JPH07182735A - テープテンション検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 テープテンションを、位置の変化を伴わない
通常の固定ポストや回転ローラーから応答性よく検出す
る。 【構成】 振動発生器１１および振動受信器１２がテー
プ状記録媒体を案内する単一の固定ポスト９または回転
ローラーまたは前記固定ポストもしくは前記回転ローラ
ーを支持する軸１０に取り付けられ、振動発生器１１に
より振動を与えたときの固定ポスト１０または回転ロー
ラーの共振周波数を振動受信器１２により測定した結果
に基づいて、テープ状記録媒体のテープテンションをを
検出（推定による検出）する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビデオテープレコーダ
ー（ＶＴＲ）やディジタルオーディオテープレコーダー
（ＤＡＴ）などのテープ走行系におけるテープテンショ
ン（テープの張力）を検出するテープテンション検出装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】放送用や業務用など特に安定なテープ走
行が必要なＶＴＲやＤＡＴにおいては、テープテンショ
ンを所望のテンション値の範囲におさめるため、いわゆ
るテンションアームが使用され、さらにテープ繰り出し
リールに逆トルクを与えるテンションサーボをかけてい
る。後者のテンションサーボを働らかすためには、その
時点でのテープテンション情報が必要であり、従来、テ
ンションアームと一体に構成されたテープテンション検
出装置によりテープのテンション情報を得ていた。

【０００３】図７は、この種従来のテンションアームお
よびテープテンション検出装置の構造を示している。図
７において、回転中心３から伸びた逆Ｌ字形の腕（アー
ム）の一端にポスト１が取り付けられ、このポストに磁
気テープ（以下単にテープという）４が懸架されテープ
のテンションに応じバネ力に抗してポスト１の位置が変
化する。一方、回転中心３から上記腕とは一定角度θを
もって延びる腕の一端には磁石２が取り付けられ、ポス
ト１の位置の変化に伴う矢印にて示す磁石２の移動によ
る磁界の変化が固定の磁気抵抗素子５によって読み取ら
れる。また、従来技術として上記磁界の変化の代わりに
光量変化を読み取るようにしたものもあるが、いずれに
しても、テンションアームを構成するポスト１の位置の
変化量を磁界または光を介して読み取ることにより、テ
ープテンションを検出するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のように
テープテンションの調整をテンションアームにより行
い、またそこから検出したテンション量をもとにテープ
繰り出しリールにテンションサーボをかける従来の方法
は、テープテンションによってテンションアームのポス
トの位置が変わり、従ってこれに伴ってテープの走行位
置も変わるため、ワウフラッターが劣化したり、記録ト
ラックが曲がるなどの原因となっていた。

【０００５】最近、記録の高密度化が進み、記録トラッ
ク幅が狭くなるに従い、テープの安定走行が求められて
いる。しかし、テープテンションの変化をポストの位置
の変化に置き換えてテンションの自動調整を行う従来の
技術は、上述のごとくテープの安定走行のために適当で
なく、またテープテンションの検出自体についてみて
も、上述の方法ではポスト位置の変化を伴うため応答性
が悪くなり、高速のテンションサーボを構成するのは困
難であった。

【０００６】本発明の目的は、テープテンションの調整
にテープの安定走行を阻害し、かつテープ走行系の簡素
化の妨げになるテンションアームを使用しないで、ま
た、テンションサーボをかけようとする場合に必要とな
る現時点でのテープテンション情報を、位置の変化を伴
わない通常の固定ポストや回転ローラーから応答性よく
検出する装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明テープテンション検出装置は、テープ状記録
媒体を用いて情報の記録再生を行う記録再生装置におい
て、振動発生器および振動受信器が前記テープ状記録媒
体を案内する単一の固定ポスト、回転ローラーまたは前
記固定ポストもしくは前記回転ローラーを支持する軸に
取り付けられてなり、前記振動発生器により振動を与え
たときの前記固定ポストまたは前記回転ローラーの共振
周波数を前記振動受信器により測定した結果に基づい
て、前記テープ状記録媒体のテープテンションを検出し
得るようにしたことを特徴とするものである。

【０００８】

【実施例】以下に添付図面を参照し実施例により本発明
を詳細に説明する。本発明テープテンション検出装置
は、前述したように、固定ポストや回転ローラーまたは
それらを支持する軸に振動発生器と振動受信器を取り付
け、固定ポストや回転ローラーの共振周波数を測定し、
その測定結果からテープテンションを検出し得るように
構成したものであるが、つぎに固定ポスト（以下単にポ
ストという）にテープテンションが加わった場合にポス
トの共振周波数がどのように変化するかについて説明す
る。

【０００９】図１は、(a),(b) それぞれポストにテープ
テンションが加わらない場合と、加わった場合を概念的
に示し、同図(a),(b) において、符号６はポスト、符号
７および８はそれぞれテープおよびおもりを示してい
る。

【００１０】まず、(a) に示すポスト６にテープテンシ
ョンが加わらない、すなわち荷重零の場合についてのポ
スト６の共振周波数ｆは、片持ち梁の曲げ振動として次
の（１）式から計算でき、

【数１】 Ｅ：材料のヤング率 ρ：単位体積あたりの質量 Ａ：梁の断面積 Ｉ：断面２次モーメント こゝで、λは次の振動数方程式（(2) 式）から導かれ、

【数２】 １＋ｃｏｓλｃｏｓｈλ＝０ (2) λ＝ 1.875、 4.694、 7.855、 10.996 ----となる。

【００１１】次に、(b) に示すようにポスト６にテープ
テンションに等価なおもり８がぶら下がった場合、おも
り８による荷重をｍ（図１(b) におけるテープ７は、力
学的には意味をなさない）とすると、荷重ｍのある自由
端を有する梁として計算すればよく、このときのλは次
の振動方程式（(3) 式) から導かれる。

【数３】 ｍ：荷重（すなわちテープテンション） λ（ｍ＝10g のとき）＝ 1.875、 4.701、 7.915、 11.
292----となる。 この(3) 式から、荷重が変わるとλが変化し、従って
(1)式から共振周波数ｆが変化することが分かる。本発
明は、この原理にもとづいてポストや回転ローラーの共
振周波数を測定することによってテーブテンションを検
出するように構成したものである。

【００１２】図２および図３は、それぞれポストの共振
周波数を測定するための本発明装置の第１および第２の
実施例を示し、図２に示す第１の実施例においては、ポ
スト９の支持軸１０上に振動発生器１１と振動受信器１
２を取り付け（符号１３はＶＴＲベースを示してい
る）、振動発生器１１は矩形波信号やホワイトノイズ、
あるいは共振周波数近傍をスイープする信号で発振さ
せ、振動受信器１２でそのときの特定の共振信号を取り
出し、この共振信号の周波数変化を読み取り、その読み
取った周波数を(1) 式に代入してλを求め、次いでλを
(3)式に代入することによりテープテンションを算出す
る。なお、(1) 式、(3) 式の計算はマイコンにより実時
間処理を行うものとする。

【００１３】また図３に示す第２の実施例において、振
動発生器１１と振動受信器１２を支持軸１０上に取り付
ける点では図２の場合と同じあるが、この実施例では振
動発生器１１を支持軸１０の頂部に、振動受信器１２を
ポスト９とＶＴＲベース１３の間の支持軸１０に取り付
けている。振動発生器１１と振動受信器１２の位置関係
が逆になっても勿論よい。本例においても、信号処理に
ついては図２の場合とまったく同じであるのでその説明
は省略する。

【００１４】以下に、本発明テーブテンション検出装置
に使用するのに適した振動発生器および振動受信器の具
体的構造例について説明する。振動発生器および振動受
信器としては、ポスト等に取り付け容易で場所をとらな
い圧電セラミックスの使用が好ましい。圧電セラミック
スは、これを励振し、また振動電圧を取り出すため電極
が表裏それぞれの面に形成されていて、図４の(a) およ
び(b) に表側および裏側から見た圧電セラミックスを示
している。なお、斜線は上述の電極１４，１５であり、
本例は圧電セラミックスの表裏全面がそれぞれ電極１
４，１５で覆われている場合を示し、とくに裏面電極１
５にはリード線を接続し難いことから、表面の電極１４
に裏面電極１５と電気的に導通状態になっている折り返
し電極１６を設けてある。

【００１５】このように、振動発生器および振動受信器
を圧電セラミックスで構成した場合には、図２および図
３の場合と異なり、これら振動発生器および振動受信器
をポストや回転ローラーに直接取り付けた構造とするこ
とができる。図５に、断面半円状のポスト１７に振動発
生器と振動受信器を一体構造にし、分極（本例では４つ
の領域に分極させているが、それぞれの領域を振動発生
器および振動受信器として使用するには最低２分極でよ
い）を施した圧電セラミックス１８を接着によって取り
付けた第３の実施例を示している。同様に図６は、円筒
型の圧電セラミックス１９を用い、これ自体をポストと
して使用する第４の実施例を示している。

【００１６】図５および図６に示す第３および第４の実
施例においては、分極を施した圧電セラミックスにより
振動発生器と振動受信器を一体に構成したが、これ以外
に図４の(a) および(b) で示した単板の圧電セラミック
スを２個独立して取り付け、あるいは図２および図３の
ように同図の支持軸１０に取り付けてもよい。さらに、
圧電セラミックスは他の積層型の圧電アクチュエータに
代えてもよいし、振動受信器にはまた歪ゲージを使用す
ることもできる。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、固定ポスト、回転ロー
ラーまたは固定ポストもしくは回転ローラーを支持する
軸に振動発生器と振動受信器を取り付けて、振動発生器
に電気信号として与えた矩形波信号やホワイトノイズ、
あるいは共振周波数近傍をスイープする信号から振動受
信器で特定の共振周波数の変化を測定し、その測定結果
に基づいてテープテンションを検出（推定による検出）
するようにしたことにより、従来のようにテープ走行系
の安定を損うテンションアームを必要としないで、応答
性よくテープテンションを検出することができ、この検
出したテープテンション値を用いてテープ繰り出しリー
ルに対し高速のテンションサーボをかけることができ
る。

【００１８】また、本発明によれば、検出装置自体が小
さく場所を取らないため、ＶＴＲにおいて正確なテープ
テンションのテンション値が要求されるドラム近辺でテ
ープテンションを検出することができ、結果として理想
的なテンションサーボを構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ポストにテープテンションが加わらない場合
(a) と、加わった場合(b) を概念的に示す線図である。

【図２】ポストの共振周波数を測定するための本発明装
置の第１の実施例を示す線図である。

【図３】ポストの共振周波数を測定するための本発明装
置の第２の実施例を示す線図である。

【図４】表側(a) および裏側(b) から見た圧電セラミッ
クスを示す線図である。

【図５】本発明装置の第３の実施例を示す線図である。

【図６】本発明装置の第４の実施例を示す線図である。

【図７】従来のテンションアームおよびテープテンショ
ン検出装置の構造を示す線図である。

【符号の説明】

６，９，17 ポスト ７ テープ ８ おもり 10 支持軸 11 振動発生器 12 振動受信器 13 ＶＴＲベース 14 表面電極 15 裏面電極 16 折り返し電極 18, 19 圧電セラミックス

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 テープ状記録媒体を用いて情報の記録再
   生を行う記録再生装置において、振動発生器および振動
   受信器が前記テープ状記録媒体を案内する単一の固定ポ
   スト、回転ローラーまたは前記固定ポストもしくは前記
   回転ローラーを支持する軸に取り付けられてなり、前記
   振動発生器により振動を与えたときの前記固定ポストま
   たは前記回転ローラーの共振周波数を前記振動受信器に
   より測定した結果に基づいて、前記テープ状記録媒体の
   テープテンションを検出し得るようにしたことを特徴と
   するテープテンション検出装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のテープテンション検出装
   置において，前記振動発生器および前記振動受信器とし
   て圧電セラミックスを使用するようにしたことを特徴と
   するテープテンション検出装置。