JPH064943A - ボイスコイルモータの駆動方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ボイスコイルモータを使用してリール台の高
さ制御を行なった場合でも、テープの上下変動に対して
リール台を線形に制御し、これによってテープの上下変
動を十分に低減させてテープ走行を安定させる。 【構成】 発光ダイオード１５とフォトトランジスタ１
６とによって構成される検出部でカセット３から繰り出
されるテープ４の高さを検出し、この検出結果に基づい
てリール装置５ａ内に設けられているボイスコイルモー
タ１を駆動して前記テープ４の高さを元に戻す際、交流
信号発生器５５によって交流バイアス信号を生成し、加
算器５６によって前記交流バイアス信号をボイスコイル
モータ１の駆動電流に重畳させて前記ボイスコイルモー
タ１を駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＶＴＲ装置等に設けら
れ、カセットから繰り出されるテープの高さを高い精度
で制御するテープ駆動装置などで使用されるボイスコイ
ルモータの駆動方式に関する。

【０００２】［発明の概要］本発明はボイスコイルモー
タを用いて高精度な位置決めを行なう場合に使用される
ボイスコイルモータの駆動方式に関するものであり、特
にカセット型ビデオテープレコーダのテープ供給および
巻き取りを行なうときにおいて、カセット出入口におけ
るテープの上下変動に応じてリール機構部に設けられた
ボイスコイルモータを駆動し、これによってリールを変
位させてテープの上下変動を相殺させる際、前記ボイス
コイルモータに対して、テープ走行に影響を与えない程
度の適当なレベルおよび周波数を持つ交流バイアス電流
を加えて前記ボイスコイルモータの比線形動作の改善を
図り、これによってテープの小さな変動に対しても忠実
に変動を軽減し、テープの走行を安定させる。

【０００３】

【従来の技術】ＶＴＲ装置等に設けられ、カセットから
繰り出されるテープの高さを高い精度で制御するテープ
駆動装置として、従来、特開平３−２０９６５８号公報
に開示されているようにテープガイドポスト内にボイス
コイルモータを設けて、テープの高さを制御する装置が
知られている。

【０００４】また、このような装置以外にも、例えばリ
ール装置内にボイスコイルモータを設けてテープの高さ
を制御するテープ駆動装置も知られている。

【０００５】図５はこのようなテープ駆動装置で用いら
れるテープ走行系の一例を示す構成図である。

【０００６】この図に示すテープ駆動装置のテープ走行
系では、カセット１５１内のテープ１５２に信号を記録
したり、再生したりするとき、各ポスト１５３〜１６１
によって前記カセット１５１内からテープ１５２を引き
出してこれを全幅ヘッド１６２およびインピーダンスロ
ーラ１６３、回転ヘッド１６４、オーディオヘッド１６
９に当接させるとともに、ピンチローラ１６５によって
前記テープ１５２をキャプスタン軸１６６に押し付け、
さらに各リール装置１６７、１６８と、キャプスタン軸
１６６とを回転駆動させてテープ１５２を走行させなが
ら、全幅ヘッド１６２によってテープ１５２内に記録さ
れている信号を消去したり、回転ヘッド１６４やオーデ
ィオヘッド１６９によって前記テープ１５２に信号を記
録したり、再生したりする。

【０００７】そしてこのとき、このテープ１５２を介し
て対向配置されている発光ダイオード１７０と、フォト
トランジスタ１７１とによって前記カセット１５１から
繰り出されるテープ１５２の高さを検出し、この検出結
果をテープ高さ制御回路１７２（図６参照）によって処
理してリール装置１６７に設けられたボイスコイルモー
タ１７３を駆動してリール台１７４の高さを制御し、こ
れによって前記カセット１５１から繰り出されるテープ
１５２の高さを一定に保つ。

【０００８】この場合、このようなテープ駆動装置で使
用されるテープ高さ制御回路１７２は図６に示す如く電
源１７５によって駆動されている前記発光ダイオード１
７０からの光をテープ１５２を介在させて受光するフォ
トトランジスタ１７１の出力信号（検出信号）を増幅す
る前置増幅器１７６と、この前置増幅器１７６から出力
される検出信号を反転増幅する反転増幅器１７７と、こ
の反転増幅器１７７から出力される信号中の低周波成分
を抽出する低域通過フィルタ１７８と、この低域通過フ
ィルタ１７８から出力される信号を増幅して駆動電流を
生成する駆動増幅器１７９とを備えており、前記フォト
トランジスタ１７１から出力される検出信号を増幅した
後、その低周波成分を抽出するとともに、この低周波成
分を増幅して駆動電流を生成し、これを前記リール装置
１６７のボイスコイルモータ１７３に供給して、前記カ
セット１５１から繰り出されるテープ１５２の高さを一
定に保つ。

【０００９】これによって、前記カセット１５１から繰
り出されるテープ１５２の高さが高くなったときには、
テープ高さ制御回路１７２によってこれを下げる方向の
駆動電流が生成され、これがリール装置１６７内に設け
られたボイスコイルモータ１７３に供給されて前記リー
ル装置１６７のリール台１７４の位置が下げられ、前記
テープ１５２の高さが元に戻される。

【００１０】また、前記カセット１５１から繰り出され
るテープ１５２の高さが低くなったときには、テープ高
さ制御回路１７２によってこれを上げる方向の駆動電流
が生成され、これがリール装置１６７内に設けられたボ
イスコイルモータ１７３に供給されて前記リール装置１
６７のリール台１７４の位置が上げられ、前記テープ１
５２の高さが元に戻される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のテープ駆動装置においては、発光ダイオード１７０
と、フォトトランジスタ１７１とによって構成される検
出部によってテープ１５２の変動に応じた検出信号を生
成し、この検出信号に基づいてリール装置１６７内に設
けられたボイスコイルモータ１７３を駆動して前記テー
プ１５２の高さ変動を軽減する方向にリール台１７４を
移動させてテープ高さを一定に保つようにしている。

【００１２】そして、この場合、このようなテープ駆動
装置で使用されるボイスコイルモータ１７３において
は、駆動電流と、その発生力との間に次式に示す関係が
あることが知られている。

【００１３】Ｆ＝ｋ・Ｂ・Ｉ …（１） 但し、Ｆ：ボイスコイルモータ１７３に発生する力 ｋ：ボイスコイルモータ１７３の材質などによる定数 Ｂ：ボイスコイルモータ１７３のコイルと鎖交する磁束 Ｉ：ボイスコイルモータ１７３の駆動電流 そして、磁束Ｂはボイスコイルモータ１７３に用いられ
る強磁性体の材料に固有な磁化曲線によって決まる値で
あり、一般的には、磁界の強さＨに対して、ヒステリシ
ス特性を持つ。

【００１４】さらに、磁界の強さＨはコイルに流れる駆
動電流の値との間に次式に示す関係がある。

【００１５】Ｈ＝ｎ・Ｉ …（２） 但し、ｎ：コイルの巻数 したがって、ボイスコイルモータ１７３に発生する力Ｆ
は駆動電流の値に対してヒステリシス特性を持った特性
になる。

【００１６】そして、これらの（１）式および（２）式
から明らかなように、このヒステリシス特性によってボ
イスコイルモータ１７３を構成するコイルの磁化が決ま
り、磁化の強さによってリール台１７４の変位量が決定
するので、テープ１５２の変動が小さい場合、その動作
が非線形動作を示すことになる。

【００１７】さらに、あるレベルによって決定されたコ
イルの磁化の強さは、残留磁気を持ち、その動作は駆動
電流の値に対して履歴特性を持つので、図７（ａ）に示
す如くボイスコイルモータ１７３に三角波状の駆動電流
を流しても、図７（ｂ）に示す如くボイスコイルモータ
１７３に発生する力Ｆは三角波状にはならない。

【００１８】このため、ボイスコイルモータ１７３を用
いた場合には、テープ１５２の変動に対してリール台１
７４を線形に応答させることができないのみならず、コ
イルが持つ履歴特性によってテープ１５２の高さ変動を
十分に軽減させることができないという問題があった。

【００１９】本発明は上記の事情に鑑み、ボイスコイル
モータを使用してリール台の高さ制御を行なった場合で
も、テープの上下変動に対してリール台を線形に制御す
ることができ、これによってテープの上下変動を十分に
低減させてテープ走行を安定させることができるボイス
コイルモータの駆動方式を提供することを目的としてい
る。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明によるボイスコイルモータの駆動方式は、ボ
イスコイルモータに駆動電流を供給してこれを駆動する
ボイスコイルモータの駆動方式において、交流信号発生
部によって交流バイアス信号を生成し、混合部によって
前記交流バイアス信号を前記ボイスコイルモータの駆動
電流に重畳させて前記ボイスコイルモータを駆動するこ
とを特徴としている。

【００２１】

【作用】上記の構成において、交流信号発生部によって
交流バイアス信号を生成し、混合部によって前記交流バ
イアス信号を前記ボイスコイルモータの駆動電流に重畳
させて前記ボイスコイルモータを駆動することにより、
ボイスコイルモータを使用してリール台の高さ制御を行
なった場合でも、テープの上下変動に対してリール台を
線形に制御し、これによってテープの上下変動を十分に
低減させてテープ走行を安定させる。

【００２２】

【実施例】図１は本発明によるボイスコイルモータの駆
動方式の一実施例を適用したテープ駆動装置で使用され
るテープ走行系の一例を示す構成図である。

【００２３】この図に示すテープ走行系はボイスコイル
モータ１（図２参照）が内蔵され、このボイスコイルモ
ータ１によってリール台２の高さを制御しながらカセッ
ト３内のテープ４を繰り出したり、巻取ったりする一方
のリール装置５ａと、カセット３内のテープ４を繰り出
したり、巻取ったりする他方のリール装置５ｂと、前記
リール装置５ａ、５ｂによって前記カセット３内から繰
り出されるテープ４の走行経路を規制する複数のポスト
６〜１４と、前記カセット３から繰り出されるテープ４
の高さを検出する発光ダイオード１５およびフォトトラ
ンジスタ１６と、テープ４を全幅で消去するとき使用さ
れる全幅消去ヘッド１７と、テープ４の走行を安定させ
るインピーダンスローラ１８と、回転しながらテープ４
に信号を記録したり、テープ４から信号を再生したりす
る回転ヘッド１９と、テープ４にオーディオ情報を記録
したり、再生したりするときに使用されるオーディオヘ
ッド２０と、モータ（図示は省略する）によって得られ
た駆動力で回転してテープ４を走行させるキャプスタン
軸２１と、テープ４を前記キャプスタン軸２１に押し付
けるピンチローラ２２とを備えている。

【００２４】そして、カセット３内のテープ４に信号を
記録再生するとき、各ポスト６〜１４によってカセット
３内からテープ４を引き出してこれを全幅消去ヘッド１
７およびインピーダンスローラ１８、回転ヘッド１９、
オーディオヘッド２０に当接させるとともに、ピンチロ
ーラ２２によって前記テープ４をキャプスタン軸２１に
押し付け、さらに各リール装置５ａ、５ｂと、キャプス
タン軸２１とを回転駆動させてテープ４を走行させなが
ら、全幅消去ヘッド１７によってテープ４内に記録され
ている信号を消去したり、回転ヘッド１９やオーディオ
ヘッド２０によって前記テープ４に信号を記録したり、
再生したりする。

【００２５】また、図２は上述したリール装置５ａの詳
細な構成例を示す一部裁断断面図である。

【００２６】この図に示す如く、このリール装置５ａは
ボイスコイルモータ１と、ＤＣブラシレスモータ２５
と、リール台部２６とを備えており、ボイスコイルモー
タ１によってリール台部２６を構成するリール台２の上
下位置を調整しながら、ＤＣブラシレスモータ２５によ
って前記リール台２を回転駆動してカセット３内のリー
ル２７を回転させる。

【００２７】ボイスコイルモータ１は上板２８および側
板２９を有し、前記上板２８の中央下面に下側に伸びる
中棒３０が形成された筒状のケース３１と、前記中棒３
０の周囲に取り付けられる磁石３２と、前記中棒３０の
中心に形成された縦穴に貫入される軸方向ベアリング３
３と、この軸方向ベアリング３３によって軸方向（図２
では上下方向）にスライド自在に支持されるスラスト軸
３４と、前記ケース３１の一端に支持され、前記スラス
ト軸３４を上方に付勢するバネ３５と、前記スラスト軸
３４の下側に互いに所定間隔離れて設けられる２つの回
転方向ベアリング３６、３７と、この回転方向ベアリン
グ３６、３７に取り付けられる縦断面Ｅ字状のスライダ
３８と、このスライダ３８の外側先端部分に設けられ、
前記磁石３２と対になってボイスコイルモータ１の駆動
部を構成するコイル３９とを備えており、支持板４０に
固定され、駆動電流が供給されたとき、コイル３９と磁
石３２との相互作用によってスライダ３８を上方または
下方に移動させてこのスライダ３８に取り付けられてい
る回転方向ベアリング３６、３７とスラスト軸３４とを
上方または下方に移動させる。

【００２８】また、ＤＣブラシレスモータ２５は前記支
持板４０上に前記スラスト軸３４を中心として同心状に
配置される複数のコイル４１と、前記スラスト軸３４の
上端部分に取り付けられる回転方向ベアリング４２と、
この回転方向ベアリング４２によって前記スラスト軸３
４に対し回転自在に支持される回転板４３と、この回転
板４３の下側に形成された複数の凹部内に各々、配置さ
れ、前記各コイル４１と対になってＤＣブラシレスモー
タ２５の駆動部を構成する複数の磁石４４とを備えてお
り、前記スラスト軸３４によって回転板４３の上下位置
が規制される。そして、駆動電流が供給されたとき、コ
イル４１と磁石４４との相互作用によって前記回転板４
３を回転駆動する。

【００２９】また、リール台部２６は弾性板により構成
され、その中央下面が前記回転板４３の中心部分に固定
される底板４５および弾性板により構成され、前記底板
４５と対向するように配置される上板４６、この上板４
６と前記底板４５とを所定距離だけ離間させて接続する
複数の支柱４７を有するジョイント４８と、このジョイ
ント４８の前記上板４６上に固定されるリール台２とを
備えており、ジョイント４８によって前記ＤＣブラシレ
スモータ２５の回転板４３に対し前記リール台２を揺動
に支持しながら、前記回転板４３の回転に伴ってリール
台２を回転させてカセット３のリール２７を回転させ
る。

【００３０】また、図３は本発明によるボイスコイルモ
ータの駆動方式の一実施例を適用したテープ駆動装置で
使用されるテープ高さ制御回路の一例を示すブロック図
である。

【００３１】この図に示すテープ高さ制御回路５０は電
源５１によって駆動されている前記発光ダイオード１５
からの光をテープ４を介在させて受光するフォトトラン
ジスタ１６の出力信号（検出信号）を増幅する前置増幅
器５２と、この前置増幅器５２から出力される検出信号
を反転増幅する反転増幅器５３と、この反転増幅器５３
から出力される信号中の低周波成分を抽出する低域通過
フィルタ５４と、予め設定されている周波数（例えば、
前記低域通過フィルタ５４から出力される信号の周波数
に対して３倍ないし５倍の周波数）および適切な振幅の
交流バイアス信号を発生する交流信号発生器５５と、こ
の交流信号発生器５５から出力される交流信号と前記低
域通過フィルタ５４から出力される信号とを加算する加
算器５６と、この加算器５６から出力される信号を増幅
して駆動電流を生成する駆動増幅器５７とを備えてお
り、前記フォトトランジスタ１６から出力される検出信
号を増幅した後、その低周波成分を抽出するとともに、
この低周波成分に予め設定されている周波数および振幅
の交流バイアス信号を加算した後、増幅して駆動電流を
生成し、これを前記リール装置５ａのボイスコイルモー
タ１に供給して、前記カセット３から繰り出されるテー
プ４の高さを一定に保つ。

【００３２】これによって、前記カセット３から繰り出
されるテープ４の高さが高くなったときには、テープ高
さ制御回路５０によってこれを下げる方向の駆動電流が
生成され、これがリール装置５ａ内に設けられたボイス
コイルモータ１に供給されて前記リール装置５ａのリー
ル台２の位置が下げられ、前記テープ４の高さが元に戻
される。

【００３３】そして、このとき、交流信号発生器５５に
よってテープ４の走行に影響を与えない程度の周波数お
よび振幅を持つ交流バイアス信号を生成して、これを低
域通過フィルタ５４から出力される低周波成分に重畳さ
せて駆動電流を生成しているので、通常の消磁ヘッドと
同様な動作原理により、この駆動電流中に含まれる交流
バイアス成分によってボイスコイルモータ１を構成する
コイル３９のヒステリシス特性および履歴特性による影
響を小さくして発光ダイオード１５およびフォトトラン
ジスタ１６によって構成される検出部で検出されたテー
プ４の上下変位量と、ボイスコイルモータ１によるテー
プ４の上下移動量とを線形に対応させることができる。

【００３４】これによって、図４に示す如く交流バイア
ス信号を加えないときのテープ４の上下変位量に比べ
て、交流バイアス信号を加えたときにおけるテープ４の
上下変位量を小さくすることができる。

【００３５】このように、この実施例においては、交流
信号発生器５５によってテープ４の走行に影響を与えな
い程度の周波数および振幅を持つ交流バイアス信号を生
成して、これを低域通過フィルタ５４から出力される低
周波成分に重畳させて駆動電流を生成しているので、ボ
イスコイルモータ１を使用してリール台２の高さ制御を
行なった場合でも、テープ４の上下変動に対してリール
台２を線形に制御することができ、これによってテープ
４の上下変動を十分に低減させてテープ走行を安定させ
ることができる。

【００３６】また、上述した実施例においては、テープ
駆動装置のリール装置５ａ内に設けられているボイスコ
イルモータ１を例にとって本発明によるボイスコイルモ
ータの駆動方式を説明しているが、このようなリール装
置５ａ内のボイスコイルモータ１のみならず、ボイスコ
イルモータを使用する他の高精度位置決め機構に対して
本発明によるボイスコイルモータの駆動方式を適用する
ようにしても良い。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ボ
イスコイルモータを使用してリール台の高さ制御を行な
った場合でも、テープの上下変動に対してリール台を線
形に制御することができ、これによってテープの上下変
動を十分に低減させてテープ走行を安定させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるボイスコイルモータの駆動方式の
一実施例を適用したテープ駆動装置で使用されるテープ
走行系の一例を示す構成図である。

【図２】図１に示すリール装置の詳細な構成例を示すを
示す一部裁断断面図である。

【図３】本発明によるボイスコイルモータの駆動方式の
一実施例を適用したテープ駆動装置で使用されるテープ
高さ制御回路の一例を示すブロック図である。

【図４】本発明によるボイスコイルモータの駆動方式に
よってテープの変動を測定したときの波形図である。

【図５】従来から知られているテープ駆動装置で使用さ
れるテープ走行系の一例を示す構成図である。

【図６】従来から知られているテープ駆動装置で使用さ
れるテープ高さ制御回路の一例を示すブロック図であ
る。

【図７】図６に示すテープ高さ制御回路によるボイスコ
イルモータの制御特性例を示す波形図である。

【符号の説明】

４ テープ ２ リール台 ５ａ リール装置 １５ 発光ダイオード １６ フォトトランジスタ ５０ テープ高さ制御回路 ５１ 電源 ５２ 前置増幅器 ５３ 反転増幅器 ５４ 低域通過フィルタ ５５ 交流信号発生器 ５６ 加算器 ５７ 駆動増幅器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボイスコイルモータに駆動電流を供給し
   てこれを駆動するボイスコイルモータの駆動方式におい
   て、 交流信号発生部によって交流バイアス信号を生成し、混
   合部によって前記交流バイアス信号を前記ボイスコイル
   モータの駆動電流に重畳させて前記ボイスコイルモータ
   を駆動する、 ことを特徴とするボイスコイルモータの駆動方式。
2. 【請求項２】 前記交流信号発生部は前記ボイスコイル
   モータの動作に影響を与えない程度の周波数およびレベ
   ルの交流バイアス信号を生成する請求項１記載のボイス
   コイルモータの駆動方式。
3. 【請求項３】 前記ボイスコイルモータはカセットのテ
   ープを繰り出すリール装置内に設けられ、混合部によっ
   て前記カセットから繰り出されるテープの高さを検出す
   る検出部の出力に基づいて生成される駆動電流と、前記
   交流信号発生部からの交流バイアス信号を重畳して前記
   ボイスコイルモータを制御し、テープの高さを一定にす
   る請求項１または２記載のボイスコイルモータの駆動方
   式。