JPS5846776B2 - テ−プ駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁気テープ録音再生装置に用いられるテープ駆
動装置に関するものである。

テープを駆動する装置の代表的なものに磁気録音再生装
置（以下テープレコーダという）がある。

高性能といわれるテープレコーダのテープ駆動装置とし
ての必要条件は、■ワウ・フラッタ−が極力少ないこと
、■絶対テープスピード（３８ｃｍ／ ｓｅｃもしくは
１９ ＣＴＬ／ ｓｅｃ ）及びリーツワのテープ巻径
の変化に対してテープスピードが一定で安定に走行する
こと、■テープを劣化（摩耗）させないこと、■テープ
をかけやすいこと、■長期に安定なこと、などである。

このヨウな必要条件を満足させるために、従来様々のテ
ープ駆動装置が提案されている。

次にこれらのうちいくつかの従来例を図面を用いて説明
する。

第１図に示したものは１キャプスタン方式と言われ、第
２図に示したものはクローズトループ方式、第３図に示
したものは２キャプスタン方式、第４図に示したものは
キャプスタンを持たないゼロループ方式と言われるテー
プ駆動装置である。

次にそれぞれについて簡単に説明する。

第１図に示した装置においてはメカフレーム１に磁気テ
ープ９（以下テープと言う）の巻かれた供給リール２（
以下ＳＬと言う）を１駆動するための供給ＩＪボール動
モータ４（以下ＳＭと言う）、巻取りり一ル３（以下Ｔ
Ｌと言う）を駆動するための巻取リール駆動モータ５（
以下ＴＭと言う）、スタビライザー１１、テープガイド
１２、テンションアーム１６、それのテープガイド１５
、ピンチローラ１０、キャプスタン１３、キャプスタン
モータ１４（以下ＣＭと言う）、消去ヘッド６、録音ヘ
ッド７、再生ヘッド８がそれぞれ取付けられている。

プレイの時テープ９はキャプスタン１３ヘビンチローラ
１０によって圧着されＳＬ２よりＴＬ３に送られる８Ｍ
４にはテープをヘッドに圧接するためのパックテンショ
ンを発生させるために時計方向に回転するように電圧が
加えられる。

ＴＭ５にはテープ９を巻取るために反時計方向に回転す
るように電圧が加えられる。

バックテンション及びテーファラグテンションが共にリ
ールに巻かれているテープ巻径に関係なくなるように、
またテープ９とヘッド６．７，８が一定なヘッドタッチ
が得られるように、また一定テンションでテープがリー
ルに巻取られるように８Ｍ４ 。

ＴＭ５に加える電圧をコントロールしてテンションサー
ボをすることがある。

第２図に示したものはクローズトループ方式と言われ、
この図でわかるようにリールモータで発生する振動（交
流モータでは１００Ｈ２などが発生する。

）がテープを振動させるがそれをキャプスタン１３とピ
ンチローラ１０ａｔｌＯｂによってヘッド面に伝わるの
を防止することが出来る。

２１．２２，２３はテープガイドである。

動作は第１図の方式と略同じである。

第３図に示したものは２キャプスタン方式と言われ、リ
ールモータから発生する振動がテープを振動させ、ワウ
フラッタ−の原因になるが、それを防止するため２個の
キャプスタン１３ａｔ１３ｂとピンチローラ１０ａ 、
１０ｂを用いている。

３２，３４はテンションアーム、３１，３３はそれぞれ
テンションアームに付いているガイドローラである。

キャプスタン１３ａにはそれを駆動するためのモータ１
４ａまたキャプスタン１３ｂにはモータ１４ｂを用いる
こともあるし、あるいは１個のモータでベルトによって
２つのキャプスタンを回転させることもある。

他は第１図と略同じである。第４図に示したものはゼロ
ループ方式と言われている。

これは前記した第１図から第３図に示した方式のキャプ
スタンに相当するものがない。

よってピンチローラもない。

プレ一時テープスピードを検出し、それによってＴＭ５
の電圧をコントロールし、テープスピードが一定になる
ようにサーボする。

ヘッドにテープが圧接するようにガイド４２゜４３があ
る。

リールに巻かれているテープ径の偏心（機械精度からど
うしても出る）によるワウの発生を少なくするため、サ
ーボの応答スピードを速くしなげればならない。

よってテープスピード検出ローラ４１の慣性エネルギー
が少ない（軽い）ことが必要である。

第１図〜第４図に示した方式はそれぞれ良い点もあるが
欠点もある。

第１図に示した方式はスタビライザー１１．のフライホ
イールの大きさは、プレイの立上り特性とＳＭの振動に
よるテープの振動を減衰するためのフィルター特性が相
反するため、一般にどちらかを犠牲にしている。

またテープをキャプスタンとピンチローラではさんで駆
動するためテープが劣化する。

またキャプスタンの軸受けは振動の発生が少ないことか
らボールベアリングではなく、オイルレスメタルなどヲ
使用したスリーブベアリングを使用するがピンチローラ
の圧着力が、その軸受部に加わり、キャプスタンの負荷
が大きくなり、それを駆動するためのモータの負荷が大
きくなって、モータの振動が発生しやすくなり、ワウ・
フラッタ−が発生しやすい。

よって高性能が得にくい。

第２図の方式はその、駆動方式からリールモータの振動
がキャプスタン部分で遮断される。

しかしその反面キャプスタンの直径が太くなる。

よってキャプスタンの回転スピードが低いため、キャプ
スタンの慣性エネルギーが小さくなる。

よってキャプスタンモータ１４、の振動が出やすい。

また２つのピンチローラによってキャプスタンの負荷を
多くしている。

また、第１図の方式と同様にテープを劣化しやすい。

この方式の最も大きな欠点はテープがかげにくいことで
ある。

第３図は２キャプスタン方式と言われる２個のキャプス
タン１３ａｔ１３ｂ及びピンチローラ１０ａ、１０ｂに
より８Ｍ４ 、ＴＭ５によって発生する振動がテープ９
に伝わってワウ・フラッタ−の発生するのをフィルター
している。

しかしこの方式にもよるときはキャプスタン１３ａと１
３ｂがテープ９を介して、あるいは１個のモ−タによっ
て２つのキャプスタンをベルトによって駆動する場合は
、そのベルトを介して共振し、ワウ・フラッタ−を発生
することがある。

また、２つのキャプスタンの機械精度がそのまＳキャプ
スタンの周速差になるため高精度を要求される。

またキャプスタンが２個もあることなどから高価になっ
てしまう。

また第１図、第２図の方式と同様にテープをキャプスタ
ンとピンチローラによって圧着して駆動するため、テー
プが劣化しやすい。

第４図の方式は前記例のようにキャプスタン及びピンチ
ローラに相当するものが無いためテープは劣化しにくい
。

また前記方式に比較してそれほどテープがかげにくくは
ない。

しかしリールモータの振動をフィルターするものがない
ためモータの振動（交流モータの場合は電源周波数の高
調波、直流モータの場合は、磁極によるコツキング）に
よるワウフラッタ−が非常に多い。

本発明は上記の欠点に鑑みて成されたもので、ワウフラ
ッタ−及びテープを劣化させることが少ないテープ駆動
装置を提供することを目的とするものである。

本発明はこの目的を達成するためにテープを劣化させる
主因であるキャプスタンにテープをピンチローラで圧着
することをせず、キャプスタンとテープの摩擦力でテー
プを駆動すべくキャプスタンはキャプスタン用サーボモ
ータにより一定回転するようにサーボをかげ、一方キャ
プスタンのスピード変化を検出し、少なくとも一方のリ
ールモータに加える電圧をコントロールし、供給リール
側、巻取リール側のテンションを略等しくなるようサー
ボをかげ、キャプスタンはわずかな、駆動力でテープを
駆動できるようにしている。

よってキャプスタンは慣性エネルギーが大きいためリー
ルモータの振動をフィルター出来るし、ＣＭの負荷も非
常に少なくできるため、ＣＭからの振動の発生も微弱で
ある。

またストップ時からプレイの時テープスピード検出器に
より、リールモータの電圧をコントロールし、キャプス
タンによるテープスピードに近づいた時キャプスタンの
速度変化によるコントロールに切換えてサーボすること
によって非常に早く立上らせることが出来る。

ヘッドへの圧接力を一定にするため他方をテープテンシ
ョンコントロールするとよりよい性能が得られる。

前記テープスピード検出器により他の動作たとえば早送
りのテープスピードをコントロールし、一定スピードで
早送り出来るので早送り時又は巻き戻し時にリールに巻
回されたテープに段落ちがな（固く巻かれたり緩くまか
れることもない。

またストップの動作にしたときテープがとまったのを確
認出来る。

以下本発明による実施例を説明する。

第５図に一実施例の構成図を示し、第６図に第５図に用
いるキャプスタン部分を第７図には同じ（第５図に用い
るスピード検出部を示す。

第８図は本発明の供給側のテンションコントロール部分
の斜視図、第９図は第８図の部分の回路図、第１０図に
本発明のテープ駆動装置の系統図を示した。

従来例の説明に用いた図と同様の目的のものには同一符
号を付けた。

プレイの動作を説明すると、テープ９はＳＬ２よりＴＬ
３に走行する。

キャプスタン５１から見て供給側のテンション（以下パ
ックテンションと言う）は、テンションアーム５５など
で構成されるテンションサーボ部でテープの巻径の変化
に対して一定テンションにサーボされる。

キャプスタン５１はＣＭ５２により規定されたテープス
ピードを得るため第１０図２点鎖線内の回路で一定回転
になるようにサーボされる。

巻取り側テンション（以下テークアツプテンションとい
う。

）は第１０図に示した回路によりキャプスタンの回転変
化（実施例ではＣＭに流れる電流変化によって検出して
いる。

）によりＴＭ５に加える電圧ヲコントロールし、パック
テンショント等シいテークアツプテンションを得て巻取
っている。

８Ｍ４．ＴＭ５ 、ＣＭ５２はすべて交流モータである
。

先ず供給側のテンションコントロールを説明すると第８
図に示したようにローラ５４の付いたテンションアーム
５５の下部にポテンションメータ（可変抵抗器）８１を
付ける。

ポテンションメータ８１の軸はアーム５５０角度変化に
対応して回転する。

スプリング８２はアーム５５を内側に回転するモーメン
トを発生する。

その値は求めるテープテンションに対応する。

ここに示した実施例ではテープテンションは８０ｆ１ｃ
ｍが最適であった。

第９図に於いて該ポテンションメータの一端は増巾器９
３の一方の入力端子に加えられ、該増巾器の他の入力に
はＢ電圧を抵抗器９Ｌ９２で分圧した電圧が与えられる
。

ＳＬ２に巻かれているテープの巻径の変化によってポテ
ンションメ−タ８１の値が変ると該増幅器９３で増幅し
た出力がトランジスタ９４０ベースに与えられていたの
で該トランジスタの導通量をコントロールする。

すなわち８Ｍ４に加わる電圧をコントロールする。

端子９９には交流電源が接続される。トランジスタ９４
、ダイオード９５，９６，９７゜９８等は第１１図の可
変抵抗１４３と等価でモータ１４２は８Ｍ４に対応して
いる第１１図で端子１４Ｌ１４４には交流電源が接続さ
れるので第９図では該トランジスタ９４のベースに加え
られる巻径の変化に応じた電圧で導通量がコントロール
されることが解る。

次にキャプスタン５１のサーボについて説明する。

モータの軸をキャプスタンとして使用する。モータの％
性は第１２図に示した特性をしていて、一般にトルクモ
ータとも言はれる。

キャプスタンの回転スピードはテープスピードに対応し
てたとえば点線１４５に設定される。

負荷が変動してもモータに加える電圧を変えて一定のス
ピードになるようにサーボする。

回路図４第１０図中２点鎖線内１０１に示す。

円盤の側面に磁気テープと同様に磁性粉を塗布し、そこ
にパルス（ここに示した実施例では５００個を記録）を
精確に記録したパルスホイール６１を第６図に示したよ
うにモータ軸の一部がキャプスタン５１になっているモ
ータ５２の下部に取付け、回転数に比例したパルス数を
磁気ヘッド６２で検出し、その信号（パルス）を増幅器
１０２で噌幅し、リミッタ−１０３にて波形整形し、そ
の信号にてワンショットマルチバイブレータ１０４を駆
動する。

その信号を積分器１０５にて積分し回転スピードに比例
した、直流電圧にし、あらかじめ決められたテープスピ
ードに対応する基準直流電圧１０７とコンパレータ１０
６にて比較し、トランジスタ１０８の導通量をコントロ
ールし、すなわちキャプスタンモータ５２に加わる電圧
をコントロールし定速にサーボする。

尚ダイオード１１０，１１１，１１２゜１１３は第９図
のダイオード９５，９６，９γ。

９８と同一の動作をする。

サーボされたモータに流れる電流は第１３図中の実線１
４７のように負荷によって変化する。

次に巻取側モータによるテープテンションコントロール
について説明する。

キャプスタンの回転（スピード）変動によってＴＭ５を
コントロールするが本発明の実施例ではキャプスタンの
回転変動の検出にキャプスタンモータに流れる電流変化
を利用している。

すなわち前記キャプスタンサーボで説明したようにあら
かじめ決められたテープスピードに対応する基準直流電
圧１０７と等しい積分器１０５の出力が得られた時設定
されたスピードであるが、それよりも速く回転すればト
ランジスタ１０８はカットオフの方向に行き、モータに
は電流が流れなくなる。

反対に遅くなればオンの方向に行き、モータには多くの
電流が流れる。

すなわち回転変動が検出できるトランジスタ１０８のエ
ミッタとアース間に入っている抵抗１０９の電圧降下に
よって検出された電流を積分器１１５にて積分し、切換
回路１２２を通り、バックテンションに対応した基準直
流電圧源１２３とコンパレータ１２４で比較し、トラン
ジスタ１２５の導通量をコントロールし、すなわちＴＭ
５に加わる電圧をコントロールし、テークアツプテンシ
ョンをバックテンションに対応したテンションコントロ
ールをする。

尚ダイオード１２７，１２８，１２９，１３０は第９図
のダイオード９５，９６，９７，９８と同一の動作ラス
る。

今理解しやすいようにキャプスタンとテープがすべらな
いと仮定した時バックテンションに規定のテンション（
８０１Ｃ１ｒＬ）が加わりテークアツプテンションが零
の時、キャプスタンモータの電流は第１３図中点線１４
Ｂと実線１４７の交点の電流が流れ、またテークアツプ
テンションをバックテンションと等しくスルと、テープ
による側圧等の微少な負荷で点線１４６と実線１４７の
交点の電流が流れ、無負荷であると点線１４９と実線１
４７の交点の電流が流れる。

すなわちテークアツプ側テンションとバックテンション
がリールのテープ巻径に関係なくいつも等しげればキャ
プスタンモータに流れる電流はいつも点線１４６と実線
１４１の交点の電流しか流れないことになる。

すなわちキャプスタンの負荷カ一定であると言うことで
ある。

よって供給側を前記したようにテンションサーボをしキ
ャプスタンモータに流れる電流がリールのテープ巻径に
関係なくいつも一定なようにキャプスタンモータに流れ
る電流を検出し、ＴＭ５に加わる電圧をコントロールす
るならばバックテンションに対応したテークアツプテン
ションサーボを行なうことが出来、しかもリールのテー
プ巻径に関係なくキャプスタンには微少な負荷しか加わ
らず、よってキャプスタンとテープの摩擦係数が小さく
てもテープを安定に走行することが出来る。

しかしストップ状態からプレイしたような過渡状態では
、キャプスタンの表面とテープの摩擦係数の関係から立
上りに多少時間を必要とする。

放送局などで使われることを考慮すると少なくとも０．
５秒で立上りたい。

しかしこれよりも時間を少し必要とするため、テープ速
度検出器でテープ速度を検出し少なくとも立上り時だけ
規定のスピードの近くまでテープ速度検出器でＴＭ５を
サーボし、目的のスピードに近づいたときキャプスタン
モータに流れる電流でＴＭ５をコントロールすると、立
上りがスムーズにかつ短時間で規定のスピードに立上が
らせることが出来る。

その実施例を第５図及び第７図により説明する。

ガイドローラ５３の下部に穴をあげた円板７１を取付け
、発光装置７３、受光装置７２によって回転数すなわち
テープスピードに比例したパルスを発生させる。

該受光装置よりの出力は第１０図に示す様に増幅器１１
６で増幅し、リミッタ１１７で整形し、ワンショットマ
ルチバイブレータ１１８を駆動する。

その出力を積分器で積分し、回転数に比例した直流電圧
にする。

それを切換回路１２２を通し、規定スピードに対応した
直流電圧源１２３とコンパレータ１２４で比較し、トラ
ンジスタ１２５の導通量をコントロールし、前記と同様
ＴＭ５をサーボする。

積分器１１５と積分器１１９の切換ばあらがじめ決めら
れた切換レベルに対応した直流電圧源１２０と積分器１
１９の出力をコンパレータ１２１で比較し、その出力に
て切換回路１２２を駆動して切換える。

なお前記コンパレータ１２１にウィンドコンパレータを
使用しプレイ中何らかの原因で規定のスピードより速く
（早送り又は巻戻しの様なとき）、あるいは遅くなった
時（すなわちキャプスタンとテープがすべってしまった
時）キャプスタンモータの電流によるＴＭ５のサーボが
らテープ速度検出器によるサーボに切換えて、キャプス
タンによる規定のスピードに同期するよう保護の動きも
する。

またテープスピード検出ローラ５３はＴＭ５から発生す
る振動（主に１ｏｏＨ２）をフィルターするインピーダ
ンスローラの働きもする。

本発明は往復録音再生も有効である。

前記正方向（ＳＬよりＴＬに）と同じように逆方向（Ｔ
ＬよりＳＬに）もバンクテンション及びテークアツプテ
ンションをサーボすることが出来る。

逆方向プレイを説明するとキャプスタンモータの回転方
向を逆にする８Ｍ４の電圧は前記パックテンションサー
ボ部でテンションサーボされＳＬ２に巻取られる。

ＴＭ５の電圧はキャプスタンモータに流れる電流が第１
３図中実線１４７と点線１４６の交点の電流が流れるよ
うにテープをひっばるように電圧をキャプスタンモータ
の電流によってコントロールする。

よって前記正方向と同様にテークアツプテンション及び
バックテンション共にサーボされ一定テープテンション
になる。

早送り巻戻しの動作を第１４図に示す。

第１４図の構成は第９図並に第１０図に一部示され他は
省略しである。

プレ一時にはプレーリレー１５４によりスイッチ素子１
５４ａ、１５４ｂが動作し８Ｍ４にはパックテンション
サーボをするようにポテンショメータ８１からの信号が
入り、ＴＭ５にはテープスピード検出器である受光装置
７２あるいはＣＭ５２からの信号が加わりコントロール
される。

早送りするにはこの状態で早送りリレー１５２を動作さ
せ、早送りスイッチ素子１５２ａを動作させる。

早送り巻もどし用直流基準電圧源１５１の電圧により早
送りのスピードは零からリールモータの同期速度付近ま
で変えられる。

８Ｍ４はプレーと同様にパックテンションサーボされる
。

巻もどしは巻モトシリレー１５３を動作させる早送りと
は逆ＫＳＭ４にテープ速度検出器がらＴＭ５にはポテン
ショメータ８１からの信号が入り早送りの時と同様にテ
ンションサーボされながら巻もどしされる。

プレイ早送り巻もどしなどからストップするには基準電
圧１５１を零にすれば純電気的にストラフスル。

機械的ブレーキを併用あるいはテープスピードが零に近
づいた時機械ブレーキに切換える場合はブレーキタイミ
ング検出用コンパレータ１５７の出力１５８によって動
作させる。

該ブレーキタイミング用コンパレータの一方の入力には
Ｂ電圧を抵抗１５５，１５６で分圧した電源が与えられ
ている。

上記のブレーキ方式を用いれば機械ブレーキは簡単なも
のでも良いしブレーキ力は少なくてすむよってテープを
かげる時リールに巻かれているテープを容易に引出せる
ためテープがかげやすい。

またコストも安くなる。

ここに示した実施例において、バックテンションサーボ
を行なったが、第１５図に示したようにバックテンショ
ンコントロールをしすくてもキャプスタンの速度変化を
利用しテークアツプ側のモータＴＭ５をコントロールす
るならば、バックテンションとテークアツプテンション
を等しく出来ることは明らかである。

また、本発明は実施例のテンションサーボ方式にこだわ
らない。

またキャプスタン及び回転検出ローラ等の配置にもこだ
わらない。

以上説明したように本発明はキャプスタンにピンチロー
ラを圧着してテープを走行させないため、テープが劣化
しにくく、また、リールモータの振動はキャプスタンの
慣性モーメントによりフィルターでき、しかもキャプス
タンモータの負荷が非常に小さいためキャプスタンモー
タからの振動も微弱であるため、きわめて高性能なテー
プ駆動装置が安価にて実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図、第４図は従来のテープレコー
ダを示す平面図である。 第５図、第１５図は本発明によるテープ１駆動装置を有
するテープレコーダの平面図、第６図はキャプスタンの
側面図、第７図はテープスピード検出器の側面図、第８
図はテンションサーボ部の斜視図、第９図、第１０図、
第１１図、第１４図は本発明による実施例を示す回路図
である。 第１２図、第１３図は特性を示す線図である。 １・・・・・・メカフレーム、２・・・・・・供給リー
ル、３・・・・・・巻取リール、４，５・・・・・・駆
動モータ、１３・・・・・・キャプスタン、１４・・・
・・・キャプスタンモータ、３２．３４・・・・・・テ
ンションアーム、４１・・・・・・テープスピード検出
ローラ、５５・・・・・・テンションアーム、８１・・
・・・・ポテンショメータ、９３・・・・・・増幅器、
９４・・・・・・トランジスタである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ピンチローラを用いないでテープとキャプスタンの
   フリクションによりテープを定速駆動させ、且つ上記キ
   ャプスタンはキャプスタンモータにより定速回転するよ
   うになし、テープスピードが規定のスピードであるとき
   にはキャプスタンの速度変化を検出して該キャプスタン
   モータをコントロールすると共にキャプスタンモータの
   電流を検出し、該検出々力により供給リールモータ或は
   巻き取りモータの少なくとも一方に加える電圧をコント
   ロールし、テープスピードがキャプスタンによる規定の
   テープスピードから外れた早巻き取り又は早送りの状態
   をテープスピード検出器で検出し、供給リールモータ或
   は巻き取りリールモータの少くとも一方をテープスピー
   ド検出器でコントロールサーボしてなることを特徴とす
   るテープ駆動装置。 ２ ピンチローラを用いないでテープとキャプスタンの
   フリクションによりテープを定速駆動する装置において
   、上記キャプスタンはキャプスタンモータにより定速回
   転するようになされ、テープスピードが規定のスピード
   であるときはキャプスタンの速度変化を検出して該キャ
   プスタンモータをコントロールすると共に該キャプスタ
   ンモータの電流を検出し、該検出々力により供給リール
   モータ或は巻き取りリールモータの少くとも一方に加え
   る電圧をコントロールし、テープが停止状態から定速駆
   動開始まではテープ速度検出器よりの検出々力により供
   給リールモータ或は巻き取りリールモータの少くとも一
   方に加える電圧をコントロールし、所定のテープ速度に
   近づいたとき前記キャプスタンの速度変化により上記巻
   き取り又は供給リールモータの少なくとも一方をコント
   ロールして成るテープ駆動装置。