JPH04181539A - テープ駆動装置 - Google Patents

テープ駆動装置

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JPH04181539A
JPH04181539A JP2308886A JP30888690A JPH04181539A JP H04181539 A JPH04181539 A JP H04181539A JP 2308886 A JP2308886 A JP 2308886A JP 30888690 A JP30888690 A JP 30888690A JP H04181539 A JPH04181539 A JP H04181539A
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reel
tape
capstan
tension
reels
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JP2308886A
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Inventor
Kouji Kaniwa
耕治 鹿庭
Hideo Nishijima
英男 西島
Koji Fujita
浩司 藤田
Yuji Inaba
雄二 稲場
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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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、テープに情報を記録再生する装置等に用いる
駆動装置に関し、特にテープを安定に走行するのに適し
たテープ駆動装置に関する、〔従来の技術〕 テープレコーダやVTR等の磁気記録再生装置のテープ
走行制御は、キャプスタン駆動によるものとリール駆動
によるものが一般的である、キヤプスタン駆動は、キャ
プスタンとピンチローラでテープを圧着しキャプスタン
の回転を制御することでテープ走行の速度制御を行う。
リール駆動は、は、巻取リールと供給リールの間で直接
テープを駆動し、リールの半径と回転周期を用いてテー
プ速度を検出し速度制御を行う。これらの駆動方式では
、前者は高精度の速度制御が可能な反面、高速走行には
適さない。一方後者は、時々刻々リールの半径が変化す
るので高精度の速度制御には適さないが、高速走行が可
能である6 そこで、高速テープ走行に対応する磁気記録再生装置で
はキャプスタン駆動およびリール駆動の両方を備えたも
のが多くなってきている。これらの磁気記録再生装置の
テープ駆動装置では、テープ走行用アクチュエータとし
てキャプスタンモータと雨リールモータを備えており、
キャプスタン駆動時はキャプスタンモータがテープ走行
速度制御を行い1両リールモータがテープテンション制
御を行う。
以上のようなキャプスタンモータおよび両リールモータ
を備えたテープ駆動装置としては、特開昭63−255
859号公報、特開昭59−38957号公報等に提案
されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記の従来技術は、キャプスタン駆動時にキャプスタン
の回転周期情報とリールの回転周期情報より、リールの
巻径情報を得てリールの巻径に応した駆動トルクを両リ
ールモータに発生することにより、テープテンション(
巻き取りテンションおよびパックテンション)をリール
の巻径に依らず一定にし、テープ走行を安定にするもの
である。
しかしながら、上記従来技術では、テープ速度が一定で
ある定常状態では、テープテンションを一定にし安定な
テープ走行を実現できるものの、テープが加速あるいは
減速している過渡状態においては、必ずしもテープテン
ションを一定にすることは難しい。それはリール等のイ
ナーシャ−(慣性)により、キャプスタンによるテープ
加減速に両リールでのテープ加減速がついていけず、結
局テープテンションの乱れとなる。例えば、順方向テー
プ走行時の加速時では、巻取リール部が低テンションに
なり、供給リール部が高テンションになる。
そこで本発明の目的は、キャプスタン駆動時において、
テープ速度が一定である定常状態だけでなくテープが加
速あるいは減速している過渡状態においてもテープテン
ションを常に一定にし、安定なテープ走行を実現するテ
ープ駆動装置を提供するものである。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために1本発明は、キャプスタンお
よび供給リールと巻取リールを駆動するモータと、キャ
プスタンおよび両リールの回転周期を検出する周期検出
手段と、キャプスタン制御手段と、両り)ルの巻径を算
出するリール巻径算出手段と、各リール系のイナーシャ
−を算出するイナーシャ−算出手段と、キャプスタン駆
動におけるテープ走行の加速・減速過渡状態を検出する
過渡状態検出手段と、過渡トルク発生手段とを備え。
テープ走行の過渡状態においては、各リール系のイナー
シヤ−に応じた過渡駆動トルクを両リールに供給するよ
うに構成した。
〔作用〕
キャプスタンモータおよび両リールモータは。
テープを走行させると共にテープテンションを発生する
、キヤプスタンおよび両リールの回転周期検出手段は、
テープ走行速度を検出すると共に、キャプスタンおよび
両リールの半径情報を与える。
キャプスタン制御手段は、テープの速度制御を行う。リ
ール巻径算出手段は、上記回転周期検出手段から供給さ
れるキャプスタンおよび両リールの回転周期情報により
両リールの巻径算出をおこなう。イナーシャ−算出手段
は、両リールの巻径情報により各リール系のイナーシャ
−を算出する。
過渡状態検出手段は、キャプスタンの回転周期検出手段
から供給されるキャプスタンの回転周期情報により、テ
ープ速度の過渡状態と定常状態を判別する。過渡トルク
発生手段は、過渡状態検出手段およびイナーシャ−算出
手段の出力信号に従い、各リール系のイナーシャ−に応
じて加速時には加速トルクを、減速時には減速トルクを
それぞれ両リールモータに供給する。以上の構成により
、キャプスタン駆動時において、キャプスタンによるテ
ープの加速度・減速度と両リールによるテープの加速・
減速度とを合わせることができ、テープ速度が一定であ
る定常状態だけでなく過渡状態においてもテープテンシ
ョンを一定にし、安定なテープ走行ができる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面を用いて詳細に説明する
第1図は本発明を適用したテープ駆動装置のブロック図
である。第1図において、1は磁気テープ、2は供給リ
ール、3は巻取リール、4はキャプスタン、5はドラム
、6〜9はモータ、10はテンションセンサ、11〜1
3はFG(周波数発生器)センサ、14〜16はモータ
ドライバ、17はキャプスタン制御回路、18はリール
巻径計算回路、19はテンションフィードバック制御回
路、20.21は供給リールおよび巻取リールの定常テ
ンション発生回路、22はリール系イナーシャ−計算回
路、23.24は供給リールおよび巻取リールの過渡ト
ルク発生回路、25はテープ走行方向検出回路、26.
27は加算回路、28はシステムコントローラである。
尚、本実施例以降の説明ではリール系において、供給リ
ール側をS、巻取リール側をTで表すものとする。
第1図において磁気テープ1はキャプスタン4の回転に
より走行される。この時雨リールは、Sリール2が所定
のパックテンションを発生しつつテープを供給し、Tリ
ール3が所定の巻取テンシ1ンにてテープを巻取る。こ
の時のテープ速度およびテープテンションは、システム
コントローラ28から供給される各種指令信号により決
定される。まず、キャプスタンによるテープ速度制御は
キャプスタン制御回路17により行われる、キヤプスタ
ン制御回路17は、キャプスタンモータ16の回転速度
に比例した周波数で発生されるCFG信号の周期と、シ
ステムコントローラ28より供給される指令信号Ccに
より決定される目標周期との差分を速度エラーとして検
出し、モータドライバ16を介してキャプスタンモータ
8ヘフイードバツクして速度制御を行う。一方この時の
リール制御(テープテンション制御)は、システムコン
トローラ28からの指令信号Tf、Fs。
Cs、Ft、Ctに従いブロック18〜27番こより行
われる。以下リール制御について、まずテープ速度が一
定である定常状態の動作について説明する。
リール制御において基本となる両リールの巻径は、CF
G (キャプスタンFG)信号とSFG。
TFG (SリールFC,TリールFG)信号を用いて
、リール巻径計算回路18にて行わ九る。この巻径計算
は、キャプスタンによるテープ速度とSリールおよびT
リールによるテープ供給速度。
テープ巻き取り速度が等しく、キャプスタン径が既知で
あることより下式(1)により求まる。
2πRe  2πRs  2πRt V t = −= −−□  より Tc    Ts    Tt RcTs          RcTsRs=    
・ Rt= To °“−−(1)c ここで、Vtはテープ速度、Re、R,s、Rtはキャ
プスタン、Sリール、Tリールの半径、そしてTc、T
s、Ttはキャプスタン、Sリール。
Tリールの回転周期である。
リール巻径計算回路18にて求められたリール巻径デー
タRs、Rtは、それぞれの定常テンション発生回路2
0,21.過渡トルク発生回路23.24およびイナー
シャ−計算回路22へ供給される。このうち過渡トルク
発生回路23゜24およびイナーシャ−計算回路22は
、テープが加速あるいは減速している過渡状態において
重要な動作をするものであり詳細は後述する。定常テン
ション発生回路20.21では、システムコ〉・トロー
ラ28から供給されるモードに応じた指令信号Fs、F
tに従い、所定のテープテンション、例えば、下の表】
に示すようなテープテンションを発生するモータ駆動電
流を加算回路26゜27およびモータドライバ14.1
5を介してSリールモータ6とTリールモータ7に供給
する。
表1 キャプスタン駆動時の設定テンション表1におい
て、順方向走行時にはFTクリールテンション〉Sリー
ル側テンション」、逆方向走行時には「Sリール側テン
ション〉Tリール側テンション」に設定しているが、こ
れはテープがドラム等に当接することにより生ずる走行
摩擦の影響を考慮したものである。各リールにおけるテ
ープテンションは、モータの駆動トルクに比例しリール
半径に反比例する。こわにより、上記定常テンション発
生回路20.21におけるモータ駆動電流は、下の式(
2)5式(3)により求めている。  I 1 s=F
 5−Rs/にτ−(2)11t=Ft−Rt/にτ 
・・・・・(3)ここで、IIs、Iltはリールモー
タの定常テンション発生電流、Rs、Rtはリール半径
、Kτはリールモータのトルク定数、そしてFs。
Ftはシステムコントローラ28の指令による定常設定
テンション値である。なお、添字のS、TはそれぞれS
リールおよびTリールを示す。
テンションフィードバック回路19は、テンションセン
サー10から供給さ九るテープテンショ〉検出電圧V 
tと、システムコントローラ28から供給されるテンシ
ョン指令Tfにより決定される目標テンション電圧との
差分をテンションエラーとして、加算回路、26.モー
タドライバ14を介してSリールモータに負帰還する。
以上の動作によりテープ速度が一定である定常状態に置
いては、各リールモータの駆動トルクをリール半径に比
例して発生し、また、テープ走行系の摩擦等の影響はテ
ンションセンサを用いたSリールモータによるフィード
バック制御を行うことにより、Sリールのパックテンシ
ョンとTり一ルの巻取テンションは一定に制御される。
尚、テープ走行方向が逆方向の場合は、Sリールが巻取
テンションを発生しTリールがパックテンションを発生
することになるだけで本質的には、順方向走行と同様で
ある。
また、キャプスタンとテンションセンサーの間に設置さ
れているドラム5およびドラムモータ≦)は、テープ走
行に直接関係ないので簡略化しているが、これらは磁気
ヘッドをヘリカル走査するものであり、記録時あるいは
再生時に一定の速度と位相で回転制御される。
では次に本発明の中心部分であるテープが加速あるいは
減速している過渡状態における動作について説明する。
テープ速度の過渡状態において重要な働きをするブロッ
クが、イナーシャ−計算回路22および過渡トルク発生
回路23.24である。イナーシャ−計算回路22は、
リールモータやリールハブ等の固定分のイナーシャ−と
、り一ル巻径計算回路18から供給される各リールの巻
径Rs、Rtより求めたテープの巻量に応じた変動分の
イナーシャ−を合計し、各リール系のイナーシャ−を求
める。テープの巻量に応じた変動分のイナーシャ−は、
下式(4)により求まるいJtp=τ(πbρ(R2R
h2) 2)  ・・・・・・・・・(4)二こで、J
t、Pはテープのイナーシャ−5Rはリール巻径、Rh
はリールハブ半径、bはテープ幅、ρはテープ密度であ
る。上式4においては、リール巻径R以外は全て既知の
値であることがら。
各リール系のイナーシャ−はリールの巻径により一意的
に求めることができる。イナーシャ−計算回路22によ
り求められた各リール系のイナーシャ−Js、Jtは、
それぞれ過渡トルク発生回路23.24に供給される。
過渡トルク発生回路23.24は、システムコントロー
ラ28より供給される指令信号Cs、Ctに従い、リー
ル系のイナーシャ−に応じた過渡トルクを発生するため
のモータ駆動電流を加算口N26,27およびモータド
ライバ14.15を介してそれぞれのり一ルモータ6,
7に供給する。上記過渡トルク発生用モータ駆動電流は
、下式(5)により求められる。
ここで、12は過渡トルク発生用モータ駆動電流、Jは
リール系のイナーシャ−1にτはリールモータのトルク
定数、Rはリール半径、そしてdVt/cltはテープ
の加速度あるいは減速度である。
従って、リールの半径Rとイナーシャ−Jにより所定の
テープ加速度を生しる駆動電流を発生することができる
。尚、テープ速度が一定である定常状態は、過渡トルク
発生回路23.24に供給される加速度指令信号Cs、
Ctは加速度(dVt/dt)をOとする指令とされる
ので過渡トルク発生回路23.24の出力は0となって
いる。
では次にテープ速度の過渡状態と定常状態の判別につい
て説明する、キヤプスタン証動時のテープ速度は、キャ
プスタンの回転速度に比例するので1本実施例ではCF
G信号の周期とテープ走行方向により過渡・定常の判別
を行っている。まずテープ走行方向が変化しない場合の
過渡・定常の判別について第2図に示す。第2図は、キ
ャプスタン制御回路ニアにおけるCFG信号周期に対す
る各種制御信号を示しており、横軸はCFG信号周期、
(1)は速度エラー信号、(2)は減速過渡状態信号、
(3)は加速過渡状態信号、(4)は過渡状態信号であ
る。本実施例においては、過渡状態を目標CFG信号周
期の±10%範囲外に設定している。上記三つの状態信
号のうち(2)と(3)のオア信号である(4)の過渡
状態信号は、テープ速度の過渡状態と定常状態の判別信
号Srとしてシステムコントローラ28へ供給される。
また、テープ走行方向検出回路25は、CFG信号を用
いて実際のテープ走行方向を検出し、テープ走行方向検
出信号Sdをシステムコントローラ28へ供給している
システムコントローラ28は、テープ走行方向検出信号
Sdと過渡・定常判別信号Srを用いて、先に説明した
定常テンション指令信号Fs、Ft、フィードバックテ
ンション指令信号Tf、および過渡トルク指令信号Cc
、Ctを発生する。まず、定常テンション指令信号Fs
、Ftおよびフィードバックテンション指令信号Tfは
、テープ走行方向検出信号Sdに従い順方向走行時と逆
方向走行時とで、先の表1に示したテンションとなるよ
うに指令値を設定する6テ一プ走行方向が設定した方向
と異なっている場合は、キャプスタン制御回路17に減
速指令を出力すると共に過渡トルク発生回路23.24
に減速トルク発生指令を出力する。一方、テープ走行方
向が設定した方向に等しい場合は、過渡・定常判別信号
Srを用い、キャプスタン制御回路17に加速指令を出
力した時に過渡・定常判別信号Srが過渡状態を示して
いれば、過渡トルク発生回路23.24に加速トルク発
生指令を出力する。また、キャプスタン制御回路17に
減速指令を出力した時に過渡・定常判別信号Srが過渡
状態を示していれば、過渡トルク発生回路23.24に
減速トルク発生指令を出力する。以上のテープ走行にお
ける指令とキャプスタンモータおよび両リールモータに
供給される駆動電流のタイムチャートの一例を第3図に
示す。
第3図において、(1)は指令、(2)はテープ速度、
(3)はテープ走行方向が指令と異なっている期間、(
4)過渡・定常判別信号、(5)はキャプスタン駆動電
流、(6)はSリール駐動電流、(7)はTリール駐動
電流である。
以上説明したように本実施例によれば、キャプスタン駆
動テープ走行時にテープ速度が一定である定常状態にお
いては、リールの巻径に応じた駆動I−ルクを両リール
モータに発生することにより。
テープテンション(巻き取りテンションおよびパックテ
ンション)をリールの巻径に依らず一定にし、テープ走
行を安定にする。そして、テープが加速あるいは減速し
ている過渡状態においては、上記定常状態のリール制御
に加え、リール系のイナーシャ−に応じた過渡トルクを
両リールに供給するようにし、キャプスタンによるテー
プの加速度・減速度と両リールによるテープの加速度・
減速度とを合わせることにより、過渡状態においてもテ
ープテンションを一定にし、安定なテープ走行を実現で
きる。
では次に、他の実施例について第4図を用いて説明する
。第4図は、他の実施例を示すテープ駆動装置のブロッ
ク図である。第4図のテープ駆動装置が先の第1図の実
施例と異なる点は、第1図の実施例では、定常テンショ
ンの発生および過渡トルクの発生を、式(2)、(3)
および式(4)。
(5)の計算により行っているのに対して、第4図のテ
ープ駆動装置では、定常テンションデータおよび過渡ト
ルクデータをメモリ、例えばROMに蓄えておき、巻径
計算により太られたリール巻径データをアドレスとして
、上記メモリデータを読み呂し、定常テンション発生お
よび過渡トルク発生を行うようにしたことである。以下
、第4図を用いて説明する。第4図において第1図と異
なる点は、定常テンション発生回路20,21、イナー
シャ−計算回路22および過渡トルク発生回路23.2
4の代わりにメモリ制御回路29〜32、定常テンショ
ンメモリ33.34および過渡トルクメモリ35.36
を設けたことである。
上記以外の第1図と同様の符号を付けたブロックについ
ては、第1図で説明した動作と同様の動作を行うもので
ある。以下、定常テンションおよび過渡トルクの発生に
ついて説明する。
第4図において、巻径計算回路18にて求められた両リ
ールの巻径データはメモリ制御回路29〜23に供給さ
れる。メモリ制御回路29.30は定常テンション発生
用データが記憶されている定常テンションメモリ33.
34を制御し、メモリ制御回路31.32は過渡トルク
発生用データが記憶されている過渡トルクメモリ35.
36を制御する。本実施例のリール巻径計算では、リー
ルの巻径データとして最大巻径から最小巻径を255等
分し、256通りの巻径データを発生している。Sリー
ルの定常テンションメモリ33は、先の式(2)に従っ
て表1に示した40gf。
70gf、120gfの各設定テンションに対して、2
56通りのS +J−ル巻径に応じた定常テンション発
生用データを記憶している。同様にTリールの定常テン
ションメモリ34は、先の式(3)に従って表1に示し
た100gf、70gf、40gfの各設定テンション
に対して、256通りのTリール巻径に応じた定常テン
ション発生用データを記憶している。
また、Sリールの過渡トルクメモリ35は、先の式(4
)、(5)に従って256通りのSリール巻径に応じた
加速および減速過渡トルク発生用データを記憶している
。同様にTリールの過渡トルクメモリ36は、先の式(
4)、(5)に従って256通りのTリール巻径に応じ
た加速および減速過渡トルク発生用データを記憶してい
る。メモリ制御回路29は、Sリール巻径データRsと
テンション指令信号Fsに従いSリール定常テンション
メモリ33から、Sリール巻径と設定テンションに応じ
たテンションデータを読み出し、加算回路26.モータ
ドライバ14を介して駆動電流に変換してSリールモー
タへ出力する。同様に、メモリ制御回路30は、Tリー
ル巻径データRtとテンション指令信号Ftに従いTリ
ール定常テンションメモリ34から、Tリール巻径と設
定テンションに応じたテンションデータを読み出し、加
算回路27.モータドライバ15を介して駆動電流に変
換してTリールモータへ出力する。
一方、メモリ制御回路31は、Sリール巻径データRs
と過渡トルク指令信号Csに従いSリ−ル過渡トルクメ
モリ35から、Sリールの巻径と加速度あるいは減速度
に応じた過渡トルクデータを読み出し、加算回路26.
モータドライバ14を介して駆動電流に変換してSリー
ルモータへ8力する。同様に、メモリ制御回路32は、
Tリール巻径データRtと過渡トルク指令信号Ctに従
いTリール過渡トルクメモリ36から、Tリール巻径と
加速度あるいは減速度に応じた過渡トルクデータを読み
出し、加算回路27.モータドライバ15を介して駆動
電流に変換してTリールモータへ出力する、キヤプスタ
ン制御回路17およびテープ走行方向検出回路25およ
びシステムコントローラ28は先の実施例と同様の動作
を行う。
以上説明したように本実施例によれば、キャプスタン駆
動テープ走行時にテープが加速あるいは減速している過
渡状態においては、定常状態のリール制御に加え、リー
ル系のイナーシャ−に応じた過渡トルクを両リールに供
給するようにし、キャプスタンによるテープの加速度・
減速度と両リールによるテープの加速度・減速度とを合
わせることにより、過渡状態においてもテープテンショ
ンを一定にし、安定なテープ走行を実現できる。
しかも、リールの巻径に応じた定常テンションの発生と
リール系のイナーシャ−に応じた過渡トルクの発生を、
定常テンションデータと過渡トルクデータを記憶したメ
モリから読み出すことにより行えるので、実際の制御動
作における演算処理時間を著しく短縮化することができ
る。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によれば、キャプスタン能動テープ
走行時において、テープ速度が一定である定常状態だけ
でなく、テープが加速あるいは減速している過渡状態に
おいてもテープテンションを常に一定にし、安定なテー
プ走行を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第4図は本発明を適用したテープ駆動装置の
ブロック図、第2図はCFG周期に応じた制御信号の状
態を示す図、第3図はキャプスタン駆動時における制御
信号とモータ駐動電流のタイミングチャートである。 11〜13・・・FG(周波数発生器)センサ、17・
・・キャプスタン制御回路、 18 リール巻径計算回路。 20.21・・供給リールおよび巻取リールの定常テン
ション発生回路、 22・・・リール系イナーシャ−計算回路、23.24
・・供給リールおよび巻取リールの過渡トルク発生回路
、 25・・テープ走行方向検出回路、 26.27・・・加算回路、 28・・・システムコントローラ、 29〜32・・メモリ制御回路、 33.34・定常テンションメモリ、 35.36・・過渡トルクメモリ。 集2図 CFcT夙其耳(z対する怖1j恭面名号しベル纂 3
 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、キャプスタンおよび供給リールと巻取リールを駆動
    するモータと、キャプスタンおよび両リールの回転周期
    を検出する周期検出手段と、キャプスタンおよび両リー
    ルの回転周期情報により両リールの巻径を算出するリー
    ル巻径算出手段とを備え、キャプスタン駆動テープ走行
    時に両リールモータに各リールの巻系に応じたトルクを
    発生するようにしたテープ駆動装置において、 供給リール系と巻取リール系のイナーシャーを算出する
    イナーシャー算出手段と、 キャプスタン駆動におけるテープ走行の加速・減速過渡
    状態を検出する過渡状態検出手段と、各リール系のイナ
    ーシャーに応じたトルクを発生するトルク発生手段と、 を備え、 キャプスタン駆動テープ走行の過渡状態においては、各
    リール系のイナーシャーに応じた過渡トルクを両リール
    に供給するようにしたことを特徴とするテープ駆動装置
    。 2、キャプスタンおよび供給リールと巻取リールを駆動
    するモータと、キャプスタンおよび両リールの回転周期
    を検出する周期検出手段と、キャプスタンおよび両リー
    ルの回転周期情報により両リールの巻径を算出するリー
    ル巻径算出手段とを備え、キャプスタン駆動テープ走行
    時に両リールモータに各リールの巻系に応じたトルクを
    発生するようにしたテープ駆動装置において、 リール巻径に応じた値を記憶する第1の記憶手段と、 リール系のイナーシャーおよびリール巻径に応じた値を
    記憶する第2の記憶手段と、 上記第1および第2の記憶手段から記憶データを読みだ
    し出力する制御手段と、 キヤプスタン駆動におけるテープ走行の加速・減速過渡
    状態を検出する過渡状態検出手段と、を備え、 キャプスタン駆動テープ走行の定常状態においては、上
    記第1の記憶手段から読みだされたデータに応じたトル
    クを両リールに供給するようにし、テープ走行の過渡状
    態においては、上記第1の記憶手段から読みだされたデ
    ータに応じたトルクと第2の記憶手段から読みだされた
    データに応じたトルクを加算して両リールに供給するよ
    うにしたことを特徴とするテープ駆動装置。
JP2308886A 1990-11-16 1990-11-16 テープ駆動装置 Pending JPH04181539A (ja)

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