JPH07210941A - リール間テープ張力制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】供給側または巻き取り側の張力制御系に、張力
誤差の大きさに応じてゲインを可変とする非線形要素４
４を設け、張力誤差が大きい場合により強く張力制御が
働くようにした。 【効果】早送り，巻き戻しなどのテープが高速で走行す
る場合にも、巻き取り張力をある範囲内に制御でき、テ
ープの損傷を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気テープに信号を記
録し再生するための磁気記録再生装置に係り、特に、早
送り，巻き戻しなどのテープを高速に走行させる場合の
テープ張力の制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】業務用のＶＴＲでは、編集作業などを考
慮して、低速から高速までの広い範囲で任意のテープ速
度を選択できるようになっている。また、テープ張力を
高精度で制御できるように供給リール側に張力センサが
設けられている。さらに、過渡時の張力変動を低減する
ために、巻き取りリール側にも張力センサを設けている
ものがある。

【０００３】図２はそのようなＶＴＲのテープ走行系の
一例を示す説明図である。１は回転ドラム、２はカセッ
ト、３は供給リール、４は巻き取りリール、５は磁気テ
ープである。磁気テープ５は図のように、供給リール３
から引き出されて回転ドラム１に巻き付き、巻き取りリ
ール４に巻き取られる。テープ走行路中には、テープ走
行を規制するためのガイドポスト６〜１６が設けられて
いる。そして、巻き取りリール側には、テープ駆動用の
キャプスタン１７とピンチローラ１８が設けられてい
る。

【０００４】供給側のガイドポスト６と７との間には、
張力を検出するためのテンションピン１９が設けられて
いる。テンションピン１９は、支点２２を中心として回
転するテンションアーム２０の先端部に設けられてお
り、テンションアーム２０はばね１９で支持されてい
る。テンションアーム２０にはアームの回転角度を検出
するポテンショメータ２３（図示せず）が設けられてい
る。テープ張力の大きさに応じて、テンションアーム２
０が回転するので、テープ張力に比例した出力がポテン
ショメータ２３より得られる。

【０００５】巻き取り側のガイドポスト１５と１６との
間にも、テンションピン２４が設けられている。これ
は、供給側のテンションピン１９と同様であるので、そ
の説明は省略するが、２５はテンションアーム、２６は
バネ、２７は支点、２８はポテンショメータ（図示せ
ず）である。

【０００６】テープの駆動方法には、テープ５をキャプ
スタン１７とピンチローラ１８の間に挟んで送るキャプ
スタン駆動と、供給リール３と巻き取りリール４の間で
直接テープを送るリール駆動の二つの方法がある。記録
再生など低速で精度良くテープを送る場合には、ピンチ
ローラ１８をオン（圧着）したキャプスタン駆動を用い
る。早送り，巻き戻しなど高速でテープを送る場合に
は、ピンチローラをオフしたリール駆動が用いられる。

【０００７】キャプスタン駆動時には、キャプスタンモ
ータの回転速度を一定に制御することによってテープ速
度を制御する。テープ張力は、テンションアームの回転
角度をフィードバックしてリールモータを制御すること
によって、テープ速度に関係なく任意の値に制御され
る。キャプスタン駆動の場合には、キャプスタンによっ
て供給側と巻き取り側が分離されるので、供給側，巻き
取り側独立にテープ張力を制御できることになる。

【０００８】リール駆動時は、供給リールモータと巻き
取りリールモータによりテープ速度とテープ張力を制御
する。テープが供給リールから巻き取りリールに移送さ
れる早送りの場合について説明する。テープ速度を検出
し、巻き取りリールにフィードバックすることにより、
テープ速度が目標の速度になるように巻き取りリールモ
ータを制御する。テープ張力は、キャプスタン駆動時と
同様、それぞれのテンションピン位置をそれぞれのリー
ルモータにフィードバックして制御する。

【０００９】ただしリール駆動時は、供給側の張力と巻
き取り側の張力はその間の走行負荷によって関連づけら
れている。つまり、供給側と巻き取り側の張力を独立に
制御することはできない。このために、供給側と巻き取
り側の張力の目標値が適切でない場合には、テープ速
度，テープ張力の誤差が大きく、走行が不安定となる問
題があった。

【００１０】これらの問題を解決する従来の方法とし
て、特開平5−128651 号公報に示されているように、ピ
ンチオフ状態でのテープ走行時には、巻き取り側の張力
制御系を不動作にするという方法がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述の従来
方法では、テープの種類，使用環境などによりテープ走
行摩擦が変化した場合には、巻き取り側張力が大きく変
化し、最悪の場合にはテープに損傷を与えるという問題
がある。

【００１２】本発明の目的は、走行摩擦が変化した場合
にも巻き取り側の張力を安定にして、テープの損傷を防
止することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、巻き取り側張
力の誤差に応じて巻き取り側の張力制御系のゲインを可
変とするゲイン可変手段を設けたので、巻き取り側張力
をある範囲内に制御することができる。

【００１４】

【作用】この構成では、ゲイン可変手段により、張力誤
差の大きい場合に巻き取り側の張力制御系がより強く動
作するので、巻き取り側張力をある範囲内に制御するこ
とができ、テープの損傷を防止することができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。図１は、本発明の一実施例の構成を示すブロック
図である。図１では、図２のテープ走行系を簡略化して
ガイドポスト，固定ヘッド等を省略して示してある。Ｖ
ＴＲの操作パネル４８より、早送りの指令が送られてき
たとする。システムコントローラ４９では、その操作指
令に従い、あらかじめ決められていたテープ速度目標値
と供給側張力目標値および巻き取り側張力目標値を発生
する。各目標値は、電圧変換手段４５，４６，４７で対
応する電圧に変換されて各サーボ回路に入力される。

【００１６】テープが供給リールから巻き取りリールに
送られる早送りの場合には、巻き取り側でテープの速度
制御と巻き取り側のテープ張力制御、供給側で供給側の
テープ張力制御を行う。

【００１７】テープ張力は、主に供給側で制御される。
供給側のテンションアーム２０の軸に取り付けられたポ
テンショメータ２３の出力から供給側のテープ張力を検
出する。検出した張力と目標張力を比較し、その誤差信
号を補償器３６を介してアンプ３５に入力する。アンプ
３５で増幅したあとモータドライバ３４で供給側リール
モータを駆動し、供給リール３が回転する。その結果、
テンションアームの回転角、すなわち、テンションピン
の位置が目標張力に対応する一定の位置に制御され供給
側のテープ張力が制御されることになる。ここで、補償
器３６は供給側のテープ張力制御系の安定化を図り、制
御特性を調整するためのもので、通常位相遅れ進み要素
などが用いられる。

【００１８】図１ではテープ速度の検出のために、テー
プの走行に従って回転する速度検出用ローラ３２を設け
ている。ローラ３２の軸に取り付けたエンコーダからロ
ーラの回転数の整数倍の周波数信号が発生する。この周
波数信号をＦ／Ｖ変換（周波数／電圧変換）手段４２に
入力することにより、テープ速度に比例した電圧を得る
ことができる。検出したテープ速度と目標速度を比較
し、その誤差信号を補償器４３を通して巻き取り側のア
ンプ３９に入力する。アンプ３９で増幅した後、モータ
ドライバ３８に入力され巻き取り側リールモータ３７が
回転し巻き取りリール４が駆動される。ここで、補償器
４３はテープ速度制御系の安定化を図り、制御特性を調
整するためのもので、通常位相遅れ進み要素などが用い
られる。

【００１９】巻き取り側では速度制御と同時に張力制御
も行う。巻き取り側での張力制御は供給側と同様である
が、張力誤差が非線形要素４４を通して補償器４０に入
力されている点が異なる。巻き取り側のテンションアー
ム２５の軸に取り付けられたポテンショメータ２８の出
力から巻き取り側のテープ張力を検出する。検出した張
力と目標張力を比較し、その誤差信号を非線形要素４４
を介して補償器４０に入力する。速度制御系の補償器４
３の出力と張力制御系の補償器４０の出力が加算されて
アンプ３９に入力される。アンプ３９の出力がモータド
ライバに入力され、巻き取りリールモータが駆動され
る。ここで非線形要素４４のゲイン特性を図４に示す。
この非線形要素は、入力が所定値内ではゲインが０であ
り、入力が所定値を越えると一定のゲイン（ゲイン１）
を持つものである。図５に、図４に示したゲイン特性を
持つ非線形要素の入出力特性を示す。張力誤差が一定範
囲内では誤差を０とし、範囲外では誤差がそのまま出力
される。

【００２０】早送り，巻き戻しなどのリール駆動時は、
巻き取り側張力と供給側張力はその間の走行摩擦が変化
すればその関係も変化することになる。従って、巻き取
り側の張力目標値は供給側張力目標値にテンションピン
１９と２４の間の平均的な走行摩擦を加算した値を用い
ている。

【００２１】図１の制御系において、平均的な走行摩擦
をもつテープを走行させた場合について説明する。この
場合には、供給側のテープ張力が目標値に制御されてお
り、巻き取り側の張力もほぼ目標値となるので張力誤差
はわずかである。張力誤差が所定値（ＴＨＬ）よりも小
さいので、非線形要素４０のゲインは０であり、巻き取
り側の張力制御が働かない。従って、供給リールにより
テープ張力が制御され、巻き取りリールによりテープ速
度が制御され、テープ張力，テープ速度とも目標値通り
安定にテープが走行することになる。

【００２２】テープ走行摩擦が大きくなると巻き取り側
張力は、目標張力よりも大きくなり、張力誤差が発生す
る。この張力誤差の大きさが所定値（ＴＨＬ）を越える
と、非線形要素４０のゲインが１となり張力制御系が働
くようになる。この場合には、巻き取り側では張力制御
によりリールにブレーキがかかることになるので、テー
プ速度は目標値よりも低下する。この状態は、張力誤差
と速度誤差がつりあっている状態であり、安定にテープ
は走行し、テープ張力が過大になることはない。特に、
テープがドラムなどに貼りついた場合でも、張力がある
程度上昇した時点で、張力誤差が発生し巻き取り側リー
ルモータの駆動力が制限されるので、テープを切断する
ような状態を防止できる。

【００２３】逆にテープ走行抵抗が小さくなった場合に
は、テープ速度は目標値よりも増加し、巻き取り側張力
は目標値よりも低下することになる。

【００２４】以上、早送りの場合について説明したが、
巻き戻しの場合には供給側と巻き取り側の関係が逆にな
るだけであり、同様に動作する。

【００２５】本実施例によれば、テープ走行摩擦が所定
値内であれば、テープは目標のテープ速度で走行し、テ
ープ走行摩擦が大きく変化した場合にはテープ張力の制
御を優先するように動作して、テープ張力の異常を防止
することができる。

【００２６】図５は、図３とは別の特性をもつ非線形要
素のゲイン特性図である。この場合には、テープ張力が
過大になった時、つまり張力誤差が＋ＴＨＬを越えた場
合のみゲインが１となり張力制御系が働くようになる。
図６は、図５のゲイン特性を持つ非線形要素の入出力特
性である。

【００２７】図７，図８は、図３のスレッショルドレベ
ル（ＴＨＬ）でのゲインの変化をゆるやかにするような
特性としたものであり、図３に示した特性のものと同様
の効果を示している。

【００２８】本実施例では、テープ速度の検出用ローラ
３２を用いた例について説明したが、供給リール３およ
び巻き取りリール４の回転を各リールモータの軸に設け
たエンコーダから検出し、演算によってテープ速度を検
出する方法を用いても良い。

【００２９】次に、図９を用いて、本発明の別の一実施
例を説明する。本実施例は、巻き取り側の張力を供給側
リールで制御するようにしたものであり、供給側張力と
巻き取り側張力の両方が供給側リールにフィードバック
されている。テープ速度の制御は、前述の実施例と同
様、テープ巻き取り側リールで行われる。

【００３０】供給側リールでは、テープの張力制御を行
う。供給側張力検出値と供給側張力目標値との誤差信号
は非線形要素４４に入力される。非線形要素４４のゲイ
ン特性は、図３に示してあるものと同様である。非線形
要素４４の出力と巻き取り側の張力誤差信号とを加算し
て供給側張力制御系の補償器３６のアンプに入力する。
補償器３６の出力がアンプ３５で増幅されてモータドラ
イバ３４に入力され、供給側リールモータが駆動され
る。

【００３１】巻き取り側リールでは、テープ速度の制御
のみが行われる。テープ速度誤差に応じて、巻き取り側
リールの駆動力が調整される。

【００３２】テープ走行摩擦が所定値の範囲であれば、
テープ速度と巻き取り側張力が制御されてテープが走行
する。このとき、供給側張力誤差は所定範囲内であり、
供給側張力ゲインは０となり、供給側張力制御系は動作
しない。テープ走行摩擦が大きい場合には、供給側張力
が低下して供給側張力誤差が発生し、供給側張力誤差が
加算されるようになる。この結果、供給側張力が必要以
上に低下することを防止できる。この場合には、巻き取
り側張力はその分目標値よりも高くなる。逆に、テープ
走行摩擦が小さい場合には、供給側の張力が高くなり、
供給側張力誤差が大きくなる。この誤差信号が供給側に
加算されて、必要以上に高くなるのを防止する。この場
合には、巻き取り側張力は目標値よりも低くなる。

【００３３】本実施例によれば、テープ速度と巻き取り
側張力を安定としてテープを走行させることができる。
また、テープ走行摩擦が大きく変化した場合には、巻き
取り側張力を調整して、テープ張力の異常を防止でき
る。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、張力誤差の大きさに応
じてゲインを可変とする非線形要素を設けたので、テー
プ走行摩擦が変化し場合にも、巻き取り側張力をある範
囲内に制御することができ、テープの損傷を防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図。

【図２】ＶＴＲのテープ走行系の一例の説明図。

【図３】非線形要素のゲインの特性図。

【図４】非線形要素の入出力の特性図。

【図５】非線形要素のゲインの特性図。

【図６】非線形要素の入出力の特性図。

【図７】非線形要素のゲインの特性図。

【図８】非線形要素のゲインの特性図。

【図９】本発明の他の実施例の構成を示すブロック図。

【符号の説明】

１…回転ドラム、２…カセット、３…供給リール、４…
巻き取りリール、５…磁気テープ、１７…キャプスタ
ン、１８…ピンチローラ、２０…供給側テンションアー
ム、２５…巻き取り側テンションアーム、３２…速度検
出用ローラ、４４…非線形要素、４９…システムコント
ローラ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 真介 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】供給リールと巻き取りリール間に供給側と
   巻き取り側の二つの張力センサを配し、前記二つのリー
   ルを制御して、テープ張力及びテープ速度を所定値に維
   持しつつ前記供給リールと前記巻き取りリール間でテー
   プを移送するリール間テープ移送制御方法において、 供給側または巻き取り側の前記張力センサとそれに対応
   する張力目標値との張力誤差信号を、張力誤差の大きさ
   に応じてゲインを可変とする非線形要素に入力し、その
   出力信号に基づいて供給リールまたは巻き取りリールを
   制御するようにしたことを特徴とするリール間テープ張
   力制御方法。
2. 【請求項２】供給リールと巻き取りリール間に供給側と
   巻き取り側の二つの張力センサを配し、前記二つのリー
   ルを制御して、テープ張力及びテープ速度を所定値に維
   持しつつ前記供給リールと前記巻き取りリール間でテー
   プを移送するリール間テープ移送制御方法において、 供給側張力センサと供給側張力目標値との張力誤差信号
   と、巻き取り側張力センサと巻き取り側張力目標値との
   張力誤差信号との、二つの張力誤差信号を加算した信号
   に基づき供給リールまたは巻き取りリールを制御するよ
   うにしたことを特徴とするリール間テープ張力制御方
   法。
3. 【請求項３】請求項２において、前記供給側張力誤差信
   号または前記巻き取り側張力誤差信号のいずれか一方の
   誤差信号を、誤差信号の大きさに応じてゲインが可変と
   なる非線形要素に入力し、その非線形要素の出力信号と
   他方の誤差信号を加算した信号に基づき供給リールまた
   は巻き取りリールを制御するようにしたリール間テープ
   張力制御方法。