JPS63317956A - テ−プ駆動装置 - 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〕 この発明は、供給リール、巻取リールそれぞれの駆動用
の専用のモータを備え、巻取リール側モータによってテ
ープが走行する際に、テープテンションの変動に応じて
供給側モータを駆動制御し、テープテンションを規定範
囲内に制御するテープ駆動装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、テープカセットには、テープの供給リール、巻取
リールを形成する１′Ａのリール（スプール）にフラン
ジを形成したビデオ力セッ１−などのフランジ付きのも
のと、回転ヘッド式デジクルオーディオテーグレコーダ
（以下Ｒ−Ｄ　Ａ　Ｔと称する）のテープカセットを含
むオーディオカセットのように、両リールにフランジの
ないフランジレスのものとがある。

一方、供給リール、巻取リールそれぞれを駆動する専用
のリールモータ、すなわち供給側モータ。

巻取側モータを備えたダイレクト・ドライブ式のビデオ
テープレコーダ、Ｒ−ＤＡＴなどにおいては、巻取側モ
ータの駆動によってテープが供給リールから巻取リール
に高速走行するサーチ再生時などのテープの高速走行時
に、テープ走行の安定化などを図るため、テープ駆動装
置により、テープテンションの変動に応じて供給側モー
タを駆動制御し、テープテンションを規定範囲内に制御
する必要がある。

ところで、供給側モータの駆動制御により、供給側モー
タが供給リールの回転方向と逆方向に制動トルクτｍを
発生する場合、供給リール側全体の制動トルクは、供給
側モータの発生制動トルクτｍと、供給リール、供給側
モータの軸ロストルクなどの摩擦などによって生じるロ
ストルクτｌとの合成トルクになる。

そして、テープテンションを規定範囲内の目標値Ｔに制
御する場合、テープテンションをＴに制御するのに必要
な必要制動トルクτと、前述の両トルクτｍ、τｌとは
、つぎの（１）式の関係を有する。

τｍ＝τ−τｌ　　　　　・・・（１）式まだ、必要制
動トルクτは、テープ残量が少なくなる程、すなわち供
給リールのテープ半径ｒｓが小さくなる程減少し、テー
プ走行によって時々刻々変化する必要制動トルクτは、
テープ半径ｒｓに依存した関数になる。

そして、特願昭６１−１４５５０７号、特願昭６１−１
７０６１２号の出願の明細書および図面には、規定範囲
内のテープテンションの目標値をＴ（定数）とした場合
、必要トルクτがＴ−ｒＳに彦ることが記載芒れている
。

さらに、前記両出願の明細書および図面には、ロストル
クτｌをつぎの（２）式に示すように設定し、テープ駆
動装置により、供給リール、巻取リールそれぞれの回転
角速度ΩＳ、Ωもの検出情報にもとづき、テープ半径ｒ
ｓを算出して必要トルクτを求めるとともに、回転角速
度ΩＳを（２）式に代入してロストルクτｌを求め、発
生制動トルクτｍを算出して供給側モータを駆動制御し
、テープテンションをＴに制御することが記載されてい
る。

τ１＝ＰＬ・ΩＳＳｒＯ２・・（２）式なお、（２）式
のＲ２τ０は粘性摩擦係数、軸ロストルクそれぞれを示
す定数である。

また、前記特願昭６＋−１４５５０７号の出願の明細書
および図面には、ロストルクτｌの大きなテープカセッ
トに適用し、算出された発生制動トｌレクτｍにもとづ
いて供給側モータを供給リールの回転方向に駆動制御し
、発生制動トルクτｍを負の範囲で可変することが記載
をれているが、Ｒ−ＤＡＴのテープカセットなどのロス
トルクτ４の小さいテープカセットに適用する場合は、
算出をれだ発生制動トルクτｍにも々づき、供給側モー
タを供給リールの回転方向と逆方向に駆動制御し、発生
制動トルクτｍを正の範囲で可変すればよい。

すなわち、従来のこの種テープ駆動装置は、つぎの（３
）式にもとづいて発生制動トルクτｍを算出し、供給側
モータを正または逆回転に駆動制御してテープテンショ
ンをＴに制御している。

ｒｍ＝　Ｔ−ｒ４＝Ｔ・ｒｓ−Ｒ・Ωｓ　−Ｔｏ　　　
　−（３）式〔発明が解決しようとする問題点〕 ところで、前記（３）式ではロス）７レクτｌがテープ
半径ｒｓに依存しないものとして発生制動トルクτｍが
算出されている。

そして、ビデオカセットのようなフランジ付きのテープ
カセットの場合は、供給リール、巻取リールがカセット
ケース内でそれぞれ軸支でれるとともに、両リールの上
、下フランジの間の部分にテープが巻回され、このとき
、テープカセットのリール毎の静止部分と回転部分との
接触面積が、テープ半径ｒｓによらず、常に軸支部分の
一定値になるだめ、前記（３）式から発生制動トルクτ
ｍが精度よく算出され、テープテンションの最適な制御
カ行なえる。

しかし、Ｒ−Ｄ　Ａ　Ｔのテープカセットなどのフラン
ジレスのテープカセットの場合は、通常のオーテイオカ
セットと同様に、カセットケースの上。

下向面に紙あるいは樹脂シートからなる弾性シートが設
けられ、該弾性シートによってテープの巻ずれ、走行摩
擦の防止が図られており、このとき、テープの上、下端
が弾性シートに接触するだめ、テープカセットのリール
毎の静止部分と回転部分との接触面積がテープ半径ｒｓ
に応じて変化し、ロストルクτｌがテープ半径ｒｓに依
存して変化する。

したがって、フランジレスのテープカセットの場合は、
発生制動トルクτｍを前記（３）式から精度よく算出す
ると吉ができず、従来のテープ駆動装置によってはテー
プテンションの最適な制御が行なえない問題点がある。

〔問題点を解決するだめの手段〕

この発明は、前記の点に留意してなされたものであり、
供給リール、巻取リールそれぞれの駆動用の供給側モー
タ、巻取側モータを備え、前記巻取側モータの駆動によ
ってテープが走行する際に、テープテンションの変動に
応じて前記供給側モータを駆動制御し、前記供給側モー
タの発生制動トルクを可変してテープテンションを規定
範囲内に制御するテープ駆動装置において、 この発明では、前記両リールそれぞれの回転を検出し、
前記両リールそれぞれの回転速度または周期の検出情報
を出力する回転検出手段と、前記両リールの回転速度ま
たは周期の関数からなる前記供給リールのテープ半径算
出式が設定され、前記検出情報を前記テープ半径算出式
に代入して前記テープ半径をくり返し算出する供給側テ
ープ半径算出手段と、 前記供給側モータの制動トルク算出式として前記テープ
半径に依存して変化する規定テープテンション用の必要
制動トルクから摩擦などによって生じるロストルクを減
算する式が設定きれるとともに前記ロストルクが少なく
とも前記テープ半径の関数で与えられ、前記テープ半径
の算出結果を前記制動トルク算出式に代入して前記発生
制動トルクをくり返し算出する制御トルク算出手段と、
前記発生制動トルクの算出結果に応じて前記供給側モー
タを駆動制御し、前記発生制動トルクを制御する制動ト
ルク制御手段と を備える。

なお、実施例に対応する第１図においては、巻取リール
速度検出回路（８）、供給リール速度検出回路（９）が
回転検出手段を形成し、供給側テープ半径算出回路ＱＯ
、発生トルク算出回路Ｕυ、供給側モータ駆動回路ａ場
が供給側テープ半径算出手段、制動トルク算出手段、制
動トルク制御手段それぞれを形成する。

〔作　用〕

したがって、この発明のテープ駆動装置によると、テー
プ半径算出手段によって供給リールのテープ半径がくり
返し算出されるとともに、制動トルク算出手段により、
算出されたテープ半径を制動トルク算出式に代入して供
給側モータの発生制動トルクがくり返し算出され、この
とき、制動トルク算出式中のロストルクが少々くともテ
ープ半径の関数で設定てれているため、供給側モータの
発生トルクは、必要制動トルクおよびロストルクが供給
リールのテープ半径に依存して変化するものとして算出
される。

そして、制動トルク制御手段により、算出された発生制
動トルクに応じて供給側モータが駆動制御でれ、このと
き、供給イ門＝＝モータのテープ半径にもとづくロスト
ルクの変動を考慮して発生制動トルクが算出はれるため
、フランジレスのテープカセットの発生制動トルクが高
精度に算出きれ、テープテンションが良好に制御される
。

〔実施例〕

つぎに、この発明をその１実施例を示した第１図と吉も
に詳細に説明する。

第１図はダイレクト・ドライブ式のＲ−Ｄ　Ａ　Ｔのテ
ープ駆動装置に適用した場合を示し、（１）　、　（２
）はフランジレスのテープカセットであるＲ−Ｄ　Ａ　
Ｔカセットの巻取リール、供給リールそれぞれのハブ、
（３）は走行中のテープ、（４）　、　（５）は巻取リ
ール、供給リールそれぞれの駆動用の巻取側モータ、供
給側モータであり、両リールそれぞれに直結されている
。

（６）　、　（７）はモータ（４）　、　（５）それぞ
れの回転検出用の検出ヘッドであり、たとえばビデオテ
ープレコーダのＦＧコイルまたはＰＧコイルからなり、
モータ（４）　、　（５）それぞれが一定角度回転する
毎に検出パルスを出力する。（８）　、　（９）はヘッ
ド（６）　、　（７）の検出パルスそれぞれが入力され
る巻取リール速度検出回路、供給リール速度検出回路で
あり、ヘッド（６）。

（７）とともに回転検出手段を形成し、入力された検出
パルスの間隔を計測し、巻取リール、供給リールそれぞ
れの回転角速度ΩＳ、Ωもの検出情報（デジタルデータ
）をくり返し出力する。

００は供給リールのテープ半径ｒｓを算出する供給側テ
ープ半径算出回路であり、テープ半径算出手段を形成し
、検出回路（８）　、　（９）の検出情報と図外のシス
テム制御部などから出力でれたハブ（１）　、　（２）
の半径ｒＯおよびテープ（３）の厚みｄ、全長ｌの指定
情報とにもとづき、後述のテープ半径算出式からテープ
半径ｒｓをくり返し算出し、テープ半径ｒｓの算出結果
データを出力する。

ａυは制御トルク算出手段を形成する発生トルク算出回
路であり、検出回路（９）の検出情報と算出回路００の
算出結果データとを後述の制動トルク算出式に代入し、
モータ（５）の発生制動１−ルクτｍをくり返し算出し
、トルクτｍの算出データを出力する。

α４．α免はモータ（４）　、　（５）それぞれに駆動
電流を供生時などのテープの高速走行時に、駆動回路（
２）により、モータ（４）を回転角速度Ωｔで定速駆動
制御し、かつ、駆動回路αつにより、算出回路（１時の
算出データに比例した逆転駆動電流をモータ（５）に供
給し、モータ（５）の発生制動トルクをτｍに制御する
。

なお、検出回路（８）　、　（９）および算出回路Ｑ［
）　、　（１１）はマイクロコンピュータを用いて形成
されている。

ところで、フランジレスのテープカセットの場合、ロス
）／レクτｌがテープ半径ｒｓによって変化するため、
（２）式のように回転角速度ΩＳのみからロストルクτ
ｌを求めると、テープテンションの最適な制御が行なえ
なくなる。

そして、テープ半径ｒｓによって変化するロストルクτ
ｌは、（２）式中の粘性摩擦係数Ｒ２軸ロス）／レクτ
０をテープ半径ｒｓの関数としたつぎの（４）式で示す
ことができる。

ｒｔｌ　＝　Ｒ（ｒｓ）　・ΩＳ　＋Ｔｏ　（ｒｓ）　
　　　　、、、　（４）　式なお、（４）式中のＲ（ｒ
Ｓ）　、　ｒｏ（ｒｓ）はテープ半径ｒｓに依存して変
化する粘性係数、軸ロストルクを示し、テープ半径ｒｓ
が小さくなる程減少するため、それぞれテープ半径ｒｓ
の増加関数で与えられる。

したがって、第１図では、（３）式の代わりに、つぎの
（５）式を発生制動トルクτｍの算出式とし算出回路α
υに設定する。

ｒｍ　＝　ｒ　−Ｒ（ｒｓ）−Ωｓ　−、ｒａ　（ｒｓ
）＝Ｔ−ｒｓ　−Ｒ（ｒｓ）　・Ωｓ　−ｒｏ　（ｒｓ
）　　　−（５）式まだ、（５）式から発生制動トルク
τｍを算出するには、テープ（３）の走行によって時々
刻々変化するテープ半径ｒＳを測定して求める必要があ
る。

（９）の検出情報を（６）式に代入してテープ半径ｒｓ
を周期的にくり返し算出する。

いま、ハブ（１）　、　（２）の半径ｒＯおよびテープ
（３）の厚みｄ、全長ｌが既知であるとすれば、検出回
路（８）。

（９）の検出情報、すなわち検出された巻取リール。

供給リールの回転角速度Ω１，１Ｓにもとづき、テープ
半径ｒｓはつぎの（６）式から求まる。

なお、（６）式が成立する理由は、両リールのテープ巻
回面積の和が常に一定になり、かつ、供給リールのテー
プ送給速度と巻取リールのテープ巻取速度とが常に等し
くなることから証明てれる。

すなわち、供給リールのテープ半径がｒｓのときに巻取
リールのテープ半径がｒｔになったとすると、つぎの（
７）　、　（８）式が常に成立する。

／−ｃＨ−２・π・ｒｏ２＝＝７ｒ；ｒＳ２−１＝ｙｒ
ｒｔ２　　　　　　°＝　（７）式ｒｓ・ΩＳ　＝　ｒ
ｔ・Ωｔ　　　　・・（８）式そして、たとえば（８）
式から求まるｒｔを（７）式に代入し、（７）式からｒ
ｔを消去することにより、（６）式が求まり、（６）式
の成立が証明きれる。

そして、サーチ再生時などのテープ（３）の高速走行時
は、駆動回路α４により、巻取リールが回転角速度Ωｔ
で定速回転するようにモータ（４）が駆動きれ、モータ
（４）の回転により、テープ（３）が巻取り−ル′に巻
取られて速度Ｖで高速走行し、このとき、テープ（３）
の走行にもとづき、供給リールが角速度ΩＳで回転して
モータ（５）が回転する。

をらに、モータ（４）　、　（５）の回転がヘッド（６
）　、　（７）それぞれで検出されるとともに、ヘッド
（６）　、　（７）の検出パルスにもとづき、検出回路
（８）　、　（９）により、回転角速度Ωｔ、ΩＳが一
定周期でくり返し検出される。

そして、検出回路（８）　、　（９）の回転角速度Ωｔ
、ΩＳの検出情報が算出回路αＱに入力てれる。

ところで、算出回路００には、サーチ再生の開始時など
に、ハブ（１）　、　（２）の半径ｒｏおよびテープ（
３）の厚みｄ、全長ｌの指定データがシステム制御部な
どから入力される。

そして、算出回路００は、検出回路（８）　、　（９）
の回転角速度Ωｔ、ΩＳの検出情報が入力をれる毎に、
回転角速度Ωｔ、ΩＳの関数からなるテープ半径ｒｓの
算出式、すなわち設定てれた（６）式のテープ半径算出
式に入力された回転角速度Ωｔ、ΩＳを代入し、テープ
半径ｒｓを算出して算出結果データを算出回路０］）に
出力する。

さらに、算出回路（１１）には、テープ半径ｒｓの算出
結果データと検出回路（９）の回転角速度ΩＳの検出情
報とが入力てれ、テープ半径ｒｓの算出結果データが入
力される毎に、発生制動トルクτｍの算出式。

すなわち設定された（５）式の制動トルク算出式に入力
されたテープ半径ｒｓ　、回転角速度ΩＳを代入し、発
生制動トルクτｍを算出して算出結果データを駆動回路
α免に出力する。

ところで、テープ半径の増加関数で与えられる（５）式
の几（ｒｓ）　、　τｏ（ｒｓ）は、正確な関数形が、
実験などにもとづいて予め導出されるとともに、導出さ
れた関数形で算出回路０υに設定てれている。

しだがって、算出回路（１１）によって算出される発生
制動トルクτｍは、フランジレスのＲ−Ｄ　Ａ　Ｔカセ
ットに対して、テープ半径ｒｓにもとづくロストルクの
変動を考慮した高精度の発生制動トルクτｍになる。

そして、算出回路ｏ］）の算出結果データが入力される
駆動回路（埒により、モータ（５）の逆転駆動電流が、
入力式れだ発生制動トルクτｍに比例して可変され、こ
のとき、供給リールの回転方向と逆方向の駆動電流でモ
ータ（５）が駆動され、供給リールの回転方向と逆方向
の算出された発生制動トルクτｍがモータ（２）に発生
する。

したがって、テープ（３）のテープテンションが高精度
に目標値Ｔに引込まれて規定範囲内に制御され、テープ
テンションの良好な制御が行なえる。

ソノため、テープ（３）の走行が安定化し、サーチ再生
時などには、テープ（３）の録再用の回転ヘッドへの当
りが安定化してテープ（３）のデータ読取りが高精度に
行なえる。

なお、前記実施例では、回転角速度ΩＳ、Ωｔを検出情
報としたが、回転角速度ΩＳ、ΩＬがら換算される周期
長を検出情報としてもよい。

まだ、前記実施例では（６）式からテープ半径ｒｓを算
出したが、たとえば前記特願昭６１−１４５５０７号。

特願昭６１−１７０６１２号の出願の明細書および図面
に記載されているように、キャプスクン制御によってテ
ープが規定速度で走行する標準再生時などのテープ速度
および両リールの回転角速度を、ハブ（１）　、　（２
）の半径ｒＯおよびテープ（３）ノ厚みｄ、全長１など
の代わりに用いたテープ半径算出式から算出してもよい
。

さらに、前記実施例では耽−ＤＡＴのテープ駆動装置に
適用し、モータ（５）を供給リールの回転方向と逆方向
に駆動制御しだが、ロストルク７１が大きい場合などに
は、モータ（５）を供給リールの回転方向に駆動制御す
ればよいのは勿論である。

そして、テープカセットの種類、テープテンションの太
き式などにもとづき、（４）式、（５）式中のＲ（ｒｓ
）　、τｏ（ｒｓ）を簡単な増加関数で近似してもよく
、とくに、Ｒ（ｒｓ）　、τｏ（ｒｓ）のいずれか一方
が非常に小さい場合には、小をい方を省略してもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明のテープ駆動装置によると、ロ
ストルクが供給リールのテープ半径の関数として与えら
れた制動トルク算出式により、供給リールの発生制動ト
ルクを算出し、テープテンションを制御したことにより
、凡−ＤＡＴカセットなどのフランジレンのテープカセ
ットをダイレクト・ドライブ式駆動する際に、テープテ
ンションを良好に制御し、テープ走行の安定化などを図
ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のテープ駆動装置の１実施例のブロッ
ク図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）供給リール、巻取リールそれぞれの駆動用の供給
   側モータ、巻取側モータを備え、前記巻取側モータの駆
   動によつてテープが走行する際に、テープテンションの
   変動に応じて前記供給側モータを駆動制御し、前記供給
   側モータの発生制動トルクを可変してテープテンション
   を規定範囲内に制御するテープ駆動装置において、 前記両リールそれぞれの回転を検出し、前記両リールそ
   れぞれの回転速度または周期の検出情報を出力する回転
   検出手段と、 前記両リールの回転速度または周期の関数からなる前記
   供給リールのテープ半径算出式が設定され、前記検出情
   報を前記テープ半径算出式に代入して前記テープ半径を
   くり返し算出する供給側テープ半径算出手段と、 前記供給側モータの制動トルク算出式として前記テープ
   半径に依存して変化する規定テープテンション用の必要
   制動トルクから摩擦などによつて生じるロストルクを減
   算する式が設定されるとともに前記ロストルクが少なく
   とも前記テープ半径の関数で与えられ、前記テープ半径
   の算出結果を前記制動トルク算出式に代入して前記発生
   制動トルクをくり返し算出する制御トルク算出手段と、
   前記発生制動トルクの算出結果に応じて前記供給側モー
   タを駆動制御し、前記発生制動トルクを制御する制動ト
   ルク制御手段と を備えたことを特徴とするテープ駆動装置。