JPH04146548A - テープ走行装置 - 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〕 本発明は磁気テープ装置あるいはフィルム装置において
、その記録媒体が走行する際、その記録媒体の微少走行
速度変化及び張力変化を軽減するテープ走行安定化装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

一般にテープ、フィルム等を媒体として使用する装置で
はその走行速度、及び張力を管理せねばならない。

以下磁気テープ装置の代表例であるＶＴＲを一例として
あげて説明し、殊に具体例としてラレルＭ型ローディン
グシステムに組み入れた場合をあげて説明する。

第４図は従来のパラレルＭ型口−ディングシステムを示
す図、第５図は第４図のテンションブレーキ部を示す詳
細図である。

第４図において、（１）は回転ドラム、（ｌａｌｂ）は
回転ドラム（１）の周辺部に僅かに突出して固着され回
転ドラム（１）と共に高速回転する回転ヘッドである。

２個のヘッド（ｌａ、１ｂ）はドラムの中心に対して正
確に１８００の位置に割り出されている。（２ａ、２ｂ
）はサプライ側のローディングテープガイド、（２ａ　
　２ｂ’）はテエイクアップ側のローディングテープガ
イドで、共に回転ドラムにテープ（３）を安定に装架す
る働きをもつものである。（４）はサブラ　イａシごｉ
コＬ＋　＾ｈ　九ノ　ノ　２−λｆ〜ノ　７−一ち　し
　酩ζＪれるもので、テービの小振動を軽減し、ジッタ
ーを削減する為にある。（５）は全幅消去ヘッド、（６
）はテープガイド、（７）はテープのバックテンション
を一定に保つテンションボール、（８）はテンションボ
ールが固着し、回転中心（８ａ）を中心に回転方向に移
動するテンションアームである。（９）は音声消去ヘッ
ド、（１０）は音声・コントロール信号ヘッドである。

一般に音声消去ヘッド（９）と音声・コントロール信号
ヘッド（１０）は一体化し機械的精度を持たせている（
１１）はテープガイドである。（１２）はピンチローラ
、（１３）はキャプスタンで、磁気テープ（３）はピン
チローラ（１２）とキャプスタン（１３）の間に挟まれ
、キャプスタン（１３）の回転によって一定速度で進め
られる。（１４）は磁気テープ（３）が収納されている
カセットである。（１５，２６）はカセット内に存在し
、収納されたテープを円滑に供給し又巻取る為のテープ
ガイドである。（１７）はサプライリールの周辺の設け
られ、強制的にブレーキをかけるテンションバンド、（
１８）はカセット内のサプライリール（供給リール）、
（１９）はカセット内のテエイクアップリール（巻取り
リール）である。

上述のように構成されるテープ走行部には第４図のテー
プ（３）に示す矢印の方向にテープ（３）が一定速度で
走行し、回転ヘッド（ｌａ、ｌｂ）によってテープ上に
記録された信号が再生される。ここでテープ走行部の動
作が円滑におこなわれ、定まったテープフォーマットに
従って記録、再生の動作がおこなわれるためにはテープ
（３）走行経路内の各点でテンション及び、テープ速度
が均一に一定である必要がある。この為先ずテンション
を均一にするためテンションボール（７）が設けられて
いる。またテープの微細速度変化（ジッター）を軽減す
るためインピーダンスローラ（４）を設けている。そこ
で先ずテンションコントロールメカニズムより説明する
。一般にサプライリールハブによってテープのテンショ
ンは大きく異なるのが常である為、第４図に示すように
バックテンション機構が必要である。

ここで第４図に示す、従来から使用されているテープの
バックテンション機構部の詳細部を第５図に示す。テン
ションボール（７）はテンションアーム（８）に固着さ
れ、このテンションアーム（８）の他端はスプリング（
２０）によってメインデツキ部の一部（２１）に引っ張
られている。

該テンションアーム（８）は中心（８ａ）によってデツ
キに固定され、しかも中心（８ａ）を回転中心として一
点鎖線で示す矢印方向に回転移動する構造になっている
。従ってもし磁気テープ（３）が存在しなかったり、テ
ープの張力が減少するとテンションボールは矢印左方向
に移動する。

方このテンションアーム（８）には取り付は点（ｓｂ）
よりテンションバンド（１７）が設けられている。該テ
ンションバンドは一般にリン青銅板のようなフレキシブ
ルな材料で構成され、サプライリールディスク（２２）
の柱部（２２ａ）の外径部を包囲し、しかもテンション
バンドの内側は摩擦を大きくする為フェルト状部（１７
ａ）になっている、（２３）は該テンションバンドの他
端をメインデツキ部に固着する取付部である。ここで上
述のようにテンションボール（７）が−点鎖線で示す矢
印の左方向に回転移動したとするとテンションアーム内
の取り付は点（８ｂ）も左方向に回転移動する為、テン
ションバンド（１７）も左方向に引っ張られ、他端は取
付部（２３）で固着している為、テンションバンド（１
７）のフェルト状部（１７ａ）がサプライリールディス
ク（２２）の柱部（２２ａ）の外径面と密着しサプライ
リールディスク（２２）の回転運動にブレーキをかける
ことになる。逆にテンションボール（７）が矢印右方向
に回転するとテンションバンド（１７）が右方向に移動
しブレーキがはずれサプライ、リールディスク（２２）
は軽く回転する。

ここで一般に張力ＰとトルクＴ及びリール半径ｒの間に
はＰ＝−の関係が成立する。従って今すプライリール（
１８）のハブの径の大きいものに巻かれたテープカセッ
トを使用した場合、又サプライリール（１８）のハブに
磁気テープが多く巻かれた状態（３ａ）の場合には、上
述の関係式から半径ｒが大きく、トルクＴが一定である
から張力Ｐが小となる。従ってテープ（３）のテンショ
ンによりスプリング（２０）の弾性力が打ち勝ってテン
ションボール（７）が−点鎖線で示す矢印左方向に移動
し、テンションバンド（１７）がサプライリールディス
ク（２２）の柱部（２２ａ）と接触しブレーキが働く。

するとトルクＴが増し再び上述の関係式から張力Ｐが増
す。逆にサプライリール（１８）のハブの径が小さいも
のにテープが少量巻かれている場合（第４図３０の場合
）には先ず張力が大となり、テンションボール（７）が
矢印右方向に移動しテンションバンド（１７）がサプラ
イリールディスク（２２）の柱部（２２ａ）と離れブレ
ーキ力が無くなる。するとトルクＴが減少し張力が減少
する。即ち、従来から使用されている第４図、第５図に
示すパックテンション機構によればサプライリール（１
８）のハブの径、又はそれに巻かれているテープ量に関
係なくテープテンションを一定に保つことが出来る。

次に回転インピーダンスローラのメカニズムを説明する
。

回転インピーダンスローラ（４）は磁気テープの磁性面
と接触し、その接触したテープの面の摩擦によって回転
するもので走行するテープの進行方向の微細な振動を除
く働きをするものである。

一般に回転インピーダンスローラは円柱形をしており、
慣性モーメントが大きいほど望ましい。

ここで慣性モーメントを求めてみると下記のようになる
。

第６図に示すような円柱を考え、回転軸をＺ軸として慣
性モーメンとを求めることにする。以下のように記号を
用いると Ｒ：円柱の半径 ｒ：回転軸から任意の微小部分までの距離Ｉ２：円柱の
長さ φ：微小部分の位置角 ρ：密度 ｄｍ：微小部分の質量 ｍ：円柱の全質量 ｄＩ：ｚ軸に関する微小部分の慣性モーメントＩ工：Ｚ
軸に関する円柱の慣性モーメントｒ、φの微小部分をｄ
ｒ、　　ｄφとして、Ｚ軸から距離ｒにある体積β・ｄ
「・ｒｄφの微小部分をとれば、質量ｄｍは、 ｄｍ＝ρ・ρ・ｒ−ｄｒ−ｄφ この微小部分の慣性モーメントは、 ｄ■＝ｒ２・ｄｍ＝ρ拳β・ｒ３・ｄｒ−ｄφここに、
円柱の全質量は次式で与えられるのでｍ＝ρπＲ２β Ｚ軸に関する円柱の慣性モーメントは １、＝坏ｍＲ” 以上のように物体の微小部分を考え、その部分の回転軸
に関する小さな慣性モーメントを求め、ついで全体にわ
たってこれを集めれば、すなわち連続体の場合積分すれ
ば、全体の慣性モーメントが求まることになる。

以上のように磁気テープのテンションをテンシロールメ
カニズムで制御し、且つ磁気テープの微細な振動（ジッ
ター）を除くため回転インピーダンスローラ（４）を主
体とするインピーダンスローラメカニズムを設けている
のが常であった。

［発明が解決しようとする課題１ しかしながら上述のテープ走行装置は次のような欠点が
あった。

１、回転インピーダンスローラ（４）は慣性モーメント
が大きい程ジッターを軽減するが、この為半径を大きく
するか重量を太きく　（１，＝ＨｍＲ”）せねばならず
、第４図のような位置に設けるとテープガイド（２ａ）
と全幅消去ヘッド（５）の間隔を大きく選ばざるをえず
、デツキ全体の構成を大きくしなければならない、又一
般に全幅消去ヘッド（５）はＶＴＲのつなぎ操りの性能
上極力回転ヘッドに近づけたい。従ってデツキの小型化
、全幅消去ヘッドの仕様からこの位置は望ましくなかっ
た。

２、回転インピン−ダンスローラ（４）は固定した装架
のローディング期間にぶちあたらない点では望ましいが
テープの磁性面に直接接触する。

従って鉄系の磁性体はつかえず非磁性体の黄銅を使用し
しかも表面は磁性体面を乱さぬ様鏡面仕上げを要した。

３、従来例の場合テープテンション、ジッター制御とも
にメカニカルなオーブンシステムのためエラーを検出し
、フィードバックをかけるシステムを構成することは不
可能であった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、テープテンション制御とジッター軽減を一カ
所で行うことができるため、デツキの小型化が可能とな
り、又テープの裏面による接触で構成できるためテープ
を傷つけることもなく黄銅を必要としない。又テープの
走行状態を回転体に変換できるためフィードバックシス
テムを構築できる。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るテープ走行装置は、テンションボールを
回転体とし、しかもこのテンションボールに設けられた
回転体の慣性モーメントを大きくするためテープの接触
しない部分の径を大きくししかもその径の大きい外周部
に光センサーによる回転検出を設けることも可能とした
ものである［作用］ この発明におけるテープ走行装置は、慣性モーメントを
有する回転体によるテープテンション制御システムであ
るため、テープテンション制御は勿論、ジッターを軽減
する。又テープの非磁性面（裏面）と接触しているため
回転体は鉄系の磁性体でよく、表面も鏡面仕上げの必要
はなく安価に構成できる。又本回転体の一部に塗装等に
よる黒白の変化をつけて回転体の回転スピード、回転ム
ラを光で検知することによりテープの走行速度駆動系に
フィードバックをかけることが出来、高級なサーボシス
テムを構成することも容易となる。

〔実施例Ｊ 以下、この発明の一実施例を第１図について説明する。

第１図において（１）、（ｌａ、１ｂ）（２ａ、２ｂ）
、　　（２ａ’　　、２ｂ’　　）、　　（３）（５）
、（６）、（８）〜（２ｏ）は第４図の従来例と同じで
ある。回転インピーダンスローラ（４）はなく、バック
テンションボール（７）に吸収されている。従って全幅
消去ヘッド（５）はローディングガイド（２ｂ）に近づ
いた位置に配設され、それにともなってテープガイド（
６）も移動している０次にバックテンションメカニズム
とインピーダンスローラメカニズムの詳細を第２図及び
第３図に示す。

テンションアーム（８）には回転中心部（８ａ）、テン
ションバンド（１７）の取り付は点（８ｂ）が従来例と
同様に設けられている。しかしテンションボール（７）
が従来と異なり、テンションローラ（７ｘ）になされて
いる。これは第３図の断面図のように傘形をひっ（り返
した回転体で構成されている。テンションアーム（８）
の上に回転体の中心ビン（７ａ）がカシメ等で固着され
ており、その中心ビン（７ａ）に回転するテンションロ
ーラ（７ｘ）が勘合し、なめらかに回転する構成になっ
ている。

ここでテンションローラ（７ｘ）の外径Ｒは慣性モーメ
ントＩｔ＝Ｉｙｉ　ｍＲ２の式より可能な限り大きくす
ることが望ましい。又回転する際に偏心したり回転ムラ
（コギング）がないよう中心ビン（７ａ）の垂直度及び
テンションアーム（８）とテンションローラ（７ｘ）の
接触部にスラストベアリング（ボールベアリングでなく
面あたりのもの二面省略）を設けるとよい。又テンショ
ンローラ（７Ｘ）の裏面部には光によって回転状態を検
出する放射型の模様が塗装しである。（２４）は光セン
サーで発光部と受光部が一体となっている。

最近テープの高密度記録が進む一方、カセットテープの
種類及び品質も増えてきたため、テープを走行させた時
のテープ速度の均一性（テープの速度の微細な変動があ
つワウ、フラッタ−ジッターが生じやすい）及びテープ
の張力の均一性（テープの巻き始め、中央、巻き終りと
で張力が異なり再生時にスキュー現象が生じやすい）が
とみに重要となってきた。今第１図、第２図及び第３図
（ａ）に示すように構成すると、先ずテープの速度変化
（テープの進行方向の振動とみれる）はテンションロー
ラ（７Ｘ）とテープ（３）が面接触しながらテープが走
行するためテンションローラ（７ｘ）もそれによって回
転する。この時傘形のローラ（７Ｘ）は外径を大きく選
んであるため慣性モーメンとが大きい（■８＝％ｍＲ”
より明らかなように重量を増すより径を増す方が二乗で
効果がでる）。しかもコギング等の回転ムラがないよう
に配慮されているためテープの速度変動は有効に削除で
きる。又テープの速度変動の発生はカセット（１４）内
のサプライリール（１８）で発生しやすいため、そのサ
プライリールより出たすぐの位置で速度変動を軽減でき
ることは走行系全体に対して大きな効果がある。又テン
ションローラ（７ｘ）とテープの接触については、従来
の磁性面接触でなく、テープの裏面接触である。一般に
磁気テープは樹脂系のベースフィルム（厚さ約１５μ）
に磁性体（厚さ約４μ）を塗布して構成しているため磁
性体面に接触する物体は鏡面非磁性体でなければならな
かったが本発明のテンションローラ（７ｘ）はその必要
性はなく鉄系のものでよい。次にテンション制御メカニ
ズムとしては従来例の動作と全く同じで回転中心（８ａ
）を中心にして一点鎖線上を左右に移動する（この原理
はすでに詳しく述べである）。

以上のよりテンションコントロール及びインピーダンス
ローラの動作を１カ所で行い且つサプライリールの出口
の直後の位置で行うためテープ速度、張力共に安定化し
走行系全体が均一安定化する。さらに小形化及び全幅消
去ヘッド（５）の位置変動によりつなぎ撮り時の重ね書
き部が減少する。

次に本発明をさらに展開する場合について述べる。テン
ションローラ（７ｘ）の底面に第３図（ａ）に示すよう
に白黒の放射形の塗装を行い、これを光センサ−（発光
部と受光部と一体となったもの）（２４）で検出する。

構成るテンションの状態としこのポイントを第３図の（
２４ａ）とする。このテンションローラ（７ｘ）の回転
を検出すると第３図（ｂ）のパルス信号が得られる。次
にテープのテンションが増したとするとテンションロー
ラ（７Ｘ）全体が一点鎖線上を右方向に移動する。この
時テンションバンド（１７）はゆるみサプライリールデ
ィスク（２２）の柱部（２２ａ）と離れブレーキ力が減
少する。すると光センサ−（２４）はテンションローラ
底面（２４ｂ）を基準にして回転を検知する。すなわち
円形放射形の内側（２４ｂ）により回転ムラを検出する
がポイント（２４ａ）と全く同様のパルス信号が得られ
る。即ちテンションローラ（７ｘ）が−点鎖線矢印の如
（移動しても（テープテンションが変動しても）純粋に
回転ムラを検出できる。テープの走行速度が変動すると
第６図のパルス周波数が変動するのでこのパルス信号の
周波数又はデユティ比をみることによりテープ速度変化
を検出できる。

本発明は光センサ−（２４）を第１図、第２図のメカニ
ズムに限定するものではない。

［８９ｇ日　／７−Ｉ　ウｈ月１１ 以上のように、この発明によればテンションコントロー
ルボールを慣性モーメントの大きいインピーダンスロー
ラ構造の回転体としたためテンション制御は勿論、テー
プ速度微変動（ジッター）を削減でき、しかも従来より
全体が小形化出来、さらに磁気テープの裏面接触構造が
選べ、鏡面仕上げの必要性がなく安価となる。全幅消去
ヘッドの位置も回転ヘッドの位置に近づけることができ
る。又、第６図に示すようにテンションローラの１部に
、磁気テープの速度微変動による回転ムラを検出する構
造を付加することにより、テープ走行を制御しているキ
ャプスタンサーボ系にフィードバックすることができ、
全体としてジッターを極力おさえる高級なサーボシステ
ムを得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体構成図、第２図は
第１図のテンションローラの詳細図、第３図は第２図の
一部の側断面図、第４図は従来のＶＴＲ契着０テープ走
行築全億ｆｒ示オ檀則図、慎５図は第４図のテープバッ
クテンション機構を示す図、第６図はインピーダンスロ
ーラの慣性モーメントを計算する原理図である。 図において、（１）は回転ドラム、（２）はテープガイ
ド、（３）は磁気テープ、（４）インピーダンスローラ
、（５）は全幅消去ヘッド、（６）はテープガイド、（
７）はテープテンションボール、（７Ｘ）はテンション
ローラ、（７ａ）はテンションピンでテンションローラ
の中心シャフト、（８）はテンションアーム、（９）は
音声消去ヘッド、（１０）は音声・コントロール信号ヘ
ッド、（１１）はテープガイド、（１２）はピンチロー
ラ、（１３）はキャプスタン、（１４）はカセット、（
１５）はテープガイド、（１６）はテープガイド、（１
７）はテンションバンド、（１８）はサプライリール、
（１９）はテエイクアップリール、（２０）はスプリン
グ、（２１）はセンサーである。 なお図中、同一符号は同−或−は相当する部分を示す。 第 図 ８ａ’回転甲１し ８ｂ＝Ｑ＋）ｌｐ７ａ、 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、回転ドラム、回転ドラムに磁気テープを装架するロ
   ーディングメカニズム、テープの走行中のテープテンシ
   ョンを制御するテンションピンを具備し、上記テンショ
   ンピンを走行するテープと接触することにより回転する
   比較的慣性モーメントの大きい回転体としテープの走行
   方向の振動を軽減することを特徴とするテープ走行装置
   。