（42a），（42b）……
円筒形コイル、（43）……円柱形永久磁石、（44）……
ヨーク、（45a）……取付部、（65a），（65b）……電
流制限器。 なお、図中の同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁気回路内に設置されたコイルとこのコイ
   ルと共動してテープの幅方向に変位可能なヘッドとから
   なる駆動部と、上記駆動部に制御電流を供給する接触子
   と、上記接触子に接触しかつ上記コイルが電気的に接続
   された電極と、上記ヘッドが電気的に接続された上トラ
   ンスと、この上トランスに対面しかつ磁気的に結合され
   た下トランスとを備え、上記上下のトランスおよび上記
   駆動部を回転ドラム内に収納配置した回転ドラム制御装
   置であって、記録時のヘッド軌跡と再生時のヘッド軌跡
   とが一致するように、上記駆動部を回転ドラムの回転周
   期に関連した周期で駆動する駆動回路と、通常再生速度
   を１とした場合の相対再生速度を所望速度とした場合、
   上記ヘッドの変位が｜所望速度−1|×トラックピッチ＜
   ヘッドの変位制限＜ヘッドの構造的変位制限の関係とな
   るように制御電流を制限する電流制限器とを具備したこ
   とを特徴とする回転ドラム制御装置。