JPH02132666A - テンション制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ビデオテープレコーダ（以下ＶＴＲと略す）
や、ディジタルオーディオテープレコーダ（以下ＤＡＴ
と略す）等のテープ走行系におけるテープのテンション
制御装置に関するものである。

従来の技術 近年、テープを使用した記録再生装置の小型化、高記録
密度化が進み、より高性能の制御が求められるようにな
っており、例えばテープとヘッドとの接触を一様に保つ
ために、テープのテンション制御は欠かせないものとな
っている。

以下図面を参照しながら、上記した従来のテンション制
御装置の一例について説明する。

第７図は従来のテンション制御装置の一例を示す構成図
であり、１１はテンションポスト、１２はテンションレ
バー　１３はばね、１４はフォトカブラ、１５は補償ア
ンプ、１６はモータ駆動回路、１７はテープ、１８はシ
リンダ、１９はキャプスタン、２０はピンチローラ、２
１はリ−ルモータである。

以上のように構成されたテンション制御装置について、
以下その動作を説明する。

第７図のテンション制御装置の動作原理は、テープ１７
にかかるテンションとばね１３のばね力の釣り合いを保
つことである。このため、テンションポスト１１の変位
をフォトカプラ１４で検出し、捕償アンプ１５で増幅し
た後、モータ駆動回路１６を介してリールモータ２１に
発生するトルクを制御する。その結果テンションポスト
１１の変位が一定に保たれ、テープ１７にかかるテンシ
ｅンは一定値となる。　（例えば、ＶＴＲ設計最新技術
資料集　日本工業センター出版） 発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、フォトカプラやテ
ンションレバー　テンションレバーをテープに接触させ
る機構が必要となり、小型化の妨げになるばかりでなく
、テープ走行中、テンシ６ンレバーがテープに接触して
いるためテープを走行させるための負荷が増えるという
問題点を存していた。

本発明は上記問題点に鑑み、テンシＰンレバーを設ける
ことなく、常に安定した一定テンションをテープに与え
るテンシａン制御装置を提供するものである。

課題を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明のテンシジン制御装
置は、テープと、テープの速度を決定する速度指令手段
と、速度指令手段の出力を受けてテープを一定の速度で
走行させるテープ駆動手段と、テープの巻取及び送出を
行なうリールと、リール回転状態を検出する回転検出手
段と、回転検出手段の出力を回転情報に変換し出力する
回転情報変換手段と、速度指令手段の出力と回転情報変
換手段の出力からトルク情報を出力する演算手段と、速
度指令手段の出力を受けて、演算手段の出力を維持する
かそのまま出力するかが切換可能なホールド手段と、ホ
ールド手段の出力に比例したトルクをリールに加えるリ
ール駆動手段とを備えたものである。

作用 本発明は上記した構成によって、速度指令手段よりテー
プ速度指令が出力され、テープ駆動手段によりテープが
指令速度で駆動される。一方、リールの回転状態は回転
検出手段で検出され、回転情報変換手段を通じて回転情
報に変換される。演算手段にはリールの回転情報とテー
プの速度指令が伝達され、テープ速度に依存しないリー
ルのトルク情報に変換される。ホールド手段では、速度
指令が変化する際回転情報がホールドされる。リール駆
動手段がリールに加えるトルクはリールの回転周期に比
例した値となり、テープ速度やテープ径によらずテープ
にかかるテンションを一定に制御することが可能となる
。

実施例 以下本発明の一実施例のテンシ式ン制御装置について、
図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の一実施例のテンション制御装置の構成
図である。第１図において、１はテープ、２はテープ駆
動手段、３は速度指令手段、４はテープ１の巻取及び送
出を行なうリール、５はりール４の回転状態を検出する
回転検出手段、６は回転検出手段５の出力を回転情報に
変換し出力する回転情報変換手段、７は速度指令手段３
の出力と回転情報変換手段６の出力からトルク情報を出
力する演算手段、８は速度指令手段３の出力を受けて、
演算手段７の出力を維持するかそのまま出力するかが切
換可能なホールド手段、９はホールド手段８の出力に比
例したトルクをリール４に加えるリール駆動手段である
。

以上のように構成されたテンション制御装置について以
下策１図を用いてその動作を説明する。

第１図において、テーブ１にかかるテンション値を一定
に保つためには、テープ巻厚を含むり一ル４の半径（以
降リール４の半径といった場合はテープ巻厚を含んだ半
径のことをいう）に比例したトルクをリール４に加えれ
ばよい。

ます、テープ速度が一定である場合を考える。

リール４の回転状態は回転検出手段５を通して回転情報
変換手段６で回転情報に変換される。テープ速度が一定
なので、この回転情報からはリール４の半径に関する情
報が得られる。演算手段７ではこの回転情報からりール
４の半径に比例するトルク情報が出力され、リール駆動
装置９でトルクに変換される。このトルクは、リール４
の半径に比例しているため、テープ１にかかるテンショ
ンはリール４の半径によらず一定となる。

次に速度指令手段３の出力が変化し、テープ速度がかわ
った場合を考える。回転情報変換手段６の回転情報出力
はテープ速度の変化に伴ない変化するが、演算手段７に
おいて、速度指令手段３の速度指令を使って回転情報変
換手段６の回転情報出力を補正することで、異なるテー
プ速度においてもテンションを一定にすることができる
。

今仮に、回転情報変換手段６の回転情報出力がテープ速
度の変化に反比例するとする。例えばテープ速度が２倍
となったとき、回転情報出力は１／２となる。演算手段
７において、速度指令手段３の出力である２倍速指令を
受けて、回転情報出力を２倍することで補正が可能とな
り、異なるテープ速度においてもテンションを一定にす
ることができる。

また、テープ速度の過渡状態においては、速度指令手段
３の出力を受けてテープ速度が変化する時、変化直前の
演算手段７の出力がホールド手段８によってホールドさ
れるため、リール４の回転の変化によるトルク情報の乱
れがリール４にかかるトルクの乱れとはならず、安定し
たテンシａンをかけることが可能となっている。

以上のようにテープ速度が２種類以上存在する場合にお
いても、テープにかかるテンション値を一定に保つこと
が可能となる。

以下本発明の第２の実施例について、第２図，第３図，
第４図を参照しながら説明する。第２図は、本発明の第
２の実施例におけるテンション制御装置の構成図で、第
１図と同じ部分には同一番号を付し、説明を省略する。

第２図において、３ａはテープ速度指令を任意の基準速
度に対する倍数で出力する速度係数指令手段、５ａはリ
ール４の回転周期を検出する周期検出手段、６ａは周期
検出手段５ａの出力を受けてリール４の回転周期情報に
変換し出力する周期変換手段、７ａは周期変換手段６ａ
の出力と速度係数指令手段３ａの出力の積を出力する乗
算手段、７ｂは乗算手段７ａの出力を所定の範囲内に制
限するリミット手段である。なお、第１図における乗算
手段７は、乗算手段７ａとリミット手段７ｂから構成さ
れている。

第３図、第４図は、第２図の各部の動作を示した動作図
である。

以上のように構成されたテンション制御装置について以
下その動作を説明する。

まず、速度係数指令手段３ａの速度指令が一定の場合、
テープ駆動手段２は、速度指令に基づいてテープ１を一
定速度で駆動する。リール４はテープｌの走行とともに
回転し、回転状態は周期検出手段５ａで検出される。周
期検出手段５ａは、リール４が一定角度回転する毎にパ
ルスを出力する。この様子を第３図Ａに示す。周期検出
千段５ａの出力は、周期変換手段６ａにてパルス周期に
比例した量に変換される。この出力を第３図Ｂに示す。

乗算手段７ａでは、周期変換手段６ａの出力と速度係数
指令手段３ａの速度指令の積を出力する。この様子を第
３図Ｃに示す。乗算手段７ａの出力はリミット手段７ｂ
１　ホールド手段８を通してリール駆動手段９へ伝えら
れる。リミット手段７ｂは乗算手段７ａの出力値を所定
範囲内へ抑えるものであり、ホールド手段８は速度指令
が変化する時にホールド動作を行なうもので、テープ速
度が一定なら共にスルーである。従ってリール駆動手段
９には、リール４の回転周期に比例した出力指令が伝え
られることになる。テープ速度が一定の場合、リール４
の回転周期とりール４の半径は比例するため、結局リー
ル駆動千段９ではりール４の半径に比例したトルクが発
生し、テープ１のテンシジンはリール４の半径に依存せ
ず一定に保たれることになる。

次に、テープ速度が変化した場合について説明する。

速度指令が仮に１倍速から２倍速へ変化したとする。テ
ープ１は、テープ駆動千段２により２倍速で駆動される
。周期検出手段５ａの出力は、第４図Ｂに示すように周
期が１７２となり、周期変換手段６ａの出力は第４図Ｃ
に示すように１倍速の値の１７２となる。一方速度係数
指令手段３ａの出力は１倍速を基帛速度と考えているた
め１から２となる。この様子を第４図Ａに示す。乗算千
段７ａでは、周期変換手段６ａの出力と速度係数指令千
段３ａの積を出力する。

従って、周期変換手段６ａの出力が１７２に変化しても
速度係数指令手段３ａの出力が２倍となるため、定常状
態においては乗算手段７ａの出力は１倍速の時と等しく
なる。乗算千段７ａの出力を第４図Ｄに示す。つまり乗
算手段７ａでは、周期変換手段６ａの出力値を基準速度
である１倍速の値に変換する作用を行なうことになる。

リミット手段７ｂは、テープ１のたるみや過渡吠態で乗
算手段７ａの出力が異常な値となった時に、この値がリ
ール駆動手段９へ伝わることを防止する。この上限値を
設定することによりリール４にかかるトルクの上限値を
制限し、下限値を設定することでリール４に加えられる
トルクがゼロになることを防ぐ。乗算手段７ａの出力は
、リミット手段７ｂの制限内なので、リミット手段７ｂ
をそのまま通過し、ホールド手段８へと伝えられる。ホ
ールド手段８は、速度係数指令手段３ａの速度指令が１
から２に変化する時にホールド動作を行ない、１倍速時
のＩＪ　ミット手段７ｂの出力値をホールドする。テー
プ速度が安定すると、ホールド動作が解除され、リミッ
ト手段７ｂの出力はそのままの形でリール駆動千段９へ
と伝えられる。ホールド手段８の出力を第４図Ｅに示す
。

リール駆動手段９はホールド手段８の出力に比例したト
ルクをリール４に加える。この結果、テープ１にかかる
テンションは、テープ速度が２倍に変化しても１倍速時
と同じ値で保たれることになる。

なお、テープ速度指令が２の時について説明したが、全
ての速度で脊効なことは明らかである。

以上のように本実施例によれば、テープ速度が２種類以
上存在する場合においても、テープにかかるテンション
値を一定に保つことが可能となる。

以下本発明の第３の実施例におけるテンション制御装置
について、第５図と第６図を参照しながら説明する。

第５図は、本発明の第３の実施例におけるテンション制
御装置の構成図である。第５図において、第１図及び第
２図と同じ部分には同一番号を付し、説明を省略する。

第３の実施例では、ホールド手段８の出力はゲイン切換
手段１０を通じてリール駆動手段９へ伝えられている点
が第１の実施例と異なっている。

第６図は、第５図の各部の動作を示した動作図である。

さて、メカニズムの吠態等によっては、テープにかかる
テンションの値を変化させたいことが生じる。　　そこ
で、テープ１の走行方向によりテンション置を変化させ
る例をあげて説明する。第６図は、速度係数指令手段３
ａの出力が、例えば正方向の１倍速から逆方向の３倍速
へ変化した時の各部の動作を表している。

テープ速度の変化に伴い、周期検出手段５ａの出力のパ
ルス幅が変化する。この様子を第６図Ｂに示す。

周期変換手段６では、周期検出手段５ａの出力の周期を
検出し出力する。この様子を第６図Ｃに示す。

一方、速度係数指令手段３ａの出力は１倍速時の３倍と
なる。この様子を第６図Ａに示す。乗算手段７ａでは、
速度係数指令手段３ａの出力と周期変換手段６ａの出力
の積が出力される。この様子を第６図Ｄに示す。第６図
のＤからわかるように、テープ速度が３倍速で安定した
時には、乗算手段７ａの出力値は１倍速の時と同じとな
る。リミット手段７ｂでは、乗算手段７ａの出力が上限
値を越えるので第６図Ｅに示すように上限値へ制限され
出力される。ホールド手段８では速度係数指令千段３ａ
の出力を受けて、リミット手段６ｂの出力をホールドす
る。この様子を第６図Ｎに示す。

ゲイン切換手段１０は、テンション値を変化させること
を可能にするものであり、第６図Ｆに示すようにホール
ド手段８の出力は一定であるが、速度係数指令手段３ａ
の出力を受けて、ゲイン切換手段１０の出力は変化する
。つまり、リール駆動手段９でリール４に加えられるト
ルクが変化しテンション値が変化することとなる。この
様子を第６図Ｇに示す。また、ホールド手段９の出力後
に、ゲイン切換手段１０があることによって、ホールド
中にも適切なテンションをかけることが可能となってい
る。

以上のように本実施例によれば、ゲイン切換手段を設け
ることによりテンシジン値を変化させることも可能とな
る。

発明の効果 以上のように本発明は、テープと、テープの速度を決定
する速度指令手段と、速度指令手段の出力を受けてテー
プを一定の速度で走行させるテープ駆動手段と、テープ
の巻取及び送出を行なうリールと、リールの回転状態を
検出する回転検出手段と、回転検出手段の出力を回転情
報に変換し出力する回転情報変換手段と、速度指令手段
の出力と回転情報変換手段の出力からトルク情報を出力
する演算手段と、速度指令手段の出力を受けて演算手段
の出力を維持するかそのまま出力するかが切換可能なホ
ールド手段と、ホールド手段の出力に比例したトルクを
リールに加えるリール駆動手段とを設けることにより、
テンションレバーを設けることなく、テープ速度，テー
プ巻き厚によらないテンションの制御が可能となる。ま
た、テープ速度移行時の安定性も確保され、しかも、ど
のようなテープ走行状態においてもテンション値を適切
な値に変化させることが可能となる。例えば、ＤＡＴや
ＶＴＲに用いた場合、テンション制御にかかわる機構が
省け、小型化が図れると同時にテンション制御がテープ
と非接触状態で可能きなるため、テープ高速走行時のテ
ープ走行負荷が小さくなる。その結果、より高速なテー
プ走行が実現でき、その効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のテンション制御装置のブロ
ック図、第２図は本発明の第２の実施例におけるテンシ
ョン制御装置のブロック図、第３図，第４図は、同実施
例の動作を示した波形図、第５図は本発明の第３の実施
例におけるテンション制御装置のブロック図、第６図は
同実施例の動作を示した波形図、第７図は従来のテンシ
ａン制御装置のブロック図である。 １・・・テープ、　　２・・・テープ駆動手段、　　３
・・・速度指令手段、　　４・・・リール駆動手段、　
　５・・・回転検出手段、　　６・・・回転情報変換手
段、　　７・・・演算手段、　　８・・・ホールド手段
、　　９・・・リール駆動手段。 代理人の氏名　弁理士　栗野　重孝　ばか１名ｌ−−テ
ーグ ４−−リール 一時間

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）テープと、前記テープの速度を決定する速度指令
   手段と、前記速度指令手段の出力を受けて前記テープを
   一定の速度で走行させるテープ駆動手段と、前記テープ
   の巻取及び送出を行なうリールと、前記リールの回転状
   態を検出する回転検出手段と、前記回転検出手段の出力
   を回転情報に変換し出力する回転情報変換手段と、前記
   速度指令手段の出力と前記回転情報変換手段の出力から
   トルク情報を出力する演算手段と、前記速度指令手段の
   出力を受けて前記演算手段の出力を維持するかそのまま
   出力するかが切換可能なホールド手段と、前記ホールド
   手段の出力に比例したトルクを前記リールに加えるリー
   ル駆動手段とを具備し、テープにかかるテンションを一
   定に制御することを特徴とするテンション制御装置。
2. （２）速度指令手段は任意の基準速度に対する倍率を出
   力する速度係数指令手段からなり、回転検出手段はリー
   ルの回転周期に比例した周期のパルスを出力する周期検
   出手段からなり、回転情報変換手段は前期周期検出手段
   のパルス周期に比例した値を出力する周期変換手段から
   なり、演算手段は前記速度係数指令手段の出力と前記周
   期検出手段の出力の積を出力する乗算手段と、前記乗算
   手段の出力を所定の範囲内に制限するリミット手段とか
   らなる請求項１記載のテンション制御装置。
3. （３）テープと、前記テープの速度を決定する速度指令
   手段と、前記速度指令手段の出力を受けて前記テープを
   一定の速度で走行させるテープ駆動手段と、前記テープ
   の巻取及び送出を行なうリールと、前記リールの回転状
   態を検出する回転検出手段と、前記回転検出手段の出力
   を回転情報に変換し出力する回転情報変換手段と、前記
   速度指令手段の出力と前記回転情報変換手段の出力から
   トルク情報を出力する演算手段と、前記速度指令手段の
   出力を受けて前記演算手段の出力を維持するかそのまま
   出力するかが切換可能なホールド手段と、前記速度指令
   手段の出力を受けてゲインが変化するゲイン切換手段と
   、前記ゲイン切換手段の出力に比例したトルクを前記リ
   ールに加えるリール駆動手段とを具備し、テープ速度に
   依存せずテープに与えるテンションを制御することを特
   徴とするテンション制御装置。
4. （４）速度指令手段は任意の基準速度に対する倍率を出
   力する速度係数指令手段からなり、回転検出手段はリー
   ルの回転周期に比例した周期のパルスを出力する周期検
   出手段からなり、回転情報変換手段は前期周期検出手段
   のパルス周期に比例した値を出力する周期変換手段から
   なり、演算手段は前記速度係数指令手段の出力と前記周
   期検出手段の出力の積を出力する乗算手段と、前記乗算
   手段の出力を所定の範囲内に制限するリミット手段とか
   らなる請求項３記載のテンション制御装置。