JPS5930258A - テ−プリ−ル駆動装置 - Google Patents

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、テープレコーダ等におけるテープリール駆動
装置に関する。

背−景技術とその問題点 テープレコーダ等においては、磁気テープを巻装、する
リールを専用のリールモータで駆動し、早送り、巻戻し
等を行うようにしたものが知られている。リールモータ
の駆動には、通常定電圧駆動方式が用いられるが、テー
プの早送りまたは巻戻し速度がテープの始端部と終端部
とで異なり、またテープカセット内のテープのロストル
クによってもテープ速度が変化し、カセットごとにばら
つきが生ずる。

別の駆動方式として、供給側及び巻取側リール軸の回転
周期の２乗の和が一定となるようにその角速度を制御し
てテープの走行速度を一定にするようにした方式が提案
きれている。この方式によれば、リール軸の最大回転数
を同じにすると他の方式に比べて早送り、巻戻し時間が
最小となる。

またテープ終端での繰出し側リールの回転数がリールハ
ブ径で定まる一定値となるので、リール回転数からテー
プ巻取終了直前の時点を検出することができ、従って、
テープ駆動装置にブレーキをかけて巻取終了時のテープ
に対する衝撃を緩和することができる。またテープにキ
ュー信号を記録して曲間検出をするシステムでは、早送
り、巻戻し速度を一定にすることにより検出精度、信頼
性が向上する。

このような送り速度一定の早送り、巻戻しの駆動方式に
おいては、テープがたるむとテープ速度制御サーボ系が
ハンチングを起こし、巻取側ＩＪ−ルモータがオン・オ
フを繰り返すような異常動作が生ずる。すなわち、供給
リール軸の回転周期Ｔｓ及び巻取リール軸の回転周期Ｔ
Ｔの夫々の２乗の和が一定となるように巻取リール軸の
角速度を制御してテープ走行速度を一定にしているので
、テープにたるみが生ずると、供給リール軸が停止して
Ｔ５が無限大となる。このため供給リール軸の回転を増
やす方向に巻取リールモータの駆動電圧が上昇するが、
たるみが無くなる才で供給リール軸は停止したままであ
るから、巻取リールモータは急激に加速される。たるみ
が無くなって供給リール軸が回転を始めると、巻取リー
ルモータの駆動電圧−は低下するが、上記の急加速によ
る慣性で供給リールからテープが必要以上に繰り出され
、結局テープのたるみが再び生ずる。

このようなサーボ系のハンチングを防止するために、繰
り出し側のリール台にブレーキをかけてテープに適当な
バックテンションを与える必要がある。従来のブレーキ
手段としては、摩擦を利用した機械的なブレーキがある
が、これを用いた場合、テープの巻径の変化に伴なって
バックテンションが変化し、テープ始端部で小す＜、テ
ープ終端部で大となる。テープ始端部では、繰り出し側
リールのテープ巻径が大で慣性が大きいので、上述のハ
ンチングが起こり易（、従ってバックテンションを大き
くしなければならないので、機械的ブレーキはハンチン
グ防止ｔこ有効な手段とならない。

別のブレーキ手段として、繰り出し側のリールモータの
巻線を短絡して電磁ブレーキとして働らかせる方法が知
られている。この方法では、繰り出し側リールモータが
テープ巻取りによって強性回転されることによって電磁
ブレーキが発生するので、早送りまたは巻戻しの開始時
点ではバックテンションが零である。このため巻取側リ
ールモータによって繰出し側リール軸が急回板され、テ
ープのたるみが発生し、上述と同様にハンチングが起こ
る。

発明の目的 本発明は上述の問題点を解消し、安定なテープ速度一定
の早送り、巻戻し制御ができるようにしたものである。

発明の概要 本発明によるテープリール駆動装置は、巻取リール及び
供給リールを夫々駆動する一対のリールモータと、テー
プ早送り若しくは巻戻し時に上記巻取リール及び供給リ
ールの夫々の回転周期の２乗の和が一定となるようにテ
ープ巻上げ側（例えば巻取側）のリールモータを制御す
るサーボ回路と、テープ繰出し側（例えば供給側）のリ
ールモータに繰出し側リール回転周期にほぼ比例した駆
動電流を流してテープ繰出し方向とは逆のブレーキ−ト
ルクを発生させるバックテンション回路と、上記サーボ
回路の出力電圧の過大上昇を検出して上記テープ繰出し
側のリールモータの駆動電流を低減させる制御回路とか
ら構成されている。このように構成することにより、テ
ープ速度一定の早送り才たは巻戻しのサーボ制御を極め
て安定に行うことができる。

実施例 以下本発明の実施例について説明する。第１図はテープ
速度一定の早送りまたは巻戻し制御の原理を説明するた
めのカセットテープの略平面図である。第１図で厚ざｔ
、長ｉＬのテープ（１）が、半径孔の供給リールハブ（
２）及び巻取リールハブ（３）に夫々半径ｒＢ％ｒ７の
厚さで巻装されているとすると、テープの断面積につい
て、 （π（Ｒ＋ｒｓ）２−π１％２）＋　（π（ｌ（−４−
ｒＴシーπ、Ｉｊ２）　＝Ｌｔ−（ｔ）が成り立つ。ま
たテープ速度υと供給リール及び巻取リールの回転周期
％Ｔｓ％ＴＴとの関係は、となる。１式及び２式より変
数ｒＢ％ｒＴを消去すると、 ｖ２＝４π（２πＲ２＋Ｌｔ）／（ＴＴ’＋ＴＳ’）　
＝−”°（３）が得られる。３式で、 Ａ２ヨ４π（２πＲ十Ｌｔ）／ｖ２　　・・・・・・・
・・・・・　（４）とおくと、 Ａ２＝　ＴＴ２＋　Ｔａ２−”・−”・（５）であるか
ら、周期の２乗の和が一定となるように制御すれば、３
式より、テープ速度Ｖを一定にして早送り、巻戻しがで
きる。

第２図は上述の原理を実現するためのリールモータサー
ボ回路のブロック図である。供給リール台及び巻取リー
ル台には夫々回転周期検出器＋４）＋５）が取付けられ
、各リールの回転周期’ｒ丁、’ｒｓを代表するパルス
巾、の信号が検出される。各検出信号は周波数−電圧（
Ｆ／Ｖ）変換回路（６）（力で電圧レベル７丁、Ｖｓに
変換され、更に２乗回路（８１（９）で２乗演算される
。２乗回路（８）　（９１の出力■Ｔ２、Ｖｓ２は加算
器ＱＯＩにおいて−Ａに相当する基準電圧源０υと加え
合わされ、加算結果■Ｔ２＋Ｖｓ２　　Ａ２はローノく
スフイルりＱ３を通じて切換スイッチ（１３１で早送り
（ＦＦ）、巻戻しくＲ，ＥＷ）に応じて駆動アンプα４
または（１５）に与えられる。駆動アンプＱ４）（＋５
１の出力によって早送り時には巻取リールモータ叫が、
また巻戻し時には、供給リールモータＱわが駆動される
。これらのリールモータαΩαηによってテープカセッ
ト（１稀の缶リールが駆動される。

第２図のサーボ回路では、サーボゲインが無限大であれ
ば、加算器ＱＢの出力ＶＴ２＋ＶＳ　２−　Ａ２がほぼ
零になるように制御動作が行われ、テープ走行速度が一
定となる。例えば早送りのとき、テープ速度Ｖが所要値
より小さいと、ＶＴ２＋■Ｓ２が犬になって加算器Ｑｌ
の出力が＋側に偏倚し、巻取リールモータαＱの駆動電
圧が増大してテープ走行速度が増加される。安定状態で
はｖＴ２＋Ｖｓ２＝Ａ２となってし）る。

次に第６図は第２図のサーボ回路にブレーキ回路を付加
した本発明の実施例を示すブロック回路図である。第６
図において、第２図の切換スイッチ（１国は２連の切換
スイッチ（１３ａ）（１３ｂ）で構成され、例えば早送
り（ＦＦ）の時には、第２図に示したものと同じサーボ
回路（社）の誤差出力（ローパスフィルタ（Ｉａの出力
〕が切換スイッチ（１３ａ）のＦＦ接点を介して駆動ア
ンプ圓に供給され、このアンプＱ４）の出力でもって巻
取リールモータ（１６１が早送り駆動される。

一方、供給リールモータ（１７１にはその回転周期検出
電圧ｖｓに比例した電流が流され、テープ繰出し方向と
は逆方向に回転しようとするブレーキトルクが発生され
る。すなわち、サーボ回路（２０のＦ／Ｖ変換回路（７
）の出力電圧ｖＳが、ブレーキ回路（２１）の抵抗）ｔ
ｌ、コンデンサＣ１から成るローパスフィルタで平滑さ
れ、切換スイッチ（１３ｂ）のＦＦ接点を通って駆動ア
ンプαつに与えられる。アンプαつの出力は抵抗Ｒ５を
介して巻取リールモータαηに供給されんこの抵抗凡５
はモータ０′７）の巻線抵抗値よりも十分大に設定され
ているので、モータαηは実質的に■Ｓに比例した電流
で駆動され、Ｖｓに比例したプレーキートルクが発生さ
れる。なおモータαηがテープ繰出し方向に強制回転さ
れることによって発生する回転数に比例した逆起電圧は
、抵抗ＲＩ５の両端の電圧よりも十分に小さいから、逆
起電圧がバックテンションに与える影響は少ない。

抵抗Ｒ５に並列に接続されたスイッチ（２２ｂ）はＦＦ
のときオフになっている。一方、巻取リールモータ（１
６１とその駆動アンプ（１４）との間には同様な目的の
抵抗Ｒ４が直列に挿入されているが、ＦＦ時には、Ｒ４
と並列に接続されたスイッチ（２２ａ）がオンとなって
Ｒ４はシャントされている。

早送り時には、テ・−プ繰出し側となる供給リール軸は
、テープ始端部ではゆつ（り回り、従って、Ｖ、は犬で
あり、抜だテープ終端部では早く回るからＶｓは小さく
なる。この結果ブレーキトルクはテープ始端部で大でテ
ープ終端部で小さくなる。従ってテープ始端部ではバッ
クテンションが犬で、テープ終端部はバックテンション
が／ＪＳｇくなるような極めて好ましいテンションの変
化を実現することができる。なおバックトルクの変化は
供給す−ルのテープ巻径の変化と一致しているから、ア
ンプ（１■のゲインまたは抵抗几５の抵抗値の調整によ
ってテープに加わるバックテンション（モーメント〕を
テープ始端から終端までほぼ一定にすることもできる。

機械的ブレーキの場合は、既述のようにテープ始端でバ
ックテンションが小で、テープ終端で大となり、従って
テープ巻径が犬で慣性が大きいテープ始端部でテープ巻
取サーボ系がハンチングを起こし易いが、本実施例のブ
レーキ回路によれば、テープ始端部で十分に大きなバッ
クテンションがかかるので、ハンチング防止に極めて効
果がある。

なお早送りの開始時点では、供給リール軸の回転速度が
零で、回転周期Ｔｓが無限大となっていム従って周期検
出電圧Ｖｓが電源電圧に偏倚され、Ｖｓに応じたブレー
キトルクが強大となって巻取ＩＪ　＋ルモータ＜ｔｅが
起動しない恐れがある。このためサーボ回路翰の出力の
誤差電圧が抵抗Ｒ２、Ｒ５から成る分圧回路で検出され
、分圧電圧が成るスレッショールド値を越えたときトラ
ンジスタＱ１がオンにな−ってＶｓが接地電位に偏倚さ
れるように構成されＣいる。これによって起動時にはバ
ックテンションが零となり、巻取リールモータａ印が立
上ることができる。

サーボ回路（２０）の出力電圧が一定値以下に下がると
、トランジスタＱ１がオフし、適切なバックテンション
がかかるようになる。トランジスタＱ１はその能動領域
を通ってオンからオフに変遷するので４、バックテンシ
ョンの立上りはスムーズであり、ハンチングが起こる恐
れはない。一方、既述のモータ巻線の短絡によるブレー
キトルクは、供給リールモータがテープ巻取りによって
強制回転されることによって従属的に発生するものであ
るから、ブレーキトルクがきき出す時点では供給リール
に既に大きな慣性力が与えられ、従って、テープのたる
みが生じてサーボ系のハンチングが起こる。

更に第３図のブレーキ回路Ｑυはカセットハーフの歪み
等によって機械的ロスが大きいテープカセットに対して
も有効に作用する。すなわち機械的ロスの大きいテープ
カセットに対しては、サーボ回路図の出力電圧が上昇す
るので、その値が検出回路Ｒ２、■範、Ｑ１のスレッシ
ョールドレベルを越えると、Ｑｌがオンとなってバック
テンションが加わらなくなる。この結果、巻取リールモ
ータ（ｌｆＥｌの負荷が軽減され、一定速度の巻取りを
維持することができる。

カセットハーフのロストルクが一定速度の巻取を維持で
きる境界値付近に存在する場合にはトランジスタＱ１は
能動領域で動作する。

なお巻戻（ＲＥＷ）時には、上述とは逆の動作が行われ
るように切換スイッチ（１３ａ）（１３ｂ）が切換えら
れる。すなわち、供給リールモータαηには、サーボ回
路（２ｆ）の出力の誤差電圧が切換スイッチ（１３ｂ）
のＲＥＷ接点、駆動アンプ（１５）、スイッチ（２２ｂ
）を通って与えられる。一方、巻取ＩＪ　−）レモータ
α０には、Ｆ／■変換回路（６）の出力ｖＴがブレーキ
回路０υと同じ構成のブレーキ回路（２０′から切換ス
イッチ（１３ａ）のＲＥ　Ｗ接点、アンプ（１荀、抵抗
Ｒ４を経て供給され、適切なブレーキトルクが発生され
る。

第４図は第６図の回路のスイッチ（１３ａＸ１３ｂ）（
２２ａ）（２２ｂ）を無接点化した実施例を示す要部の
回路図である。第４図の端子（２３１には早送り（ＦＦ
’）時に低レベル″Ｌ”となる制御信号が与えられ、ま
た端子ＣＩ’４）には巻戻しくＲＥＷ）時に低レベル″
Ｌ”となる制御信号が与えられる。早送り時には、端子
（２４）の制御信号が高レベル″Ｈ″になってトランジ
スタＱ２がオンとなり、トランジスタＱ３がオフとなる
。従ってサーボ回路（２０）の出力の代りに、供給リー
ル軸の周期検出電圧ｖｓが、抵抗Ｉモ１、コンデンサＣ
１のフィルタ及びトランジスタＱ４ｆ介して駆動アンプ
（１５１にブレーキ電圧として与えられる。また端子１
２４）　ｌこ与えられる低レベルの制御信号によってト
ランジスタＱ５がオフになり、供給り一ルモータ（１’
ｌ）が抵抗Ｒ５を介して接地される。この結果、駆動ア
ンプ（国の出力でもってモータ側が電流駆動され、Ｖｓ
に比例したブレーキトルクが発生される。

巻戻しくＲＥＷ）時には、端子Ｑ４）の制御信号がＬ”
になってトランジスタＱ２がオフになり、す−ボ出力が
トランジスタＱ３を介して駆動アンプ（１５）に与えら
れる。一方、端子（２３）の制御信号がＨ”となってト
ランジスタＱ１がオンになり、周期検出電圧■ｓが接地
される。同時にトランジスタＱ５がオンとなり、供給リ
ールモータα力の一端が接地され、駆動アンプα暖の出
力によってモータαでが巻戻し動作するように駆動され
る。ダイオードＤはＲＥＷ時にサーボ出力が”Ｈ″にな
らないように挿入きれている。

応用例 本発明によるテープリール駆動装置は、オーディオテー
プレコーダ、ビデオテープレコーダ等に用いることがで
き、またテープカセットを用いる装置に限らずオープン
リールテープを用いる装置にも適用することができる。

本発明の効果 本発明は上述の如く、早送りまたは巻戻し時に巻取リー
ル及び供給リールの回転周期の２乗の和が一定となるよ
うにテープ巻上げ側のリールモータを制御すると共に、
テープ繰出し側のリールモータにはそのリール回転周期
にほぼ比例した駆動電流を流してバックテンションを発
生すせるようにしたから、テープ始端部で繰出し側リー
ルの回転周期が犬のときに比較的大きいバックテンショ
ンを与えることができ、従って定速早送りまたは巻戻し
のサーボ系の乱調を防止することができる。

またサーボ出力電圧の過大上昇を検出してバックテンシ
ョンを低下させるようにしたから、早送り、巻戻しのス
タート時にバックテンションが過大になることがなく、
スムースに起動キせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は定速早送りまたは巻戻しの制御原理を説明する
ためのカセットテープの略平面図、第２図は定速早送り
または巻戻しの制御を行うリールモータサーボ回路の原
理的ブロック図、第６図は本発明の実施例を示すリール
モータサーボ回路のブロック図、第４図は第３図の切換
スイッチを無接点化した場合の要部の回路図である。 なお図面に用いた符号において、 （１）・・・・・・・・・・・・・・・テープ（４１（
５１・・・・・・・・・・・・回転周期検出器（６１＋
７）・・・・・・・・・・・・周波数−電圧変換回路（
Ｉ’１ｌ（９１・・・・・・・・・・・・２乗回路（１
０１・・・・・・・・・・・・・・・加算器（ｌυ・・
・・・・・・・・・・・・・基準電圧源（１６）・・・
・・・・・・・・・・・・巻取リールモータ（１７）・
・・・・・・・・・・・・・・供給リールモータ（国・
・・・・・・・・・・・・・・テープカセット（２０・
・・・・・・・・・・・・・・サーボ回路（２υ・・・
・・・・・・・・・・・・ブレーキ回路である。 代理人　土産　勝 〃　　　　　　常　　包　　芳　　男 〃　　杉浦俊貴

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 巻取リール及び供給リールを夫々駆動する一対のリール
   モータと、テープ早送り若しくは巻戻し時に上記巻取リ
   ール及び供給リールの夫々の回転周期の２乗の和が一定
   となるようにテープ巻上げ側のリールモータを制御する
   サーボ回路と、テープ繰出し側のリールモータに繰出し
   側リール回転周期にほぼ比例した駆動電流を流してテー
   プ繰出し方向とは逆のブレーキトルクを発生させるバッ
   クテンション回路と、上記サーボ回路の出力電圧の過大
   上昇を検出して上記テープ繰出し側のリールハブ径の駆
   動電流を低減させる制御回路とを夫夫具備するテープリ
   ール駆動装置。