JPS5836416B2 - エンドレステ−プ オ モチイタ コウミツドジキキロクサイセイホウシキ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はエンドレステープを用いた磁気記録再生装置に
関し、特に短いテープ長で十分な記録再生時間が得られ
る高密度磁気記録再生装置に関する。

テレビジョン信号のような映像信号の記録再生装置とし
て現在市販されているＶＴＲ，は広範囲の需要を期待さ
れながら価格の面で普及が遅れている。

このようなＶＴＲ装置の低価格化の努力は各方向に対し
てなされているが、磁気テープの消費量の減少を目的と
する高密度記録再生方式の実現も現在の重要な課題とな
っている。

しかしながら現在実用されている回転ヘッド型のＶＴＲ
，においてはテープと磁気ヘッドとの相対運動により記
録再生を行なっているため、再生時に高精度のトラッキ
ング機構が必要となる。

記録密度を大きくする一手段として磁気ヘッドを薄形に
しトランクピッチを狭くする方法が知られているが、こ
の方法ではピンチを狭くすればする程トラ゛ノキング機
構の精度が要求され逆にサーボ系が高価格となってしま
い一定の限度以下にトランクピンチを小さくすることは
困難であった。

本発明は従来の回転へ゛ノドＶＴＲ，のこのような欠点
に鑑みヘッドを固定したいわゆるエンドレステープ記録
再生装置を用いて高密度な磁気記録再生を行うものであ
る。

エンドレステープ磁気記録再生装置は現在のところオー
ディオの記録再生に用いられているがテレビジョン信号
のような高い周波数の信号の記録再生装置としては実用
化されていない。

その理由としては次のような点が挙げられる。

第１に高い周波数の記録のためにはヘッドとテープ間の
相対速度が大きくなければならないが、ヘ′ノドが固定
のためテープ速度が最低３ ｍ ／ ｓｅｃと著しく大
きく従って必要な記録再生時間を得るに必要なテープ長
は回転ヘッド型ＶＴＲに比べて極めて長くなる。

第２にこのように長いテープを高速度で回転すると回転
ムラが生じこれが画面にジツタとなって現われ安定な画
像が得られない。

本発明はこのように従来実用化が困難であった固定ヘッ
ド型の記録再生装置の原理を用いて信号の高密度記録お
よび再生を可能としたものである。

すなわち本発明はテープ長が例えば３００ｍ以下という
短いエンドレステープを用いてもトランクピンチを十分
小さくして記録密度を高めることにより必要な記録時間
が得られるという点に着目してなされたものである。

本発明の記録再生装置においてはテープ長が３００ｍ以
下のエンドレステープを用いかつテープを毎秒５ｍ以上
の高速度で駆動されるが、このような条件のもとではテ
ープ走行が極めて安定することが実験的に認められた。

この理由としてはテープ長が長くなると前述のようにテ
ープ巻回部が大きくなりこの部分における摩擦が増大し
、これがテープ走行を不安定にすること、テープ速度が
大きくなるとテープ巻回部に作用する遠心力が犬となり
これがテープ相互の摩擦を減少させることが考えられる
。

このような手段により安定化されたエンドレステープの
走行路にはテープの縁部を常に基準位置に保持するテー
プガイドが設けられ、このテープガイドの近傍において
テープに対向して磁気ヘッドが配置される。

この磁気ヘッドハ例えばマイクロメータのような高精度
のネジ送り機構によってテープの１周毎に周期的にかつ
テープの巾方向に２００μ以下好ましくは１３０μ以下
のピッチで間欠的に移動される。

このピンチはこの磁気記録再生装置により記録され又は
再生される信号の最小のトラックピンチを与えるもので
ある。

このトラックピンチは信号の記録方式としてＦＭ変調信
号による記録方式を採用することにより隣接トランク間
のガードスペースを１０μ程度とすれば１３０μは言う
までもな＜１００μ以下にしてもクロストークを防止し
得ることが確認された。

クロストークは一般に信号の記録波長が大きくなると大
きくなるが、映像信号の直接記録方式においては映像信
号中の低周波戒分の存在によりクロストークが大きくト
ランクピンチは２００μ以下に狭くできない。

これに対し比較的高い搬送波例えば５ＭＨｚの信号を映
像信号でＦＭ変調して記録をすると記録波長はほゾ平均
化されかつ非常に短くなるためトランクピンチを十分小
としてもクロストークを防止することができる。

信号のＦＭ記録方式は回転ヘッド型のＶＴＲ，において
は広く実用化されておりまた固定ヘッド型ＶＴＲ，に採
用することも提案されている（特公昭４３−２２０２７
）。

しカルながらこれらの装置においてＦＭ変調信号を用い
る目的は再生信号のレベル変動を防止することにあり本
発明のようにトラックピッチの縮小、すなわち高密度記
録の目的で用いる考えは従来全く知られていない。

従って不発明によれば２００μ以下の狭いトラックピン
チで記録された信号に対しても間欠的にヘッドをテープ
幅方向に移動する簡単な機械的ヘッド移動機構のみによ
って信号の再生ができ、複雑高価なトラッキングサーボ
系を全く必要としない利点が得られる。

さらに本発明によれば記録密度が著しく高くなるためテ
ープ消費量を減少できる。

以下本発明を具体的実施例によって詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例であるエンドレステープを用
いた記録再生装置の構造を示す祠視図である。

磁気テープ１は基板２に回転可能に取り付けられたリー
ル３に任意の半径で巻回されている。

テープ長は一例として約１００ｍ，テープ幅は１／２イ
ンチを用い、これを直径約６５鳳のリールに巻回すると
テープ巻回部４の直径は約９３ｉｎとなる。

テープ長、テープ幅は前記の寸法に限定されないことば
言うまでもないが実験的にはテープ長としては約３００
ｍ以下であることが好ましい。

テープ巻回部４においてテープ１はその回転にともなっ
て最内周部から引き出され後述する走行系路を経て最外
周部から巻取られるようにリール３に巻回される。

テープ巻回部４はその下面を基板２上に放射状に配置さ
れたテープ支持ローラ５により支持されている。

この支持体５は例えばゴムローラでありテープ巻回部４
の回転を円滑にするとともにこの回転による遠心力に対
し反する方向の摩擦力をテープに与える。

この摩擦力の作用はテープが例えば５ｍ以上の高速走行
を行なう際には遠心力との均衡によりテープ相互間の滑
り摩擦を減少する。

テープ巻回部４の最内周から引き出されたテープは基板
２に傾けて取り付けられた第１、第２のガイドボール６
，７に案内されて基板２に対して平行に走行するように
案内される。

第２のガイドポール７を通過したテープは基板２に垂直
に立てられたテープ幅方向の位置を規制する第３のポー
ル８を介してキャプスタン９および入ロピンチローラ１
０間に挿入される。

キャプスタン９は図示しないが基板２の下面に設けられ
たモータにより回転されビンチローラ１９とともにテー
プを駆動する。

このキャプスタン９の直径はテープ速度により決定され
るものであるが、この径が大きい方がジツタの防止にも
有効である。

またモータは６０Ｈｚ商用電源で動作する２極同期モー
タで回転数３． ６ ０ Ｏ ｒｍｓのものをキャプス
タン９に直結して用いる。

キャプスクンの径を５３ｗＩｔとすればこのようなテー
プ走行系および駆動装置によってテープ走行速度は約１
０ｍ／ｓｅｃとなる。

キャプスタン９および入口ビンチローラ１０間を通過し
たテープはキャプスタン９に近接して配置されたヘッド
対向ガイド１１に沿って進行し再びキャプスタン９と出
口ピンチロー２１２間を通過する。

ヘッド対向ガイド１１はテープが摺動ずる面１３が基板
２に対し正確に垂直となるように設置されかつ下部には
テープの幅方向の変動を規制するための水平な案内部１
４が設けられている。

さらにこのヘッド対向ガイド１１０表面中央部にはテー
プとの間に空間を形成するための凹部１５が形威されて
おり、磁気ヘソド１６はこの部分でテープに接触する。

磁気ヘッド１６はテープの走行方向に対しては移動しな
いいわゆる固定ヘッドであるが、テープの幅方向に対し
ては後に詳述するヘッド移動機構１７により段階的に移
動させられる。

キャプスタン９および出口ビンチローラ１２間を通過し
たテープはテープ溜１８に入り内部に設けられた第４の
ホール１９によりＳ字状に曲げられて前記テープ巻回部
４に巻き取られる。

このテープ溜１８はテープ幅よりわずか広い幅の側壁２
０．２１により周囲が囲われキャプスタン９、出口ビン
チローラ１２間から出たテープは第１の側壁２０に沿っ
て進行する。

このテープは途中で折り返され、第４のポール１９で再
び折り返されて第２の側壁２１に沿って進行しテープ巻
回部４に巻き取られる。

このようなエンドレステープ走行装置においてはテープ
１はキャプスタン９およびビンチローラ１０．１２によ
り駆動されテープ巻回部４はリール３とともにテープ張
力によって回転させられる。

この回転によってテープ１は最内周部から引き出され最
外周部から巻き取られテープの走行が継続される。

また、テープの走行時において前記テープ溜１８内のテ
ープは図のようにＳ字状の曲線を形成しつつ走行し、こ
れによってテープ巻回部４におけるテープ張力を発生さ
せる。

次べ上記実施例装置を用い、テープ走行速度とテーテ走
行の安定度すなわちワウあるいはフランクとの関係を測
定した実験について説明する。

先ずワウあるいはフランクの測定方法について説明する
と磁気テープ１に３ＫＨｚの正弦波によりｌＭＨｚの搬
送波をＦＭ変調して記録しておきこれをヘッド１６によ
り再生復調して３ＫＨｚの信号を取り出しワウメータに
よりこの再生信号の周波数変化Δｆを求め元の周波数ｆ
との比△ｆ／ｆを出力として検出する。

次にテープ走行速度の変化はモータの回転数を３ ６
０ Ｏ ｒｍｓの一定にしておき、径の異なるキャプス
クンを変換することにより３ｍ／ｓｅｃ．５ ｍ／ｓｅ
ｃ， Ｉ Ｏｍ／ｓｅｃ， １ ４ｍ／ ｓｅｃの各速
度でワウ、フラソクの測定を行なった。

なおこの場合テープ長はほゾ９０ｍとした。

このような方法で測定されたワウ、フラツタを電磁オツ
シログラフで表示した結果を第２図に示す。

各グノフＡ−Ｄは横軸に時間、縦軸にワウ、フラツタ△
ｆ／ｆがφ値で示されている。

同図のグラフでは時間軸が短いため比較的波長の大きな
波であるワウ（通常数Ｈｚ程度のくり返し）は明白には
現われず比較的波長の小さい波であるフラツタ（通常６
０ＨｚＬＪ上のくり返し）が主として示されている。

第３図はこれらの測定結果をテープ走行速度を横軸にと
リワウ、フラ′ノタのφ値を縦軸にとって表わしたグラ
フである。

図のＷはワウ、Ｆはフラソタの変化をそれぞれ示してい
る。

この図からワウはテープ走行速度によってはあまり変化
しないが、フラソタは３ｍ／ｓｅｃでは非常に大きいが
５ｍ／ｓｅｃで急激に減少しこれ以上の速度ではほゾ一
定の低い値をとることがわかる。

このようなテープ走行速度とワウ、フラツタとの関係は
本発明者の実験によって初めて発見されたもので従来全
く知られていなかった。

したがってこのような現象の生ずる理由も十分に解明さ
れてはいないが一つの原因としてはテープ巻回部に作用
する遠心力の作用によることが考えられる。

すなわちこの種のエンドレステープ走行装置におけるテ
ープ走行の不安定性の最犬の原因はテープ巻回部内にお
けるテープ張力の変動にあると考えられる。

そしてこのテープ巻回部内のテープに作用する張力Ｔは
主としてテープ巻回部に作用する遠心力によって生ずる
張力Ｔｃ，隣接テープ間あるいはテープ巻回部の支持体
とテープ側面との間の摩擦による張力Ｔｖの和 Ｔ＝Ｔｃ＋Ｔｖ で表わされる。

この式中のＴｖは摩擦に基く張力であるため一般に非常
に不安定となリワウ、フランクの原因となるものである
。

これに対し張力Ｔｃはテープ走行速度をＶ，テープの単
位長当りの質量をｍとすると理論的には Ｔｃ−＝ｍＶ２ となる。

この式からＴｃはＶが一定の場合は一定となりしかもＶ
２に比例して増加するため、テープ走行速度が大きい場
合は全張力Ｔに占めるＴｃの部分が相対的に大きくなり
全張力Ｔの変動が減少するものと考えられる。

次にエンドレステープの長さに関してはテープ長をは”
；４０ｍから４００ｍ程度まで変化させそれぞれ３ｍ／
ｓｅｅ，５ｍ／ｓｅｅ，ｌ Ｏｍ／ｓｅｃ，１４ｍ／ｓ
ｅＣで走行させて同様な実験をした結果、第４図および
第５図のような結果が得られた。

同図からテープ長が異なってもテープ走行速度が５ｍ／
ｓｅｃ以上の高速になるとワウ、フランクは一般に小さ
くなる傾向があることが認められるが、テープ長が増す
に従ってワウ、７ラックもある程度上昇する傾向も認め
られる。

この理由としてはテープ長が長くなるとテープ巻同部に
おけるテープ相互間あるいはテープ巻回部とこの支持体
間の摩擦が増大し前述した不安定要素Ｔｖの全張力Ｔに
占める割合が増大するためと考えられる。

しかしながらこの原因に基くワウ、フランタはテープの
材質の改良、テープ巻回部支持体の改良等により摩擦を
減少することにより減少することができ、上記の実験結
果から全長３００ｍ程度まではワウ、フラソタが小さく
十分実用化し得るものである。

第６図は第１図の装置のヘッド対向ガイド部分およびヘ
ンド１６の取付部のみ拡大して示す斜視図である。

第１図で説明した部分は対応する番号を付してある。

ヘッド対向ガイド１１はキャプスタン９の直径とほマ同
じ幅のテープ摺動部を有しテープの下縁部は水平のテー
プ案内部１４により幅方向の位置が規制されている。

このガイド１１によりテープはその縁部が常に基準位置
に保持される。

一方磁気へ゛ノド１５はテープ抑え部２２に設けられた
透孔２３を通して先端がテープに接触するように取付台
部２４上に固着される。

このテープ抑え部２２は円筒面の一部をなしヘッド対向
ガイド１１に凹部１５にまたがるように接触させられる
。

このヘッド１６はテープ抑え部２２とともに後述する機
械的トランスデューサ移動機構により矢印２５のように
移動させられるが、この移動の際テープ抑え部２２は常
にテープを対向ガイド１１の摺動面１３に押圧している
ようにヘッド１６の上下に円筒面が延長されている。

第γ図はへ゛ノド等のトランスデューサ移動機構の実施
例を示す図でＡはヘッドの案内機構、Ｂはヘッドの駆動
機構である。

第１の摩擦車３１は図示しないモークにより駆動され矢
印３２方向に回転する。

第２の摩擦車おは第１の摩擦車３１０回転により摩擦力
により矢印３４方向に回転させられる。

第２の摩擦車３３はネジ３５に対応するナット３６に固
着され、第２の摩擦車３３の回転によりナント３６を回
転する。

、ナット３６は破線で示す第１１第２の基板３７．３８
間に上下方向の移動を阻止するように支持されている。

したがって第２の摩擦車３３が回転するとネジ３５は摩
擦車３３０回転方向に応じて上下方向に移動する。

次にナット３６には位置決めカム３９が一体に回転する
ように固着されている。

位置決めカム襲は例えば９００毎に切溝４０が設けられ
ておりこの切溝４０に係止バネ４１が係合することによ
りカム３９０回転位置が９０°毎に固定される。

したがってネジ３５は９０°回転に対応するネジピンチ
で軸方向に間欠的に移動させられる。

この実施例ではネジ３５のピ゛ノチはＱ．５ ７１ｍと
しているため位置決めカム３９が９０°回転するとネジ
３５は１２５μだり移動する。

係止バネ４１ぱ位置決めカム３９の周辺に弾性的に接触
するように適当な位置に固定されている。

またこの位置決めカム３９の周辺にはマイクロスイッチ
４２の接点を開閉する弾性摺動子４３が同様に接触させ
られ係止バネ４１により決められた回転位置において切
溝４０に係合するように配置されている。

このマイクロスインチは切溝４０に係合したとき前記摩
擦車３１を駆動するモータの電源回路（図示せず）を開
くように構或される。

ネジ３５の上端近くには破線で示すようにヘッド取付基
板４４が他のネジ４５により固着されネジ３５とともに
上下方向に移動させられる。

ヘッド取付基板４４は側辺に三角形状の切溝４６を有し
、この切溝４６に対応して断面三角形状に形成されたレ
ール４７を有する第１１第２の案内板４８ ．４９によ
り案内される。

この一対の案内板４８．４９は前記第１の基板３７の対
応する位置に固定される。

さらに一対の案内板４８．４９の間にヘッド取付基板４
６の後辺を案内する第３の案内板５０が設けられ前記第
１、第２の案内板４８．４９とともにへ゛ノド取付基板
４４を三方向から支持案内する。

このようなヘッド駆動機構と案内機構とによってヘッド
はテープの幅方向に１２５μピッチで間欠的に移動させ
られる。

この移動は図示しないモータにより摩擦車３１を矢印方
向に間欠的に回転することにより自動的に行なうことが
できる。

ヘッドがテープの幅方向を移動しその他の縁部に達する
とモータを逆回転しヘッドを最初の位置に戻す。

第８図はこのようなトランスデューサ移動機構により記
録又は再生されるエンドレステープ上の記録信号のトラ
ックを示す図である。

トランク５１はトランクピ゛ノチ１２５μでテープの走
行方向と平行に多重に形成され段状に変化する部分５２
で隣接トランクに接続されるように記録される。

第９図はこの発明の装置によりテレビジョンのビデオお
よび音声信号を記録再生する電気回路の構成を示すブロ
ック図である。

図中の破線６０を境いとして上部は信号の記録回路、下
部は再生回路で両回路は切換スイ゛ノチ６１を介して磁
気ヘッド１６に接続される。

まず記録時はテレビジョンのビデオ入力信号はビデオ入
力端子６２から導入され色信号分離回路６３により輝度
信号と色信号とに分けられる。

輝度信号はＦＭ変調器６４に与えられここで例えば３．
８〜５．５ＭＨｚの周波数範囲で周波数が変化するＦＭ
変調信号に変換される。

また色副搬送波周波数は周波数変換器６５により低域、
例えば７６７ＫＨｚに変換され輝度信号とともに加算回
路６６に加えられる。

一方音声信号は入力端子６７からＦＭ変調器６８に供給
されここで例えば２００ＫＨｚの低周波の搬送波をＦＭ
変調し前記加算回路６６に加えられる。

したがってこの加算回路６６の出力には低周波側からＦ
Ｍ音声信号、色副搬送波、ＦＭ輝度信号の順に配列され
た周波数スペクトルおよびほゾ１００ＫＨｚ〜６ＭＨｚ
にわたる帯域幅を有する信号が得られる。

このような音声およびビデオ信号のＦＭ変調記録方式は
すでに周知であり例えば特公昭３９９５６５号公報にも
記載されている。

加算回路６６の出力は記録増幅器６１により一括増幅さ
れ切替スイッチ６１を介して磁気ヘソド１６に供給され
信号の記録が行なわれる。

次に再生時には切換スイッチ６１は再生側に切換えられ
磁気ヘッド１６の再生信号は再生増幅器６８で増＠後分
離回路６９によりＦＭ輝度信号、低周波色副搬送波信号
に分離される。

ＦＭ音声信号はＦＭ復調器７０で復調され音声出力端子
７１に取り出され、ＦＭ輝度信号は同じ＜ＦＭ復調器７
２で復調される。

また低周波色副搬送波信号は周波数変換器１３により前
記変換器６５と逆に変換され元の色副搬送周波３． ５
８ ＭＨ ｚに戻され前記復調された輝度信号ととも
に加算回路７４で加算されビデオ出力端子７５に取り出
される。

このような記録再生回路によれば音声およびビデオ信号
を含むカラーテレビジョン信号も単一の磁気ヘッドで単
一のトランクに記録できるため信号の高密度記録の目的
には有効である。

以上説明した実施例の装置によればトラックピンチを１
２５μとすると１／２インチテープに両縁部を１ｗＩｔ
ずつの余裕をとっても１００｝ランクの記録ができこれ
を連続的に記録再生すると約１７分間の映像が得られこ
れに要するテープ長はわずか１００ｍでよいことがわか
る。

実験の結果では再生画像は極めて安定でジンタも少なく
実用上問題のないことが確認された。

この実施例ではトランクピンチは１２５μとしたが本発
明は２００μ以下のトランクピンチに対して有効であり
さらにガードスペースを１０μ程度とることによりトラ
ンクピンチを６０μ程度にまですることが可能でありこ
の場合には１００ｍのテープで３０分の記録再生が可能
となる。

このような高密度の信号の記録再生でもトラッキングサ
ーボは不用で機械的なトランスデューサ移動機構だけで
よいため装置の価格を著しく下げることができる。

本発明は以上の実施例に限定されないことは言うまでも
なく種々の変形が可能である。

例えば信号の記録形式は通常の磁気記録を用いるがテー
プにその走行方向に溝を形成しこの溝をトラッキングに
利用することによりトラッキングを更に確実にできる。

また本発明は記録および再生の両機能を常に備えた装置
に限らず再生機能のみ有する装置にも適用できることは
言うまでもない。

さらに記録する信号は画像信号に限らず音声信号あるい
はその他の信号例えばデイジタル信号でもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるエンドレステープを用
いた記録再生装置の構造を示す斜視図、第２図乃至第５
図は第１図の装置のテープ走行速度あるいはテープ長を
変化したときのテープ走行にともなうワウ、フランクの
測定結果を示すグラフ、第６図は第１図におけるヘッド
対向部分およびヘッド取付部を拡大して示す斜祝図、第
７図はトランスデューサ移動機構の詳細を示す一部切欠
斜視図、第８図は不発明の実施例で用いられるテープと
その信号記録状態を示す概略図、第９図はこの発明の装
置によりテレビジョン信号を記録再生する電気回路の一
例を示すブロック図である。 １：エンドレステープ、３：リール、９：キャプスタン
、１０．１２：ピンチローラ、１１：ヘソド対向ガイド
、１６：ヘソド、１１：ヘッド移動機構、４８，４９：
案内板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ロール状に巻回された全長３００ｍ以下のエンドレ
   ス磁気テープと、この磁気テープを毎秒５ｍ以上の速度
   で走行させるテープ駆動機構と、この駆動機構により走
   行させられるテープに対しテープの長さ方向に連続した
   トランクにより周波数変調された信号を記録再生しある
   いは予めこのように記録された信号を再生するためにテ
   ープ走行方向に対して静止配置された磁気ヘッドと、こ
   の磁気へ゛ノドを前記磁気テープの幅方向に２００μ以
   下のピンチで間欠的に移動し得るように設けられたヘッ
   ド移動機構とを備えたことを特徴とするエンドレステー
   プを用いた高密度磁気記録再生装置。