JP2555701B2 - オート・トラッキング制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気記録再生装置におけるオート・トラッ
キング制御装置に関する。

〔従来の技術〕

回転ヘッド型VTRにおいて、回転ヘッドと磁気テープ
との間の相対的位置関係を変化させることによってオー
ト・トラッキング制御を行う方式では、従来、圧電素子
で構成されるバイモルフを用いる技術が公知である。バ
イモルフは、厚さ方向の分極を持つ２枚の板状圧電素子
を共通電極を挟んで貼り合わせ、その両外側に信号電極
を貼り付けた構造をしている。共通電極と信号電極14,1
6の間に電圧を印加することにより、２枚の圧電素子は
長手方向で逆方向に伸縮し、これにより、曲がり変位を
発生する。回転ヘッド型VTRでは、このようなバイモル
フの一端を回転ドラムに固定し、反対側に自由端である
部分に磁気ヘッドを固定し、当該バイモルフの印加電圧
を制御することにより磁気テープに対する磁気ヘッドの
相対位置を制御し、もってオート・トラッキング制御を
実現していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記従来例のように、バイモルフにより磁気
ヘッドを変位させてトラックずれを修正する方式では、
次のような欠点がある。即ち、第１図に、バイモルフが
回転ドラムに装備されることから、バイモルフの制御電
圧は、、導電性ブラシを介して制御電圧発生回路から当
該バイモルフに印加されることになり、当該導電性ブラ
シの磨耗により、安定した電圧を印加するのが困難にな
る。第２に、記録時には、回転ヘッドを標準位置に位置
決めする必要があるので、そのための回路、機構が必要
になる。第３に、ディジタル記録のように高密度高伝送
レートの記録が要求される場合には、マルチ・ヘッド方
式が通常用いられるが、各ヘッドを上記バイモルフによ
る可動構造にすると、電圧供給機構が大型化・複雑化す
る。第４に、高密度高伝送レートの記録が要求される場
合には、マルチ・ヘッド方式の狭トラック記録が採用さ
れるので、ヘッド高さの調整に充分な精度が要求される
が、バイモルフでは、バイモルフ自体の変形などによ
り、充分な精度での調整を行うことが困難である。

そこで本発明は、マルチ・ヘッド方式の狭トラック記
録にも適用できるような新しい構成のオート・トラッキ
ング制御装置を提示することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係るオート・トラッキング制御装置は、回転
式ヘッドを具備する磁気記録再生装置において、前記回
転式ヘッドが組み込まれた回転ドラムの固定部分の前記
磁気テープに当接する面に、前記磁気テープの走行方向
前後に進行振動波を発生させることによって、前記磁気
テープの走行速度を制御する複数の圧電素子を有する振
動発生手段と、前記磁気テープを前記進行振動波の発生
面に押し付ける圧接手段と、前記回転式ヘッドと前記磁
気テープ上のトラックとの間のトラックずれ量を検出す
る検出手段と、前記検出手段の出力に基づいて前記振動
発生手段より発生される進行振動波の方向を制御するこ
とにより、前記磁気テープの走行速度を変化させて前記
トラックずれ量を補正する制御手段とからなることを特
徴とする。

〔作用〕

上記振動発生手段の発生する振動波の進行により、磁
気テープを回転ドラムの磁気ヘッドに対して相対的に移
動させることができる。従って、上記検出手段により検
出されるトラックずれ量に応じて当該振動発生手段の発
生振動波を制御することにより、トラッキング誤差を修
正できる。上記振動発生手段は、回転ドラムの固定部分
に取り付けることができるので、電気接続路には、導電
ブラシなどのように不安定な接続手段を用いなくても済
み、また、個々の磁気ヘッドを位置調節するのではない
ので、マルチ・ヘッド・システムにも容易に対応できる
ことになる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

本発明の実施例を説明する前に、振動波により磁気テ
ープを搬送する原理を第４図を参照して説明する。第４
図において、Ｘは回転ドラムの円周方向、Ｙは回転軸方
向、Ｚは径方向であり、10は磁気テープ、12は回転ドラ
ムの下ドラムに取り付けられた固定子、14は圧電素子で
ある。磁気テープ10は或る張力Ｔで固定子12に押し付け
られている。圧電素子14は、Ｚ軸方向に分極するように
固定子12の側面（Ｘ−Ｙ面）に固定されている。第４図
では２つの圧電素子14のみを図示してあるが、実際に
は、Ｘ方向で多数の圧電素子14が固定子12に固定されて
いる。詳細は後述するが、隣接する圧電素子14に互いに
位相が90゜異なる交流電圧を印加すると、固定子12には
面内伸縮力が与えられ、これにより固定子12の表面に進
行振動波が発生する。この信号振動波は縦波と横波を伴
う表面波であり、その質点は、第４図に示すように楕円
形軌道を描く。質点A₁に注目すると、縦振幅Ｕ、横振幅
Ｗの楕円運動を行っており、表面波はＸ軸方向に進行す
るが、質点A₁の楕円運動は反時計方向であるので、波の
頂点で磁気テープ10に接触し、摩擦により磁気テープ10
を矢印Ｎの方向に搬送する。

磁気テープ10の搬送速度ｖは、周波数ｆ、縦振幅Ｕ、
横振幅Ｗによって決まる。つまり、楕円運動の大きさに
比例する。従って、磁気テープ10の搬送速度は圧電素子
14の印加電圧に比例する。

第５図を参照して、固定子12の表面に発生する進行振
動波の発生原理を説明する。隣接する圧電素子14を交互
に２つのグループに分け、一方のグループ（素子14a）
には交流電源16から正弦波電圧V₀sinωｔを印加し、他
方のグループ（素子14b）には、90゜移相器18により90
゜移相した電圧V₀sin（ωｔ−π/2）を印加する。圧電
素子14aのグループは、共振により、固定子12の上表面
に第５図（１）に示す定在波20aを発生させ、圧電素子1
4bのグループは、第５図（２）に示す定在波20bを発生
させる。圧電素子14と同14bを互いに1/4波長離れている
と、定在波20a,20bは合成され、ｔ＝2nπ／ωのときに
第５図（３）、ｔ＝π/2ω＋2nπ／ωのときに第５図
（４）、ｔ＝π／ω＋2nπ／ωのときに第５図（５）、
ｔ＝３π/2ω＋2nπ／ωのときに第５図（６）の合成波
形になり、固定子12の表面を進行する振動波になる。こ
の進行振動波は第５図の紙面において右方向に進むが、
固定子12の摩擦接触面の任意の質点は、先に述べたよう
に反時計方向の楕円運動をするので、磁気テープ10は左
方向に移動する。

なお、磁気テープの進行方向を逆にするには、移相器
18により−90゜の移相を行えばよい。

次に、上記した振動波発生装置を用いた本発明の一実
施例を説明する。第６図は回転ドラムの下ドラムに設け
られる振動波発生装置の分解図を示す。22はドラム、2
4,25は振動を吸収するためのフェルト材、26は半径方向
に分極する圧電素子、28は下ドラム22に固定される固定
子（第４図の固定子12に対応する。）、30は止め輪であ
る。圧電素子26を固定子28に貼り合わせ、フェルト材2
4,25を介して止め輪30で下ドラム22に挟み込んで組み付
けている。第７図は、第６図の構造部分を具備する回転
ドラム・ユニットを示す。32はこの回転ドラムに巻き付
いている磁気テープ、34は中ドラム、36は磁気ヘッド、
38は上ドラム、40,42は、回転ドラムの当接時に横ずれ
しないように磁気テープ32を導くリード部、44は、筐体
に固定され、上ドラム38及び下ドラム22を支持する支持
部材、46は中ドラム34を回転させる回転軸である。

第７図のドラム・ユニットはヘッド・チップ回転型で
あり、磁気ヘッド36は中ドラム34に設けられている。上
ドラム38は下ドラム22と同様に支持部材44に固定されて
いる。磁気テープの搬送路を規制するリード部は、通
常、下ドラム22にのみ設けられる（リード部40）が、本
実施例では、上ドラム38にも、規制を与えない程度のリ
ード部42を設けてある。固定子28は磁気テープ３に当接
する必要があるので、下ドラム22より少し大きい半径を
具備する。

第８図は回転ドラム付近の磁気テープ走行系の概略図
を示す。磁気テープ50はテープ・カセットから引き出さ
れ、回転ポスト52,53,54及び傾斜ピン56を介して回転ド
ラム58に巻き付く。回転ポスト53と同54の間には、ピン
60を中心軸として揺動自在な回転ポスト62が配置され、
テンション・バネ64により磁気テープ50に適当なテンシ
ョンを与える。回転ドラム58から離れる磁気テープ50
は、傾斜ポスト66、回転ポスト68,69、キャプスタン7
0、ピンチ・ローラ72及び回転ポスト74を介してテープ
・カセットに巻き取られる。回転ポスト68と同69の間に
は、ピン76を中心軸として揺動自在な回転ポスト77が配
置され、テンション・バネ78により磁気テープ50に適当
なテンションを与えている。

次に、再生時に、磁気ヘッドのトラックずれ量を検知
する方法を説明する。例えば、第２図（ａ）に示すよう
に、４周波パイロット方式に基づく４種類のパイロット
周波数信号が多重記録されているとする。パイロット信
号f₂が記録されているトラックを磁気ヘッドが一点鎖線
で示すようにトレースしていった場合、クロストークに
より両側トラックのパイロット信号f₁,f₃が検知され、
その出力差は第２図（ｂ）に示すようになる。この出力
差はトラッキングのずれ量に比例しており、トラッキン
グ・エラー信号として利用できる。

以上の各機構を組み合わせて構成したオート・トラッ
キング制御装置の構成ブロック図を第１図に示す。パイ
ロット信号再生回路80は回転磁気ヘッド36の出力からパ
イロット信号を再生し、演算回路81はトラッキングずれ
量を演算して上記トラッキング・エラー信号を出力す
る。このトラッキング・エラー信号を90゜移相器82及び
電圧調整回路83に印加し、トラックずれ量に見合った振
動波の進行速度になるようにする。ここで、トラッキン
グ・エラー信号を電圧調整回路83にのみ供給してもトラ
ッキング調整は可能であるが、エラー量が大きく進行速
度だけでなく進行方向を変位させる必要が生じた際、移
相器82の位相シフト方向を変更して対応できるように、
移相器82にも前記トラッキング・エラー信号を供給す
る。例えば、振動波の速度を、磁気テープ32の走行速度
の中心にして制御する。つまり、トラックずれ量がない
ときには、振動波の進行速度のテープ走行方向成分はテ
ープ走行速度に等しくなり、トラックずれ量があるとき
には、当該ずれ量を少なくする方向に振動波の進行速度
を変える。交流電源84の出力電圧を電圧調整回路83で調
整し、第４図及び第５図に関連して説明したように、進
行振動波を発生させる。この信号振動波により磁気テー
プを微小量搬送する（ブロック86）。回転ドラム上で磁
気テープ32を搬送することにより、回転ドラムの出入口
の一方では磁気テープ32が弛み、他方では伸びることに
なるが、この弛み及び伸びを第８図のテンション機構で
吸収する（ブロック88）。

進行振動波によるヘッド位置の調整をより具体的に説
明する。第３図に示すように、f₂のトラックを再生すべ
きときにヘッド36がf₁側にずれたとする（位置36₁）。
テープ32の進行方向とは逆の方向に進行している振動波
の進行速度Ｗを小さくし、進行振動波によるテープ搬送
速度Ｂのテープ走行方向成分B_Cをテープ走行速度Ｒより
小さくすることで、実際のテープ送りを遅らせることが
できる。これにより、磁気ヘッド36は磁気テープ32に対
して位置修正され、位置36₁から位置36₂に移動する。こ
れにより、オン・トラック状態になる。なお、進行振動
波によるテープ搬送方向（Ｂ）はテープ走行方向（Ｒ）
とは異なるが、リード部40,42により規制されているの
で、テープ32はテープ走行方向にしか移動しない。

本発明の変更実施例として、面内屈曲振動を利用した
進行振動波発生装置を下ドラムに設けてよい。第９図は
その進行振動波発生装置の概略構成図を示す。第４図と
同じ構成要素には同じ符号を付してある。座標系も第４
図と同じである。第９図では、Ｚ方向に分極する圧電素
子15（15a,15b）を固定子12の下面に貼り付けてある。
振動波の発生原理は、第５図に関連して説明したところ
とほぼ同じであり、圧電素子15aと同15bで90゜位相の異
なる正弦波電圧を印加することにより、固定子12の上面
に進行振動波を発生させることができる。これにより、
磁気テープ10は矢印Ｎの方向に移動していく。第10図
は、下ドラムに組み付けるリング状の固定子及び圧電素
子の斜視図である。リング状の固定子90の内周面に圧電
素子92を貼り付けてある。第11図は、第10図の構造の進
行振動波発生装置を回転ドラム・ユニットの下ドラム22
に組み付けた状態の構造図を示す。第７図と同じ構成要
素には同じ符号を付してある。この実施例では、固定子
90を支持する部分に圧電素子が存在しないので、圧電素
子が当該支持部に接触せず、従って圧電素子の磨耗劣化
が生じないという利点がある。

なお、以上の実施例では、磁気テープの搬送速度をテ
ープの走行速度を基準に制御し、トラッキング制御して
いる。これは磁気テープと固定子との間の静摩擦力を利
用しているが、動摩擦力を利用してもよい。つまり、固
定子に発生する振動波の進行速度を制御するのではな
く、進行速度を一定にし、進行方向を制御するのであ
る。この方法では、制御回路が90゜移相器のみでよく、
システムが簡略化され、更には、テープ・テンションに
よる進行速度変化などの外乱を除去できる。

〔発明の効果〕

以上の説明から容易に理解できるように、本発明によ
れば、以下の効果がある。即ち、トラッキング制御電圧
を固定ドラムの固定子に印加すればよいので、機構、電
気接続系が簡略化され、マルチ・ヘッド・システムへの
対応が容易になる。また、記録時には、進行振動波の進
行速度を所定の一定値（例えば、テープ走行速度と同じ
か又は、少し大きい速度）に設定しておけば、リード部
に沿って高いトラック・リニアリティを確保できる。更
には、磁気ヘッドを固定とし、磁気テープを位置調節す
る構成であるので、磁気ヘッドの取り付け高さの調整な
どに支障をきたすことがなく、マルチ・ヘッドになって
も充分対応できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体概略構成ブロック図、
第２図は４周波トラッキング方式におけるトラッキング
ずれ量検知方式の説明図、第３図は第１図の実施例によ
るオート・トラッキングの動作説明図、第４図は進行振
動波発生装置の基本構成図、第５図は第４図の動作説明
図、第６図は第４図の装置を下ドラムに組み付ける構造
の分解図、第７図は回転ドラム・ユニットの構造図、第
８図は回転ドラム出入口のテンション機構の構造図第、
９図は進行振動波発生装置の別の構成の構造図、第10図
は第９図の装置を用いた固定子及び圧電素子の構造図、
第11図は第10図を用いた回転ドラム・ユニットの構造図
である。 10,32,50……磁気テープ、12,28,90……固定子、14（14
a,14b）,15,26,92……圧電素子、18,82……90゜移相
器、16,84……電源、22……下ドラム、24,25……フェル
ト材、30……止め輪、34……中ドラム、36……磁気ヘッ
ド、38……上ドラム、40,42……リード部、44……支持
部材、46……回転軸、52,53,54,68,69……回転ポスト、
58……回転ドラム、60,76……ピン、62,77……回転ポス
ト、64,78……テンション・バネ、70……キャプスタ
ン、72……ピンチ・ローラ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転式ヘッドを具備する磁気記録再生装置
   において、 前記回転式ヘッドが組み込まれた回転ドラムの固定部分
   の前記磁気テープに当接する面に、前記磁気テープの走
   行方向前後に進行振動波を発生させることによって、前
   記磁気テープの走行速度を制御する複数の圧電素子を有
   する振動発生手段と、 前記磁気テープを前記進行振動波の発生面に押し付ける
   圧接手段と、 前記回転式ヘッドと前記磁気テープ上のトラックとの間
   のトラックずれ量を検出する検出手段と、 前記検出手段の出力に基づいて前記振動発生手段より発
   生される進行振動波の方向を制御することにより、前記
   磁気テープの走行速度を変化させて前記トラックずれ量
   を補正する制御手段 とからなることを特徴とするオート・トラッキング制御
   装置。