JPH0677297B2 - 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、（5a），（5b）は上記ヘツド台（４）の先
端に180゜の位相角を隔てて固着されたヘツド、（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、（13）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。

上記各ヘツド（5a），（5b）は上ドラム（３）に対して
一定の位置に固定保持され、その先端が上ドラム（３）
の外周より少し突出しているとともに接続部（10a），
（10b）、配線板（11a），（11b）、接続部（12a），
（12b）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。上記各ヘツド（5a），（5b）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（5a），（5b）の回転
によりヘツド（5a），（5b）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、（5A）はヘツド（5a），（5b）の軌跡、
（V0）はヘツド（5a），（5b）の回転速度であり、磁気
テープ（13）の軌跡（13a）とヘツド（5a），（5b）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（5a），（5b）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（5a），（5b）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（5a），（5b）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
（5a），（5b）がピツクアツプする信号レベルが低くな
り、鮮明な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 56−5
0329 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２つの
ヘツド位置制御素子を取り付け、これら各ヘツド位置制
御素子の可動部にそれぞれ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個のヘツドを機械的に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、２個の回転磁気ヘツドを変位させるための２つ
のヘツド位置制御素子を含む駆動部に対する駆動用電気
信号の供給手段として、、回転トランスなどによる電磁
的な結合手段または導電性スリツプリングとブラシを採
用した給電手段が採用されるが、何れの手段にしても上
記した公報には明示されていないものの、一般的には２
つの駆動部に対して個別的に駆動用電気信号を供給する
手段が採用されるものであり、それゆえに駆動部の構成
要素数が多大で、組立工数、コスト、信頼性の面で問題
を発生しやすく、また電圧ロスも大きくなる欠点があっ
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よくおこなうこ
とができ、しかも全体の構成要素数をできるだけ削減し
て組立工数およびコストの低減、信頼性の向上、電圧ロ
スの減少を図ることが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
向に変位可能なヘツドとからなる複数個の駆動部と、上
記各駆動部それぞれのヘツドが電気的に接続された上ト
ランスと、上記上トランスに対面し磁気的に結合された
下トランスを回転ドラム内に収納配置した構成とし、上
記複数個の駆動部それぞれの制御側に各別に挿入された
抵抗と接触子と電極との直列体を介して各駆動部に各別
に制御電流を供給するように構成するとともに、複数個
の駆動部の非制御側を共通にして１組の電極と接触子を
介して基準電位に接続し、かつ各駆動部のヘツドの変位
を制限する電流制限器の電流検出用抵抗と各駆動部を電
流駆動するときの電流帰還ループを構成するための電流
検出用抵抗とを、上記各駆動部の制御側端子に接続の抵
抗をもつて共用するように構成したことを特徴とする。

［作用］ この発明によれば、上記駆動部それぞれにおいてその制
御側に接続の抵抗と接触子と電極とを通して各コイルに
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
て各ヘツドを磁気的反作用を介して機械的にテープの幅
方向に変位させ、これによつて各ヘツドそれぞれの再生
軌跡を記録軌跡に一致させることができる。そしてこの
場合、上記各駆動部に供給される制御電流は、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、上記抵抗の両端電圧の検出にもとづいて｜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
造的制限の関係となるように制限され、駆動部の自己発
熱による損傷、ヘツドの過剰変位による機械的な破損が
防止される。

また、上記駆動部を電流駆動するが、この電流駆動時に
おいて上記抵抗が電流帰還ループを構成する１要素にも
なる。

［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）はヨーク（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
状ギヤツプに円筒形コイル（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）からなる高時速の磁気閉回路において、その
永久磁石（43）と強磁性対板（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
の相対的軌跡（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図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），（61b）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），（61b）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
-3），（15-3）を介してコイル（42a），（42b）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（42a），（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（4
3）と磁気的反作用を発生し、個々のヘツド（5a），（5
b）に機械的変位を発生させる。そ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（42
a），（42b）に供給される。個々のヘツド（5a），（5
b）によつて再生された信号は上トランス（7a），（7
b）、下トランス（8a），（8b）間の電極変換作用によ
り可動部（74）からヘツドアンプ（72a），（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（5a）
（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、制限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グループと、コンデンサ（71a），
（71b）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、電圧駆動操作とな
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
（74）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
では電気駆動をおない、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、並行バネでも
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、実際には180゜の位相を隔てて２つの磁気
ヘツド（5a）と（5b）とが装着されており、これら２つ
の磁気ヘツド（5a），（5b）に対する制御回路が第５図
に示したとおりである。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（42a），（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層大き
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、複数個のヘツドそれぞ
れをテープの幅方向に変位させるように制御することに
よつて各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
ず所定レベルの再生信号を得ることができ、また複数個
の駆動部を１組１体に構成して回転ドラム内に収納配置
することで組立や調整を容易なものにできるという効果
を有するが、とくに、この発明によるときは複数個の駆
動部を個々に変位制御可能としながら、それら複数個の
駆動部の非制御側を共通にして１組の電極と接触子を通
して基準電位に接続させる構成とすることにより電極と
接触子の使用数を減少することができ、かつ上記各駆動
部の制御側に接続させた抵抗をヘツドの変位を制限する
ための電流制限器の電流検出用抵抗と駆動部を電流駆動
する場合の電流帰還ループの電流検出用抵抗とに共用す
ることで、抵抗の使用数およびその組立工数を少なくす
ることができ、もつて全体として構成要素の数を大幅に
削減し、組立工数およびコストの低減、動作の信頼性を
向上することができる。またそれゆえに、電圧ロスも少
なくなり、電源電圧の設定値を低くすることができ、熱
的な損傷防止、放熱性の向上といつた効果をも奏する。

【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），（15-1）（15
-2），（15-3）……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、（6
5a），（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
   なる複数個の駆動部と、上記各駆動部のヘッドが電気的
   にそれぞれ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各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において、上記複数個
   の駆動部におけるコイルに制御電流を供給するように各
   駆動部の制御側端子に抵抗と接触子と電極とをそれぞれ
   直列に接続するとともに、上記各駆動部の非制御側端子
   を共通にして１組の電極と接触子とを介して基準電位に
   接続し、かつ上記各駆動部の制御側端子に接続された抵
   抗を、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、上記各駆動部のヘッドの変位が｜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
   限する電流制限器の電流検出用抵抗と、上記各駆動部を
   電流駆動するときの電流帰還ループを構成するための電
   流検出用抵抗とに共用するように構成したことを特徴と
   する回転ドラム制御装置。