JPH05325336A - 磁気記録再生装置 - Google Patents

磁気記録再生装置

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JPH05325336A
JPH05325336A JP4128605A JP12860592A JPH05325336A JP H05325336 A JPH05325336 A JP H05325336A JP 4128605 A JP4128605 A JP 4128605A JP 12860592 A JP12860592 A JP 12860592A JP H05325336 A JPH05325336 A JP H05325336A
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magnetic tape
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Akito Yoshimoto
昭人 吉元
Toru Okuda
徹 奥田
Narimitsu Kakiwaki
成光 垣脇
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 テープ速度を検出し、テープ巻取リールの回
転数を制御し、安定した磁気テープの一定速度走行を実
現することによって、構造の簡略化による大幅なコスト
低減を図ることを目的とする。 【構成】 磁気テープの速度検出手段より得られた速度
情報を制御回路において、設定された磁気テープの走行
速度と比較を行い、テープ巻取リールの駆動モータの回
転数を制御することにより、磁気テープの一定速度走行
を実現する。 【効果】 磁気テープの速度を検出し、テープ巻取リー
ルの回転数を制御し、磁気テープの一定速度走行を実現
することにより、磁気記録再生装置の簡略化、小型化、
軽量化、コスト低減を実現することができ、制御系の伝
達特性において、磁気テープとリールに関する全等価慣
性モーメントに起因して現れる共振、反共振を調整する
ことにより、磁気テープの一定速度走行性能を向上させ
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気テープを用いる磁
気記録再生装置に関し、特に磁気テープを一定速度で安
定した走行を実現する構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の磁気テープを用いる磁気記録再生
装置では、磁気テープの定速駆動方法として、キャプス
タン軸にピンチローラを圧接し、両者の間に磁気テープ
を挟んでキャプスタンを一定速度で回転させることによ
り磁気テープの一定速度走行を実現する方法が広く一般
に用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
キャプスタンを用いることにより、磁気テープの定速走
行を実現する磁気記録再生装置では、テープ巻取リール
に磁気テープを巻き取る機構が必要であり、また、テー
プ巻取リールに巻回せれる磁気テープの巻径が変化する
ため、リールへの動力伝達部にスリップ機構などが必要
となり、構造的にも非常に複雑であり、コストの面にお
いても問題であった。
【0004】さらに、テープ速度を検出し、直接テープ
巻取リール駆動モータの回転数を制御することにより磁
気テープの一定速度走行を実現する磁気記録再生装置で
は、テープ速度を検出し、テープ巻取リール駆動モータ
の回転数を制御する制御系の中に、磁気テープそのもの
が含まれるため、リールに巻回される磁気テープの巻径
変化や巻きむらなどの状態変化により制御系が変化し、
磁気テープの一定速度走行の実現に悪影響を及ぼした。
特に、テープ速度を検出し、テープ巻取リール駆動モー
タの回転数を制御する制御系において、磁気テープとテ
ープ供給リールに関する全等価慣性モーメントに起因す
る反共振と、磁気テープとテープ巻取リールに関する全
等価慣性モーメントとテープ供給リールに関する全等価
慣性モーメントに起因する共振とが存在し、これらがテ
ープ速度を検出し、テープ巻取リール駆動モータの回転
数を制御する制御系の伝達特性を制限し、磁気テープの
一定速度走行性能、すなわちワウ・フラッターを悪化さ
せる原因となった。
【0005】本発明は、上記課題を解決するものであ
り、テープ速度を検出し、直接テープ巻取リール駆動モ
ータの回転数を制御し、磁気テープの一定速度走行を実
現することによって、構造の簡略化による大幅なコスト
低減を図るとともに、安定した磁気テープの一定速度走
行を実現した磁気記録再生装置を提供することを目的と
する。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の磁気記録再生装
置は、上記目的を達成するために、磁気テープに磁気ヘ
ッドで情報を記録または再生を行う磁気記録再生装置で
あって、移送される磁気テープの速度検出手段とテープ
巻取リールのリール駆動手段と前記テープ速度検出手段
により得られた速度情報からテープ巻取リールのリール
駆動モータの回転数を制御する制御回路を具備し、前記
テープ速度検出手段により得られた速度情報からテープ
巻取リールのリール駆動モータの回転数を制御すること
により、磁気テープの走行速度の制御を行うことを特徴
とする磁気記録再生装置において、磁気テープとテープ
供給リールに関する全等価慣性モーメントに起因して現
れる反共振の周波数よりも磁気テープとテープ巻取リー
ルに関する全等価慣性モーメントとテープ供給リールに
関する全等価慣性モーメントに起因して現れる共振の周
波数が、録音再生時、磁気テープをテープ巻取リールに
巻き始める時点から巻き終わる時点までの間、高くなる
ように構成したことを特徴とする。
【0007】上記磁気記録再生装置において、特に、テ
ープ巻取リール駆動モータとテープ巻取リール駆動モー
タにより駆動される減速手段とテープ巻取リール台とテ
ープ巻取リールとテープ巻取リールに巻回された磁気テ
ープロールとのテープ巻取リールの回転軸まわりの等価
慣性モーメントをJT、テープ巻取リールに巻回された
磁気テープの巻径半径をRT、磁気ヘッドと磁気テープ
との接触面からテープ巻取リールまでの間の磁気テープ
の長手方向のバネ定数をKT、テープ供給リール台とテ
ープ供給リールとテープ供給リールにより巻回された磁
気テープロールとのテープ供給リールの回転軸まわりの
等価慣性モーメントをJS、テープ供給リールに巻回さ
れた磁気テープの巻径半径をRS、磁気ヘッドと磁気テ
ープとの接触面からテープ供給リールまでの間の磁気テ
ープの長手方向のバネ定数をKSとし、録音再生時、磁
気テープをテープ巻取リールに巻き始める時点から巻き
終わる時点までの間、 KS・RS 2/JS<KS・KT/(KS+KT)・(RS 2/JS+RT 2/
T) の関係が成り立つように構成したことを特徴とする。
【0008】
【作用】本発明は、磁気テープの速度を検出し、直接テ
ープ巻取リール駆動モータの回転数を制御し、磁気テー
プの一定速度走行を実現する制御系において、磁気テー
プとテープ供給リールに関する全等価慣性モーメントに
起因する反共振の周波数よりも磁気テープとテープ巻取
リールに関する全等価慣性モーメントとテープ供給リー
ルに関する全等価慣性モーメントに起因する共振の周波
数が、録音再生時、磁気テープをテープ巻取リールに巻
き始める時点から巻き終わる時点までの間、高くなるよ
うに構成することによって、制御系の伝達特性での位相
の遅れを低減し、サーボ帯域を向上させ、磁気テープの
一定速度走行性能、すなわちワウ・フラッターの改善を
得る。
【0009】
【実施例】以下に、本発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。
【0010】図1は、磁気ヘッドを磁気テープの速度を
検出する手段として用い、リール駆動手段として、リー
ルを直接モータで駆動する方式を用いた場合についての
一実施例である。テープ供給リール3に巻かれる磁気テ
ープ5は、テープ巻取リール駆動モータ6aを駆動させ
ることにより、直接テープ巻取リール2を回転させ、移
送されるとともにテープ巻取リール2に巻き取られる。
この場合、テープ供給リール3に直接取り付けられたリ
ール駆動モータ6bは制御されておらず、自由に回転で
きる状態になっている。磁気ヘッド1から得られた磁気
テープ5のテープ速度検出信号は、テープ速度算出回路
8に入力され信号処理された後、制御回路9に入力され
る。制御回路9では、検出された磁気テープ5の速度信
号とあらかじめ設定された磁気テープ5の走行速度、す
なわち目標速度との比較を行い、得られた制御信号は増
幅回路10で増幅される。増幅された制御信号は、モータ
ドライバー11を介した後、リール駆動モータ6aに入力
され、リール駆動モータ6aの回転数の制御を行う。ま
た、モータドライバー11から出力される制御信号をリー
ル駆動モータ6aあるいは6bへスイッチ12を切り替え
ることによって、磁気テープ5の双方向走行が実現さ
れ、磁気テープ5の早送り及び巻戻しは、リール駆動モ
ータ6aあるいは6bを高速で回転させることによって
実現される。
【0011】図1のような磁気テープの速度を検出し、
直接テープ巻取リール駆動モータの回転数を制御するこ
とにより、磁気テープの一定速度走行を実現する磁気記
録再生装置において、磁気テープとテープ供給リールに
関する全等価慣性モーメントに起因する反共振と、磁気
テープとテープ巻取リールに関する全等価慣性モーメン
トとテープ供給リールに関する全等価慣性モーメントに
起因する共振が存在する。
【0012】図2は、図1のような磁気記録再生装置の
制御系の伝達特性図である。図2(a)のAが前記共振で
あり、図2(a)のBが前記反共振である。図2(a)のよ
うに前記共振よりも前記反共振が高い周波数となる場
合、図2の(b)のCのように前記共振周波数付近におい
て、急激な位相の遅れが生じる。この急激な位相の遅れ
は、制御系の安定性を確保する上でサーボ帯域を制限
し、磁気テープの一定速度走行性能、すなわちワウ・フ
ラッターを悪化させる原因となる。
【0013】図3は、図1のような磁気記録再生装置の
制御系において、前記反共振よりも前記共振が高い周波
数となるように構成した場合の伝達特性図である。図3
(a)のように前記共振Aが前記反共振Bよりも周波数が
高くなる場合、図3(b)のように前記反共振周波数付近
において、位相が進み、制御系の安定性を確保する上で
サーボ帯域を制限することはなく、逆にサーボ帯域を向
上させることができ、磁気テープの一定速度走行性能、
すなわちワウ・フラッターを向上させることができる。
【0014】前記共振の周波数及び反共振の周波数は、
リールに関する全等価慣性モーメントとリールに巻回さ
れる磁気テープの巻径半径と磁気テープの長手方向のバ
ネ定数により決定される。前記反共振周波数は、磁気ヘ
ッドと磁気テープの接触面からテープ供給リールまでの
間の磁気テープとテープ供給リールと係合して回転する
回転体のテープ供給リールの回転軸まわりの等価慣性モ
ーメントとの固有の共振周波数であり、前記共振周波数
は、磁気ヘッドと磁気テープの接触面からテープ巻取リ
ールまでの間の磁気テープと磁気ヘッドと磁気テープの
接触面からテープ供給リールまでの間の磁気テープとテ
ープ巻取リールと係合して回転する回転体のテープ巻取
リールの回転軸まわりの等価慣性モーメントとテープ供
給リールと係合して回転する回転体のテープ供給リール
の回転軸まわりの等価慣性モーメントとの固有の共振周
波数である。
【0015】図1において、磁気ヘッド1と磁気テープ
5との接触面からテープ供給リール3までの磁気テープ
5の長さをLS、縦弾性係数をES、磁気テープ5の幅を
W、厚みをDとすると、磁気ヘッド1と磁気テープ5と
の接触面からテープ供給リール3までの磁気テープのバ
ネ定数KSは、 KS=ES・W・D/LS (gf/cm) となる。同様に、磁気ヘッド1と磁気テープ5との接触
面からテープ巻取リール2までの磁気テープの長さをL
T、縦弾性係数をETとすると、磁気ヘッド1と磁気テー
プ5との接触面からテープ巻取リール2までの磁気テー
プのバネ定数KTは、 KT=ET・W・D/LT (gf/cm) となる。ここで、磁気テープ5の縦弾性係数ES及びET
が異なるのは、磁気テープは非線形弾性体であり、図4
に示すような応力−ひずみの関係をもち、磁気ヘッド1
と磁気テープ5との接触面からテープ巻取リール2まで
の間の磁気テープのテープテンションと磁気ヘッド1と
磁気テープ5との接触面からテープ供給リール3までの
間の磁気テープのテープテンションが異なるためであ
る。
【0016】また、テープ供給リール3とテープ供給リ
ール台との合計慣性モーメントをJRS、テープ供給リー
ル駆動モータ6bのローラの慣性モーメントをJMS、テ
ープ供給リール3に巻回された磁気テープロールの慣性
モーメントをJTSとすると、テープ供給リール3の回転
軸まわりの全等価慣性モーメントJSは、 JS=JRS+JMS+JTS (gf・cm・s2) となる。同様に、テープ巻取リール2とテープ巻取リー
ル台との合計慣性モーメントをJRS、テープ巻取リール
駆動モータ6aのローラの慣性モーメントをJMT、テー
プ巻取リール2に巻回された磁気テープロールの慣性モ
ーメントをJTTとすると、テープ巻取リール2の回転軸
まわりの全等価慣性モーメントJTは、 JT=JRT+JMT+JTT (gf・cm・s2) となる。ただし、リール駆動モータとリールとの間に減
速機構を用いた場合、モータのローラの慣性モーメント
は減速比を考慮し、モータにより駆動される減速手段の
慣性モーメントを考慮しなければならない。
【0017】よって、前記反共振周波数fSは、テープ
供給リール3に巻回された磁気テープの巻径半径をRS
とすると、 fS=1/(2π)・(KS・RS 2/JS)1/2 (Hz) となり、前記共振周波数fTは、テープ巻取リール2に
巻回された磁気テープの巻径半径をRTとすると、 fT=1/(2π)・[KS・KT/(KS+KT)・(RS 2/JS+RT 2/JT)]1/2 (Hz) となる。したがって、録音再生時、テープ巻取リールに
磁気テープを巻き始める時点から巻き終わる時点までの
間、前記反共振の周波数よりも前記共振の周波数が常に
高くなるためには、 KS・RS 2/JS<KS・KT/(KS+KT)・(RS 2/JS+RT 2/
T) の関係が成り立つように各要素を構成すれば良いことが
わかる。
【0018】図5に前記反共振の周波数よりも前記共振
の周波数が高く、その周波数の差が大きい場合の伝達特
性図である。図5の場合、前記反共振においてゲインを
大きく失うため、磁気テープの一定速度走行性能を大き
く向上させることは難しい。したがって、前記反共振の
周波数よりも前記共振の周波数が高く、その周波数の差
をできるだけ小さくすることが、磁気テープの一定速度
走行性能を大きく向上させるためには望ましいことは言
うまでもない。
【0019】このように本実施例では、磁気テープとテ
ープ供給リールに関する全等価慣性モーメントに起因し
て現れる反共振の周波数よりも磁気テープとテープ巻取
リールに関する全等価慣性モーメントとテープ供給リー
ルに関する全等価慣性モーメントに起因して現れる共振
の周波数が高くなるように構成することにより、制御系
の伝達特性において、急激な位相の遅れを防ぎ、制御系
の安定性を確保し、サーボ帯域を向上させることがで
き、リール駆動方式による磁気テープの一定速度走行を
実現することができる。
【0020】
【発明の効果】以上のように本発明は、走行する磁気テ
ープの速度検出手段と磁気テープ巻取リールのリール駆
動手段とテープ速度検出手段により得られた速度情報か
らテープ巻取リールのリール駆動モータの回転数を制御
する制御回路を設けることにより、キャプスタンやピン
チローラ、リール駆動部でのスリップ機構などを用いな
いテープ速度制御系で、磁気テープの一定速度走行が可
能となり、磁気記録再生装置の簡略化、小型化、軽量
化、コスト低減の実現に優れ、その実用的効果は大き
い。
【0021】さらに、磁気テープとテープ供給リールに
関する全等価慣性モーメントに起因して現れる反共振の
周波数よりも磁気テープとテープ巻取リールに関する全
等価慣性モーメントとテープ供給リールに関する全等価
慣性モーメントに起因して現れる共振の周波数が高くな
るように構成することにより、テープ速度制御系の伝達
特性を向上させることができ、リール駆動方式による磁
気テープの一定速度走行性能、すなわちワウ・フラッタ
ーを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例の構成図である。
【図2】本発明の磁気記録再生装置の制御系の伝達特性
図である。
【図3】本発明の磁気記録再生装置の制御系の伝達特性
図である。
【図4】本発明の構成を用いた場合の、磁気テープにお
ける応力−ひずみ線図である。
【図5】本発明の磁気記録再生装置の制御系の伝達特性
図である。
【符号の説明】 1 磁気ヘッド 2 テープ巻取リール 3 テープ供給リール 4 カセットハーフ 5 磁気テープ 6 リール駆動モータ 7 パッド 8 テープ速度算出回路 9 制御回路 10 増幅回路 11 モータドライバー 12 スイッチ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁気テープに磁気ヘッドで情報を記録ま
    たは再生を行う磁気記録再生装置であって、移送される
    磁気テープの速度検出手段とテープ巻取リールのリール
    駆動手段と前記テープ速度検出手段により得られた速度
    情報からテープ巻取リールのリール駆動モータの回転数
    を制御する制御回路を具備し、前記テープ速度検出手段
    により得られた速度情報からテープ巻取リールのリール
    駆動モータの回転数を制御することにより、磁気テープ
    の走行速度の制御を行うことを特徴とする磁気記録再生
    装置において、磁気テープとテープ供給リールに関する
    全等価慣性モーメントに起因して現れる反共振の周波数
    よりも磁気テープとテープ巻取リールに関する全等価慣
    性モーメントとテープ供給リールに関する全等価慣性モ
    ーメントに起因して現れる共振の周波数が、録音再生
    時、磁気テープをテープ巻取リールに巻き始める時点か
    ら巻き終わる時点までの間、高くなるように構成したこ
    とを特徴とする磁気記録再生装置。
  2. 【請求項2】 請求項1項記載の磁気記録再生装置にお
    いて、テープ巻取リール駆動モータとテープ巻取リール
    駆動モータにより駆動される減速手段とテープ巻取リー
    ル台とテープ巻取リールとテープ巻取リールに巻回され
    た磁気テープロールとのテープ巻取リールの回転軸まわ
    りの等価慣性モーメントをJT、テープ巻取リールに巻
    回された磁気テープの巻径半径をRT、磁気ヘッドと磁
    気テープとの接触面からテープ巻取リールまでの間の磁
    気テープの長手方向のバネ定数をKT、テープ供給リー
    ル台とテープ供給リールとテープ供給リールにより巻回
    された磁気テープロールとのテープ供給リールの回転軸
    まわりの等価慣性モーメントをJS、テープ供給リール
    に巻回された磁気テープの巻径半径をRS、磁気ヘッド
    と磁気テープとの接触面からテープ供給リールまでの間
    の磁気テープの長手方向のバネ定数をKSとし、録音再
    生時、磁気テープをテープ巻取リールに巻き始める時点
    から巻き終わる時点までの間、 KS・RS 2/JS<KS・KT/(KS+KT)・(RS 2/JS+RT 2/
    T) の関係が成り立つように構成したことを特徴とする磁気
    記録再生装置。
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