JPH04178948A - テープ駆動装置 - Google Patents

テープ駆動装置

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JPH04178948A
JPH04178948A JP2309822A JP30982290A JPH04178948A JP H04178948 A JPH04178948 A JP H04178948A JP 2309822 A JP2309822 A JP 2309822A JP 30982290 A JP30982290 A JP 30982290A JP H04178948 A JPH04178948 A JP H04178948A
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Yasuhiro Yoneda
米田 康浩
Haruo Hiraishi
平石 治男
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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、供給リールと巻取リールとにより磁気テープ
等の長尺物の移送を制御するテープ駆動装置に係り、特
に、テンシロン検出センサを用いずにテープテンシーン
制御を行うテープ駆動装置に関するものである。
従来の技術 近年、テープ駆動装置ではテープの薄手化の傾向が著し
いため、テープダメージを与えない高性能なテンシロン
制御技術が要求されている。また、装置の小型、軽量化
、薄型化の要求も強く、テープ駆動機構も簡素化されて
きている。このため、テープのテンシーン検出センサを
設置せず、機構を簡素化したテープ駆動装置が提案され
てきた。
この従来のテープ駆動装置(以下、代表してVTRを例
にして説明する。)としては、例えば米国特許第380
019E3号明細書に示されている。
第9図は、従来のVTRのテープテンシ「ン制御方法を
説明するためのブロック図である。
以下、従来のテープテンション制御方法について説明す
る。テープ移送が定常状態にあるとき、供給リール径に
比例したパックトルクを供給り−ルモータに印加すれば
、テープテンシロンが一定に制御されることを説明する
。ここで、5TSN:供給リールにおけるテープテンシ
eンQ協:供給リールモータトルク とすると、次式が成り立つ。
S T S N X RS” QS         
 −(1)したがって、テープが一定速度で移送されて
いる際、供給リールにおけるテープテンシロン5TSN
を一定に保つには、供給リール径に比例したトルクを供
給リールモータに印加すればよいことがわかる。
第9図において、1は供給リール(以下、Sリールと称
す。)、2は巻取リール(以下、Tリールと称す。)で
あり、テープ3が回転磁気ヘッド(図示せず。)を搭載
したドラム4(図示の矢印方向に回転している。)に巻
き付けられ、矢印の方向に移送されている。端子5には
Tリール駆動のためのTリールモータ(以下、TMと称
す。)を制御するためのTリールトルク情報が供給され
、Tリールモータ駆動回路6では、このTリールトルク
情報に応じたトルクが7M7に発生するように動作する
。8はSリール径検出器であり、Sリール1の半径に対
応した情報RSを出力する。9はバックトルク演算器で
あり、(1)式に示した演算を行い、Sリール1に与え
るトルクに応じた情報Q$を出力する。Sリールモータ
駆動回路10では、バックトルク演算器9の出力情報Q
、に応じたトルクをSリールモータ(以下、SMと称す
。)11に発生させるように動作する。
以上のような構成で、Sリール径に比例したトルクをS
リールモータに発生させ、テープテンシロンが一定に保
たれる。
発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、下記のような種々
の課題があった。
VTRでは、記録、ノーマル再生だけでなく、ジPグ、
シャトルと呼ばれる操作モードが存在し、テープの加速
、減速が繰り返される。このとき、前述のSリール径に
比例したトルクを印加するだけでは、テープの加速、減
速に起因するダイナミックなテンシヨンの変動を抑えき
れない。そこで、従来のテープ駆動装置では、テープを
加速、減速する際、加速、減速を遅くさせ、テンシロン
の変動が少なくなるようにしていた。そのため、テープ
のアクセス性を犠牲にしていた。本発明はかかる点に鑑
み、テープの加速、減速を速め、アクセス性を向上させ
、かつ、テンシロン検出センサを除いた構成で良好なテ
ンシロン制御を行うここのできるテープ駆動装置を提供
することを目的とする。
課題を解決するための手段 この目的を達成するために本発明のテープ駆動装置は、
供給リールの半径情報RSを検出する供給リール径検出
手段と、巻取リールの半径情報RTを検出する巻取リー
ル径検出手段と、前記供給リールの半径情報RSをもと
に供給リールのイナーシャに対応した情報J$を演算す
る供給リールイナーシャ演算手段と、前記巻取リールの
半径情報RTをもとに巻取リールのイナーシャに対応し
た情報JTを演算する巻取リールイナーシャ演算手段と
、巻取リールモータのトルク情報Q、を微分し巻取リー
ルの加減速に費やしたトルク量に応じた情報ACCTを
検出する巻取リール加速トルク検出手段と、前記両リー
ルの半径情報RS、  Rtと両リールのイナーシャ情
報Js、  Jrと巻取リール加速トルク情報ACCT
とを用いて、巻取リールの加減速に応じた加速度補償ト
ルク情報CMPTを演算する巻取リール加速度補償トル
ク演算手段と、前記供給リールの半径情報R,に比例し
たバックトルク情報Qeを演算するバックトルク演算手
段と、このバックトルク情報QBと前記加速度補償トル
ク情報CMPTとを加算する加算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り、供給リールの半径情報R
Sから演算されるバックトルク情報Q、によって、リー
ル径が変化することに起因する静的なテンシPン変動の
補正を行い、また、巻取リールが加減速することに起因
する動的なテンシ騨ン変動は、加速度補償トルク情報C
MPTによって抑えられるため、テンシ日ン検出センサ
を用いないテンシロン制御が実現される。
実施例 本発明では、Sリール径に比例したバックトルク情報と
、テープ移送の加減速に起因するテンシeン変動を抑制
するための加速度補償トルク情報とを加算したエラー情
報でSリールモータのトルクを制御する。
以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明する。
第1図は、本発明の一実施例におけるテープ駆動装置の
ブロック図である。第1図において、第9図と同じ動作
を行うブロックは、同一符号を付与し、説明を省略する
。12はTリール2のリール半径に応じた情報RTを検
出するT U−ル径検出器、13はSリールの半径情報
RSをもとにSリールイナーシャJ、を演算するsリー
ルイナーシャ演算器、14はTリールの半径情報Rtを
もとにTリールイナーシャJ、を演算するTリールイナ
ーシャ演算器、15は後述するT IJ−ルの速度制御
の方法からTリール1の加減速に費やされたトルクを検
出するためのT U−ル加減速トルク検出器、16はテ
ープ速度を検出し、その検出結果に応じた周波数でパル
スを発生させるテープ速度検出器、17 L! T I
J−ルエの加減速に起因するテンシeン変動を補償する
ために加速度補償演算を行うT U−ル加速度補償トル
ク演算器、18はSリール径に比例したバックトルク情
報QlaとTリール加速度補償トルク情報CMPTとを
加算する加算器、端子19は目標とするテープ速度指令
を供給する端子、20は端子19より供給された目標テ
ープ速度に応じた周波数のパルスを発生させるテープ速
度基準パルス発生器、21.22は共にテープ速度検出
器16から供給されるクロックパルスをカウントアツプ
端子に、またテープ速度基準パルス発生器20から供給
されるクロックパルスをカウントダウン端子に、それぞ
れ接続した第1.第2のアップダウンカウンタ(以下、
U/Dカウンタと称す。)、23は第1のU/Dカウン
タ21の出力情報QTIと第2のU/Dカウンタ22の
出力情報Qi2とを加算する加算器、端子24は第2の
U/Dカウンタ22の出力情報QT2を一定時間毎にラ
ッチし、その直後のカウンタの値をイニシャライズする
タイミング信号を供給する端子である。
Sリール径に比例したバックトルク情報Qeは、第9図
で説明したのと同様に、Sリール径検出器8、バックト
ルク演算器9を通して得られ、加算器18へ供給される
次に、テープ移送が加速、減速される際のテンシeン変
動の補正について説明する。
ここで、 Js:  Sリールイナーシャ JT:  Tリールイナーシャ 5TSN: Sリールのテープテンシ□ンTTSN: 
TリールのテープテンシUンQT:Tリールモータトル
ク ω$: Sリール回転角速度 ω■:Tリール回転角速度 aω容: Sリール回転加速度 aω1:Tリール回転加速度 とすると、S、  7両リールの運動方程式は次のよう
になる。
JsXaω1=QS−RSXSTSN    −(2)
JTxaω■=Q■−RTXTTSN   ・・・(3
)Sリールのテープテンシ日ン5TSNとTリールのテ
ープテンシジンTTSHの関係は、TTSN=αX5T
SN        ・・・(4)(但し、αはテープ
走行バスで決まる比例係数)また、テープ速度Vは、 V =RS XωG”:RvXωT       ・・
・(5)(2)式から、5IJ−ルの回転加速度aω$
が、テーフ加速、減速時に変化してもテープテンシロン
を一定に保つためには、補正トルクdQS(QSの変化
分)を次式のようにすればよい。
d Qt” J sX d a 0g        
  ・・・(e )(但し、daω6はaω6の変化分
) (5)式から、S、  T両す−ル回転加速度の関係は
、d a (t)v:: (RS/ Rt) X d 
a 0g    ・・・(7)(3)式より、テープテ
ンシロンが一定に制御された状態では、 d  a ωv=  d QT/ J T      
           ・”(8)ところで、(4)式
の比例係数αは、テープが加速方向と減速方向で大きく
異なる。これはドラム4の回転方向と同じ方向にテープ
が移送されるときと、逆らった方向に移送されるときと
で走行負荷が異なること、さらにはテープ3をドラム4
に巻き付けるためのポストでテープが走行規制される等
の理由による。
そのため、テープが加速方向か減速方向かによって、比
例係数にとおいたパラメータを導入する。
よって、テンション変動を抑制するためのS IJ−ル
モータ補正トルクdQ6は、 d Q@:K (Rv/RS)X(J S/J T)X
 d QT  ”(9)すなわち、  S、  T両す
−ル径、イナーシャ、それにTリールモータの加減速ト
ルク変動量を検出し、(9)式に示したトルク補正をS
リールモータに行えば、テープの加速、減速に伴うダイ
ナミックなテンシーン変動を抑制することができる。
上述したテンシーン制御系を、第1図をもとにして説明
する。
第1図において、8はSリール径検出器であり、Sリー
ル半径に対応した情報RSが出力される。同様に、Tリ
ール径検出器12にはT’J−ル半径に対応した情報R
Tが出力される。Sリールイナ−ンヤ演算器13では、
Sリール半径情報R6をもとに、Sリール1のイナーシ
ャJsを演算する。
一般に、リールのイナーシャJは、(10)式で示され
る。
J=JrI×+J war           ・・
・(10)J: リールイナーシャ J TIx*  リールモータや空リールイナーシャ等
のイナーシャ(リール径に不変) J□、: テープイナーシャ(リール径に比例)JV、
、=KIX (R’−Rhリ    ・・・(11)K
l: 定数 R: リール半径 Rh:  リールハブ半径 (10)、(11)式からリール半径Rが測定できれば
、リールイナーシャJを演算することが可能である。
したがって、Sリールイナーシャ演算器13でSリール
イナーシャ情報Jsを、Tリールイナーシャ演算器14
でTリールイナーシャ情報Jvを、(10)、(11)
式にもとづいて演算する。第2図はSリール1の半径情
報RSに対応したS IJ−ルイナーシャJsの演算結
果を示した特性図、第3図はTリール2の半径情報RT
とTリールイナーシヤJTの特性図(SIJ−ル半径と
対応させるため、横軸は最大半径からハブ半径の順に図
示した)である。
ここで、Tリール2の加減速に費やされるトルク情報の
検出方法を説明する前に、TIJ−ルモータ7の制御に
ついて説明する。
VTRでは、前述したようにシャトルモードが存在する
ことから、複数種類のテープ目標速度が存在する。この
ため巻取側リールを駆動する制御は、システムコントロ
ール等から与えられた目標テープ速度になるよう、実際
のテープ速度を検出し、目標速度この誤差信号を検出し
、この誤差信号をTリールモータ駆動回路にフィードバ
ックしてテープ速度制御をかける。
このテープ速度制御について、第1図をもとにして説明
する。
第1図において、テープ速度検出器16には両リールの
回転に比例した周波数の回転パルスf 5rftが入力
されており、両リールの回転周波数からテープ速度を検
出する。両リールの回転周波数をテープ速度の検出に利
用することは周知のとおりであり、本実施例でもこの両
リール回転周波数の釦情報を用いた例で構成している。
第6図は、テープ速度と両リール回転周波数の釦情報f
、+ftとテープ巻径の関係を示した関係図であり、テ
ープ速度がV、とV*(V+<Vs)のとき両リール回
転周波数の釦情報f−+ftは、テープ巻径が同じ場所
であれば比例していることがわかる。さらにテープ巻径
情報から、制御するテープ速度基準情報を補正すれば、
巻始めから巻終わりまでのテープ速度を一定に制御する
ことも可能である。
第6図は第1図におけるTリールモータ駆動回路6に供
給するT IJ−ル駆動情報QTと、Tリールモータ7
の発生するトルクこの関係を示した関係図であり、Tリ
ール駆動情報Q1がセンタのときTリールモータの発生
トルクはゼロであり、駆動情報QTの値が小さくなるに
つれ、発生トルクはテープを巻き締める方向に太き(な
り、逆に、駆動情報QTの値が大きくなるにつれ、発生
トルクはテープを送り出す方向に大きくなっていくこと
を示している。
次に第1図、第7図をもとにして、テープ速度が目標速
度に制御されることを説明する。
第7図(a)は経過時間に伴って変化するテープ速度指
令を示しており、時刻tsからt、までは加速、時刻t
、からt2は定速、時刻t2からt3までは減速するテ
ープ速度指令が与えられた例を示している。また(b)
、  (c)、  (d)は第1図における第1のU/
Dカウンタ21の出力情報Q r++  第2のU/D
カウンタ22の出力情報QT21  加算器23の出力
情報Qrの変化を示している。
第1図においてテープ速度指令は、端子19からテープ
速度基準パルス発生器20に供給され、第11  第2
のU/Dカウンタ21,22ともカウントダウン側には
目標速度に応じたクロックパルスが供給されている。テ
ープが停止もしくは制御目標速度よりも遅く移送されて
いる状態では、テープ速度検出器16から各U/Dカウ
ンタのカウントアツプ側に接続したクロックパルスの周
波数は、カウントダウン側に接続されたクロックパルス
の周波数よりも低いため、第1.第2のU/Dカウンタ
21,22のカウンタ値は下がっていく。
このため、加算器23の出力情報QTも下がっていき、
Tリールモータ駆動回路eはテープ速度を上昇するよう
に動作させる。
逆に、テープ速度が速度指令よりも速ければ、第1.第
2のU/Dカウンタ21.22の値は大きくなっていき
、この結果Tリールモータ7の発生するトルクはテープ
速度を減じる方向に動作していく。このようにしてテー
プ速度が与えられたテープ速度指令に一致するように制
御される。
ここで、第2のU/Dカウンタ22の動作について説明
する。
第8図は、第2のU/Dカウンタ値と端子24から供給
されるサンプリングパルスと第2のU/Dカウンタ出力
Qyaの関係を示した波形図である。
(b)に示されたように、第2のU/Dカウンタ22に
は一定周期TRでサンプリングパルスが供給されており
、このタイミングにおける第2のU/Dカウンタの値Q
T2が出力され、次回サンプリングのタイミングまでこ
の出力値が保持されている。
第2のU/Dカウンタ値はサンプリング後、(a)に示
したように初期値(本実施例ではセンタの値)にセット
され、次のサンプリングパルスが到来するまでカウント
アツプ、カウントダウンの動作を行う。(C)は第2の
U/Dカウンタ22の出力情報0丁2を示している。
以上のように第2のU/Dカウンタ22を動作させるこ
とにより、第1のU/Dカウンタ21の値を微分した情
報を得ることができる。
上記したように2つのU/Dカウンタを用いる構成にす
ると、下記のような効果が生じる。
■テープ速度制御系は2次系の制御系となるため、巻取
側モータに供給されるエラー情報Q1に、微分された情
報を加味することで制御系の安定性を向上させることが
できる。
■第2のU/Dカウンタ出力情報QT2は、Tリール2
の加減速トルク情報を示しており、次に述べるテンシロ
ンの制御に利用することが容易である。
Tリール2の加減速に費やされるトルク量の検出は、T
リール加減速トルク検出器15で行われる。Tリール加
減速トルク検出器15には、第2のU/Dカウンタ22
の出力情報QT2が供給されており、この情報(haか
ら加速方向か減速方向かの極性判別を行うとともに比例
係数情報にと、加減速に費やされたトルク量に相当する
トルク情報ACCTが、Tリール加速度補償トルク演算
器17へ出力される。
T IJ−ル加速度補償トルク演算器17には、81T
両リール半径情報RS、  R□と両リールイナーシャ
情報JS、  JTとT’J−ル加減速トルク情報AC
CT、それに比例係数情報Kが入力され、(9)式に示
された演算を行い、TIJ−ルが加速、減速された際に
変動するテンシロン抑制のためのSり一ルモータ11の
トルク補正情報CMPTを演算する。第4図はSリール
の半径情報R@に対応した加速度補償係数(RT@JS
)/ (RS・JT)の演算結果を示した特性図であり
、トルク補正情報CMPTはこの加速度補償係数(Rr
φJ g) / (RS・JT)にT IJ−ル加速ト
ルク情報A CCT、  比例係数Kを乗算して求める
一方、Sリール径に比例したバックトルク情報QIIは
加算器18に供給されており、これとTリール加速度補
償トルク演算器17から出力されるトルク補正情報CM
PTとを加算器18で加算し、この加算結果Q、をテン
シ1ン制御エラー情報としてSリールモータ駆動回路1
0へ出力する。
以上のようなテンシーン制御系で、テンシロン検出セン
サを用いない構成でありながら、静的な巻径差によるテ
ンシロン変化と、テープ加速、減速に起因する動的なテ
ンシリン変動を抑制することができる。
なお、マイクロコンピュータやディジタル・シグナルφ
プロセッサは、各種演算、情報の記憶。
タイマ等の機能があり、広く電子機器に利用されており
、本実施例においても第1図の点線にて囲んだブロック
26をマイクロコンピュータやディジタル・シグナル・
プロセッサにて構成することが可能であり、この場合、
回路の小型、軽量化。
省スペース化に寄与することができる。
また、テンシロン変化に用いるリールのイナーシャ演算
では、演算時間の短縮化を図るために、予め演算してお
いた結果をテーブル検索する構成にすることも可能であ
る。
以上のように本実施例によれば、供給リール径に比例し
たトルクと、巻取リールが加減速した際にテンシロン変
動を抑えるための補償トルクとを加算する手段を設ける
ことにより、定常移送時だけでなく、テープが加速、減
速する過渡時にもテープダメージを予防することができ
る。
発明の効果 以上のように本発明は、供給リール径検出手段と、巻取
リール径検出手段と、供給リールイナーシャ演算手段と
、巻取リールイナーシャ演算手段と、巻取リール加減速
トルク検出手段と、巻取リール加速度補償トルク演算手
段と、バックトルク演算手段と、加算手段とを設けるこ
とにより、テンション検出センサを用いないテンシーン
制御系でテンシーンを安定に制御することが可能となり
、テープ駆動装置の簡略化、小型化、軽量化、テープダ
メージの予防、可変速でのアクセス性に優れ、その実用
的効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例におけるテープ駆動装置の構成
を示すブロック図、第2図はSリール半径情報R,に対
するSリールイナーシャJ@の特性の一例を示した特性
図、第3図はTリール半径情報RTに対するTリールイ
ナーシャJTの特性の一例を示した特性図、第4図はS
リール半径情報R1に対する加速度補償係数(RT@J
s/Rf@JT)の−例を示した特性図、第5図はテー
プ速度を一定に移送した際の両リールの回転周波数の釦
情報とテープ巻径の特性を示した特性図、第6図は第1
図におけるTリールモータ駆動回路6に供給されるTリ
ール駆動情報QtとT IJ−ルモータ7の発生トルク
の関係を示した特性図、第7図は目標テープ速度を加速
減速したときの第1図におけるテープ速度制御系の各情
報信号の関係を示した波形図、第8図は第1図における
第2のU/Dカウンタ22の動作を説明するための波形
図、第9図は従来のテープ駆動装置の構成を示すブロッ
ク図である。 8・・・S U−ル径検出器、  12・・・Tリール
径検出器、  13・・・Sリールイナーシャ演算器、
14・・・Tリールイナーシャ演算器、  15・・・
Tリール加減速トルク検出器、  16・・・テープ速
度検出器、  17・・・T IJ−ル加速度補償トル
ク演算器、18・・・加算器。 代理人の氏名 弁理士 小鍜治 明 ほか2名第5図 第6図 第7図 第8図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)供給リールの半径情報R_Sを検出する供給リー
    ル径検出手段と、 巻取リールの半径情報R_Tを検出する巻取リール径検
    出手段と、 前記供給リールの半径情報R_Sをもとに供給リールの
    イナーシャに対応した情報J_Sを演算する供給リール
    イナーシャ演算手段と、 前記巻取リールの半径情報R_Tをもとに巻取リールの
    イナーシャに対応した情報J_Tを演算する巻取リール
    イナーシャ演算手段と、 巻取リールモータのトルク情報Q_Tを微分し、巻取リ
    ールの加減速に費やしたトルク量に応じた情報ACCT
    を検出する巻取リール加減速トルク検出手段と、 前記両リールの半径情報R_S、R_Tと両リールのイ
    ナーシャ情報J_S、J_Tと巻取リール加減速トルク
    情報ACCTとを用いて、巻取リールの加減速に応じた
    加速度補償トルク情報CMPTを演算する巻取リール加
    速度補償トルク演算手段と、前記供給リールの半径情報
    R_Sに比例したバックトルク情報Q_Bを演算するバ
    ックトルク演算手段と、このバックトルク情報Q_Bと
    前記加速度補償トルク情報CMPTとを加算する加算手
    段と、を備え、前記加速度補償トルク情報CMPTと前
    記バックトルク情報Q_Bとを加算したトルク情報Q_
    Sをもとに供給リールモータトルクを制御するテープ駆
    動装置。
  2. (2)目標とするテープ速度情報と実際に検出されるテ
    ープ速度の差に応じて値が増減する第1、第2のアップ
    ダウンカウンタと、 前記第1のアップダウンカウンタの出力情報Q_T_1
    と前記第2のアップダウンカウンタの出力情報Q_T_
    2とを加算する加算手段と、を備え、前記第2のアップ
    ダウンカウンタは一定時間毎にカウンタ値をサンプリン
    グし、このカウンタ情報を前記加算手段に出力し、出力
    後カウンタ値を初期化させるよう動作させ、前記加算手
    段の出力情報をもとにして巻取側リールモータトルクを
    制御するテープ駆動装置。
  3. (3)請求項1記載の巻取リール加減速トルク検出手段
    は、請求項2記載の第2のアップダウンカウンタの出力
    情報を用いるテープ駆動装置。
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