JPH0281390A - 磁気テープ装置 - 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、リールツーリール方式カセットテープを用い
、両リール軸に各々モータを備えた磁気テープ装置に係
わり、特にテープ張力制御方式に関する。

〔従来の技術〕

磁気テープ装置のテープ駆動は、例えばコンピュータの
磁気テープ装置である１／４インチカートリッジ（Ｑ　
Ｉ　Ｃ、Ｑｕａｔｅｒ　Ｉｎｃｈ　Ｃａｒｔｒｉｄｇｅ
　）のようにテープを駆動するベルトと、ベルトキャプ
スタンを内蔵したものを除けばキャプスタン駆動とリー
ル間直接駆動に大別される。特に、シングルキャプスタ
ン駆動方式ではヘッドとの接触を確保するために必要な
テープ張力を保ちつつ安定に制御されなければならない
、テープ張力が過大であるとテープや磁気ヘッド、走行
系を構成するガイドの損傷が大きくなり、消費電力も大
きくなることになる。シングルキャプスタン駆動の場合
、キャプスタンの上流側のテープ張力は供給側リール軸
のトルクをその巻半径で除した値となり巻初めから巻終
わりになるにつれて増加することになり、同様にして巻
き取り張力は次第に減少することになるためキャプスタ
ン軸の上流側と下流側の張力がテープ位置によって変化
することになる。

従来、テープ張力の制御は、テープ張力の大小によって
回動するテンションアームをもうけてテープ張力を検出
して供給側のリール軸のブレーキトルクを制御する方式
や、真空コラム装置を設けたり、実開昭５０−７５６１
０号公報に記載のように張力付加機構を設けた例がある
。近年、民生用の磁気テープ装置は、テープの取り扱い
の簡便さから、カセットハウジング内にテープが収納さ
れたカセットテープタイプが広く用いられている。オー
ディオ用からビデオ、蒐其慎記憶装置用と数々のカセッ
トが使われており、同種のカセットでも数糧類のテープ
長がある。テープ張力を制御しようとする場合、装填さ
れたテープの種類を知ることによって、より制御がやり
易いものである。同種のカセットに関しては、テープの
厚さ、リールハブの径は、規格化されている例が多い、
この場合、例えば特公昭６０−１４４３０号公報に記載
のように一定速度でテープを走行駆動した時の巻き取り
側、供給側のリール軸の回転周期を検出することによっ
て装填されたテープの長さを知ることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

供給側のリール軸のバックトルクを一定とするとテープ
張力は巻径の減少につれて増加する。記録再生時ばかり
でなく高速で送ったり、巻戻したりするＦ　Ｆ　（Ｆａ
ｓｔ　Ｆｏｒｗａｒｄ　）、　Ｐ　Ｒ（Ｆａｓｔ　Ｒｅ
ｗｉ−ｎｄ）動作時にも制御する必要があり、上記した
テンションアーム方式では普通、巻き取り側と供給側の
両方にテンションアームを備えている。しかし、回転ヘ
ッド方式のように、カセットハウジングからテープを引
き出してテープ走行系を構成するような場合では、走行
系が複雑になる。また、オーディオ用のコンパクトカセ
ットでは、構造上テンションアームを設けることは困難
である。上記した真空コラム装置は高価であり民生用の
小型の装置では実用性がないと言える０本発明の目的は
、上記したテープ張力制御のための装置を附加すること
なく、装填されたテープの種類に依らずに巻初めから巻
終わり迄略一定のテープ張力を得ることができるテープ
張力制御方式を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、リールツウリールの同形のカセットハウジ
ングの中に異種長さ、同一厚さのテープが収納されてい
る異種のテープカセットをそれぞれ選択的に使用してキ
ャプスタン・ピンチローラからなるテープ定速走行駆動
手段と、テープを巻取り、送出する両リール軸を直接駆
動する２つのリールモータと、両リールの回転速度を検
出するリール速度検出手段とを備えた磁気テープ記憶装
置において、テープカセットが装填されると、−定時間
だけキャプスタン駆動してテープを定速走行駆動して上
記リール回転速度検出手段の出力信号の周期を検出し両
リールの回転周期の二乗和を求めて装填されたテープの
種類を知る手段と、上記リール回転速度検出手段により
巻き取り側、供給側各々につき回転速度を検出し回転速
度に比例した電圧に変換する周波数−電圧変換手段とこ
の出力と基準電圧とを比較する手段と該比較手段出力に
より巻き取り側、供給側モータを駆動する手段とテープ
種類に応じて上記周波数−電圧変換利得と基準電圧を設
定する手段を備えることによって達成される。

〔作用〕

リールに巻回されたテープの投影面積は、次式％式％ 但し、π：円周率、ｒ！＋ｒｌ’巻き取り側、供給側の
テープ巻半径、Ｒ：ｌ−ルハブ半径また、テープの全長
をり、厚さをＴとするとＳ＃ＬＴ　　　　　　　　　　
・・・・・・・・・（２）である。よって土工式から Ｑ”　＋　ｒｌ”＝　Ｌ　’ｒ／π＋２　Ｒ”　　　　
　・・・・・・・・・（３）と表される。一方、テープ
速度をＶ、ｌ−ルの回転速度をωとすると ｒ＝Ｖ／ω　　　　　　　　　・・・・・・・・・（４
）であるから上式に代入して １／ω−＋１／ω−＝（ＬＴ／π＋２Ｗ）／ψ・・・（
５）となり、この値はテープ速度、ハブ径が既知で、同
−のテープ厚さであれば装填されたテープの種類（全長
）によって定まる定数となる。従って、リールの回転速
度を検出し、上式の演算を行なうことによって装填され
たテープの種類を判定することができるものである。テ
ープが装填されるとまず、一定時間だけキャプスタンに
よるテープ駆動を行ないこの間に両リールの回転周期の
二乗和を演算し、テープの種類を判別する。この検出動
作の間は、両リールモーターは所定の一定トルクで駆動
される。

テープ走行時供給側リールモータはテープを送出する方
向と逆方向に駆動され、供給側リール軸の回転速度を検
出・し、回転速度に比例した周波数の信号を得て電圧に
変換し、一定基準電圧と比較してその差信号により駆動
する。基準電圧と周波数−電圧変換利得は、テープの巻
始めと巻終わりでバックテンションが等しくなるように
上記したテープ種類の判別結果により設定される０巻き
取り側のリールモータも同様にして巻き取りリール軸の
回転速度を検出し、回転速度に比例した周波数の信号を
得て電圧に変換し一定基準電圧と比較してその差信号に
より駆動し、基準電圧と周波数−電圧変換利得は、テー
プの巻始めと巻終わりでテイクアップテンシ薔ンが等し
くなるように上記したテープ種類の判別結果により設定
される。その結果、巻始めから巻終わりまで略一定のテ
ープ張力を得ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図は、テープカセット番こＲＤ　Ａ　Ｔ　（Ｒｏｔ
ａｒｙＤｅｇｉｔａｌ　Ａｕｄｉｏ　Ｔａｐｅｒｅｃｏ
ｒｄｅｒ）をもちいた本発明に係わるテープ走行駆動系
の要部構成図であり、テープ走行系が構成された状態を
示している。ｌはテープカセット、２は磁気テープ、３
，４はカセット１内に収納されてテープ２を巻き取るり
一ルハブ、テープ２は図の矢印の方向に走行する。

１６は定速回転するキャプスタン、１７はピンチローラ
、１３は磁気ヘッドを登載する回転ドラム、８゜９　、
１０　、１１　、１２　、１４　、１５　、１８はテー
プガイドである。テープカセット１を装填すると図示し
ないテープ装着機構によりカセット１からガイド８　、
１０　。

１１　、１２　、１５　、１８とピンチローラ１７が回
動してテープを引き出して回転ドラム１３にテープ２を
巻回する。１９．２０はリールハブ３．４に係合するリ
ール軸であり、モータ２７　、３７の回転軸が直結して
いる。

２１　、３１はリール軸１９　、２０の回転を検出して
回転角速度に比例した周波数の信号を出力するリール回
転検出器、２２　、３２はリール回転検出器２１　、３
１の出力信号を周波数に比例した電圧に変換する周波数
電圧変換器、詔、３３は基準電圧発生器、２４　、３４
は減算器、２５　、３５はスイッチ回路、２６　、３６
はモータｎ、３７を駆動する駆動回路、あは周波数電圧
変換器２２　、３２の出力の加算器であり、ＦＦ／ＰＲ
動作時には巻き取り側のリールモータは両リールの角速
度の和が基準電圧と比較されて一定になるように駆動さ
れる。　２９　、３９は周波数電圧変換器２２　、３２
の変換利得切り換え器、４１はリール回転検出信号から
後述する演算を行ない、装填されたテープの種類を判別
し、判別結果により周波数電圧変換器２２　、３２の変
換利得切り換え信号、基準電圧発生器詔、３３の出力電
圧を設定する信号を出力するマイクロプロセッサ−５１
、５２はテープ終端検出器である。マイクロプロセッサ
−４１はまた、装置の機構部も制御しているが本発明と
は直接関連しないので詳しい説明は省略する。

テープ種類判別の動作を説明すると、第２図はテープ種
類の判別動作を行なう流れ図であり、テープ力セツ）１
が装填されてテープ走行系が構成されるとマイクロプロ
セッサ−４１はまずテープ終端検出器の状態をしらベテ
ープ終端検出器５１がテープ終端を検出していたら（巻
終わり状態）供給側リール軸１９の回転検出２１の信号
をカウントしながら例えば３回転分巻戻し動作を行ない
、その後にキャプスタン１６にピンチローラ１７を圧着
してテープを定速駆動する。テープ速度は８．１５ｓｗ
／ｓである。このとき、スイッチ５．３５は開いた状態
にあり、リールモータは一定電圧で駆動される。この間
にマイクロプロセッサ−４１はリール回転検出器２１　
、３１の出力信号の周期を計測しその二乗和を求め、内
部のＲＯＭ（リードオンリーメモリ）に予め記憶させて
おいた値と大小を比較することによってテープの種類を
判定し記憶する。Ｒ−ＤＡＴではリールハブ３．４の直
径は１５関、テープ厚さ１３μ霞となっており、テープ
の種類は、１２０分、（３）分、ω分等がある。これら
のテープについて両リールの角速度の逆数の二乗和は前
述の式（６）からどのテープ位置でも各テープで一定値
となり、テープの種類を判別することができる。マイク
ロプロセッサ−４１はテープ種類の判別結果に基づいて
基準電圧発生器ｎ、３３及び周波数−電圧変換利得切り
換えを行なう、予めマイクロプロセッサ−４１に記憶さ
せであるテープの種類以外のテープ（例えばクリーニン
グテープ）が装填されたときは閉ループ制御を行なわす
１こリールモータは一定電圧で駆動される。第３図はリ
ール回転検出器２１　、２２の構成の一実施例を示し、
６１はモータ軸、６２はり一ルハブと係合する部材、田
は圧縮コイルスプリング、図はリール軸、６５は係合部
材６２の抜は止め部材、鋪は回転検出のエンコーダー、
６７はＭＲ素子である。モータ軸６１と抜は止め部材６
５、リール軸礪は固着されており、保合部材６２は圧縮
コイルスプリング６３により上方に付勢されている。回
転検出のエンコーダー６６はリール軸刺の下部に同心で
接着されその外周は等間隔で着磁されておりＭ几素子６
７でリール軸の回転速度に比例した周波数の信号を得る
ことができる。本実施例によれば、高い検出周波数を得
ることができる効果がある。角速度の逆数は出力信号の
周期を計測することによって容易に求められる。

次に、テープ張力制御について説明する。

記録再生時には、テープはキャプスタン・ピンチローラ
ープ駆動が行われる。供給側リールモータ２７はテープ
送出方向と逆方向に駆動され、巻き取り側リールモータ
３７は当然のことながらテープを巻き取る方向に駆動さ
れる。スイッチ５は第１図の位置にある。基準電圧、周
波数電圧変換利得は上気したテープ種類に応じて所定の
値に設定される。テープ速度は一定だから供給リール軸
の回転速度は巻初めから次第に増加し、巻き取りリール
軸の回転速度は減少する。リール軸の回転速度はリール
回転検出２１　、３１、周波数電圧変換器２２゜３２で
回転速度に比例した直流電圧に変換され、基準電圧と比
較されその差信号でモータ２７　、３７が駆動される負
帰還サーボ系となっている。従って供給側はリール回転
速度の増加につれてモータ駆動電圧は小さくなりパック
テンションは略一定に制御されることになる０巻き取り
側はリール回転速度の減少につれてモータ駆動電圧は太
き（なりティクアップテンションは略一定に制御される
ことになる。第４図は、第１図のリールモータ制御系の
伝達関数ブロック図であり、添字の１．２はそれぞれ供
給側、巻き取り側を示す、第４図によりパックテンショ
ン、ティクアップテンション、各基準電圧、角速度−電
圧変換利得の決定について説明する。第４図から、静的
なバックテンションＰ１％ティクアップテンションＰ、
は次式で表される。

ＰＨ＝Ｋ　Ｅｌ／ｒ　１　＋　Ｖ　（Ｂ　−ＫＨｔ　）
／ｒ　１　　　・・””　・ｆ６１Ｐ＊＝ＫＥ！／ｒ、
−Ｖ（Ｂ＋ＫＨｔ）／ｒｔ　　　　　　　　　・　　＝
−＝・　　　ｌフ）但し、Ｋ：モータトルク定数（Ｎｒ
ｒ４／ｖ　ｏ　１　ｔ　）Ｅ：基準電圧（ｖｏｌｔ） ■＝テープ速度（Ｉｖ／５ｃｃ） Ｂ：モータ粘性減衰係数（Ｎｍｓｅｃ）Ｈ：角速度−電
圧変換利得（ｖｏｌｔ−ｓｅｃ）ｒ：テープ巻半径− 巻始めと巻終わりでテープ張力が等しい値Ｐｏｌ＊Ｐｏ
、になるように設定すると、最大巻半径をＲｘとして 供給側：　Ｅ＠＝Ｐｏｓ　（Ｒ＋Ｒｘ）／ＫＨ１＝　（
Ｐｏｌ　ＲＲｘ、／’ｖ＋Ｂ　）／に巻取側：　Ｅｉ＝
ＰＪ　（Ｒ＋　Ｒｘ　）、／ｋＨ＠　＝　（Ｐｏ１ＲＲ
ｘ／’Ｖ　−Ｂ　）／にモータの粘性減衰係数Ｂ、ＩＪ
−ルハブ半径Ｒ１テープ速度Ｖは既知でありテープ種類
が判別されているので最大巻半径Ｒｘも既知であるから
上式から基準電圧、角速度−電圧変換利得が求められる
。

上式を式ｆｉｌ　、　＋７１に代入するとＰＩ　、　＠
　＝ｐ６＋　、ｔ　（（Ｒ＋Ｒｘ）／ｒ−ＲＲｘ／ｒ”
　）となる、横軸に巻き取り側テープ巻半径をとり、縦
軸に設定値との比をとると第５図実線に示すようになる
。テープ張力は、テープ巻半径で変化し、テープ巻半径
ｒ　−２ＲＲｘ／（Ｒ＋Ｒｘ）で最大になり、Ｐｍａｘ
＝ＰｏＩ、２　（Ｒ＋Ｒｘ　）”／（４ＲＲｘ　）とな
る。

Ｒ−ＤＡＴテープではＰｍ　ａ　Ｘ／′ＰＯｌ、２は１
２０分テープで１．１９．６０分テープで１．０９とな
り、リールモータを一定電圧で駆動した場合と比較する
と、１２０分テープの場合、巻径変化によるテープ張力
の変動を略牛分に低減できる効果がある。

第１図の周波数−電圧変換回路は第６図に示すように、
第１図のリール回転検出器２１　、３１の出力信号の増
幅器７１と単安定マルチバイブレータ７２、抵抗器、コ
ンデンサーからなるローパスフィルタ７３ト高入力イン
ピーダンスのバッファー７４で構成できる。Ｒ−ＤＡＴ
の定常テープ速度は８．１５Ｗ／ｓｅｃと低速であり、
リール軸の回転速度は１２０分テープの場合４．５〜１
０．４　ｒ　ｐｍ　　と遅く巻半径の変化は緩やかであ
るからローパスフィルタ７３の時定数は数秒と大きくで
き、第３図のリール回転検出器の構成ではリール軸１回
転あたり数百パルスの検出信号を得ることができるので
リップルがモータのトルク変動となって悪影響を与える
ことはない。

第７図は、第１図の周波数−電圧変換利得切換回路銀、
３９の実施例を示し、演算増幅器８１と利得切り換えの
抵抗８２ａ、ｂ、ｃｌ　）ランジスタ８３ａ。

ｂｌ　’％帰還抵抗Ｕで構成される。演算増幅器８１の
利得は、（ｌ十抵抗８４／抵抗８２）で決まるからトラ
ンジスタ羽のいずれかをオン状態にすることによりて利
得を切り換えることができる。

以上、キャプスタン駆動時のリールモータ制御について
述べたが、バックテンション制御は、ＦＦ、ＰＲ時にも
適用できることはあきらかである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、装填されたテープの種類を自動的に判
別してその結果１こよリ−ルモータ制御の定数を設定し
てテンションアームのようなテープ張力検出機構を用い
ないのでテープ走行系を複雑にすることがなくテープ張
力を巻初めから巻終わり迄略一定に制御することができ
る。特にＲ−ＤＡＴのように小さなカセットの場合は有
効である。テープ種類の判別は、キャプスタン駆動時に
行なうのでテープ速度は正確であり誤って判別すること
は無い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図はテー
プ徨類判別の流れ図、第３図はリール回転検出構成図、
第４図はリールモータ制御伝達関数ブロック図、第５図
はテープ張力の変化説明図、第６図は周波数−螺圧変換
器構成図、第７図は周波数−電圧変換利得切り換え器構
成図である。 １・・・テープカセット　　３．４・・・リールハブ１
９　、２０・・・リール軸 ２１　、３１・・・リール回転検出器 ２２　、３２・・・周波数−電圧変換器２９　、３９・
・・周波数−電圧変換利得切り換え回路詔、３３・・・
基準電圧発生回路 ・・″） 代理人　弁理士　　小　川　勝　男 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、リールツウリールの同形のカセットハウジングの中
   に異種長さ、同一厚さのテープが収納されている異種の
   テープカセットをそれぞれ選択的に使用してキャプスタ
   ン・ピンチローラからなるテープ定速走行駆動手段と、
   テープを巻取り、送出する両リール軸を直接駆動する２
   つのリールモータと、両リールの回転速度を検出して演
   算を行ない装填されたテープの種類を判別する手段を備
   えた磁気テープ記憶装置において、テープカセットが装
   填されると、一定時間だけキャプスタン駆動してテープ
   を定速走行駆動して装填されたテープの種類を知る手段
   を備えたことを特徴とする磁気テープ装置。