JPS59213052A - リ−ル駆動制御装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本楯明はテープ移送装置に係り、特にリールからリール
へ直接テープを移送する装置において、リール上に巻か
れたテープを精度よく高速に送るために好適なリール駆
動制御装置に関する。

〔発明の背景〕

一般にリール上に巻かれたテープを一方のＩＪ−ルから
他方のリールへ移送する際両リール間に配置した磁気っ
ラドで、テープ上に信号の記録および再生を行なうテー
プ移送装置において、最適なリール駆動制御を行なう場
合には、まずリール上に巻かれたテープ量の計数を行な
う。続いて１．計数結果を用いて、リールを駆動するモ
ータに流す最適なモータ電流の導出を行なっている。

この制御技術における問題点は以下に示す２点に要約す
ることができる。

（問題点１） モータに流す最適電流は、リール上に巻かれたテープ量
はもちろんのこと、リールそのものの慣性負荷、モータ
の電機子慣性、同トルり定数など構成要素の定数と密接
な関係があり、これらの定数は実際の装置においては製
造上の公差あるいは使用温度などにより値が変動する。

このような構成要素のパラメータ変動は、本制御技術に
おいてはモータ電流を最適な状態にすることができない
ため、その結果、テープ移送時の目標仕様を満たすこと
ができない欠点がある。

（問題点２） 問題点１に関係するが、リール上のテープ量を計数する
際、この場合必要なテープ慣性を直接計数することがで
きないこともあり、本制御技術ではリールの最外周半径
を計数して代用している。

従って使用するテープの材質あるいはテープ厚さが変わ
ると、正確なテープ慣性を導出することができなくなる
欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、両リール間に装置した磁気ヘッドで、
テープ上に信号の記録および再生を行なうために必要な
テープ移送装置において、制御対象の定数変化に対して
も常に所定の動作を行なうことができるリール駆動制御
装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

上記目的全達成する上で、制御上の技術諌題を整理する
と、テープを所定の積度で移送するために最適なモータ
電流を導出する技術が必要になる。

このモータ電ａｔ４出する際、リール上のテープ量の変
化のみでなく、制御系を構成する要素の定゛数変化まで
含めて行なえば、モータ電流はより最適な値に近づくこ
とになる。本発明はこのような考えに基づいて最適なモ
ータ電流の導出を行なうものである。

ところが実際の場合、例えばモータ定数の製造公差ばら
つきのように、計数のために専用の装置を必要とする場
合が少くない。これに対し、本発明は、個々の構成要素
の定数変化などをその都度Ｈ１゛数しでモータ電流を導
出する方式ではなく、逆に、これら個々の構成要素の定
数が変化しても、テープ送シ精度のような制御性能が影
響を受けないような制御装置を提供するものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図から第７図によって説明
する。第１図は全体構成を示す図である。

磁気テープ１は供給リール２から供給されておよび巻取
リール３に巻取られ、この移送中両リール間に位置する
磁気ヘッド４のところを通過するように構成されてい゛
る。この通過する際に、テープ１上に１言号の記録ある
いは再生を行なう。

磁気ヘッド４と同様に供給リール２および巻取リール３
間に配置されているテープタコメータ５は、磁気テープ
１が通過する際のテープ速度の検出をする。テープタコ
メータ５の構成は、回転自在に設置されたアイドラロー
ラ（図示せず）とエンコーダ（図示せず）とからなる。

エンコーダの代シにタコジェネレータを用いてもよい。

速度検出諸６は、テープタコメータ５で検出した信号７
をテープ速度を示す電圧信号８とに裳換するための装置
である。磁気テープ１の送りは供給リール２をモータ軸
９で直結したモータｌＯおよび巻取リール３をモータ軸
１１で直結したモータ１２ｆ。

回転して行なう。これらモータｌＯおよび１２を制御ブ
る１８号は、制御器１３および１４でそれぞれ発生する
。電力増幅器１５および１６は、上記各々のモータ制御
信号を受けて、モータ１ｏ及び１２を駆動するための電
力増幅作用を行なう装置である。

ここで、制御器１３は、磁気テープＪを所定の速度で送
るために、テープタコメータ５よシ検出したテープ速度
信号８を参照する。またモータ電流に基づく信号１７は
、リール駆動制御系を安定化する目的で参照される。制
御器１４も同様の目的でテープ速度信号８とモータを流
に基づく信号１８を参照する。

テープ速度信号８の検出方法は、特に本発明の特徴とす
るところではなく、その手段はいがなる方式をとっても
よい。

次に、磁気テープ１を所定の速度に制御するための、制
御装置の構成について説明する。ここで説明を分りやす
くするために、巻取リール３の駆動制御系を例にとって
説明し、供給リール２の駆動制御系の説明は巻取リール
３側と本質的に同じであるから省略する。第１図におい
て、磁気テープｌを巻いた状態の巻取リール３、テープ
タコメータ５及び巻取リール３を駆動するモータ１２を
含むテープ送シ機構部を総称して制御対象１９と呼ぶこ
とにする。テープ送り機構部の制御量はこの場合テープ
速度である。第１図で巻取リール駆動制御系に関する部
分のみ取り出して、ブロック図で表示すると第２図のよ
うに示すことができる。

第２図では、ブロック図表示を明確にするために、制御
器１４の内部の構成要素まで含めている。すなわち、制
御器１４は速度の目標信号２１を発生する目標信号発生
器２０、速度の目標信号２１と実際のテープ速度信号８
とを比較し偏−差信号を発生する第１の偏差検出器２２
、積分増幅器２３、および速度制御器２４からなる。こ
の速度制御器２４は第３図に示すように、積分増幅器２
３からの信号２５とテープ速度信号８を、モータ電流に
基づく信号１８を参罷しながら比較する、第２の偏差検
出器２６と３つの増幅器２７．２８および２９とからな
る。また、この速度制御器２４は、電力増幅器１６と制
御対象１９とから速度の閉ループ制御系３０を構成する
。そして、速度制御器２４に入力する３つの信号８，１
８および２５の内、積分増幅器２３の出力信号２５はこ
の速度の閉ループ制御系３０への目標信号となる。

次に磁気テープ１を所定の速度に制御するための動作に
ついて説明する。まず第１図において、このようなリー
ル駆動制御系の磁気テープ１を所定の速度に制御する場
合に考慮しなくてはならない問題点について説明する。

それは、磁気テープ１の移動に伴なって、巻取リール３
および供給リール２上に巻かれるテープ量が変化するこ
とである。このリール上のテープ量の変化は、モータ１
０および１２を制御する上で大きな影響を与える。例え
ば磁気テープ速度はリール最外周速度に相当するため、
リール半径が変化すると、モータ１０および１２゛の角
速度をリール半径に応じて調整する必要が新たに生じる
。さらに、リール上のテープ量変化はモータ１０および
１２の負荷変化を生じ、磁気テープ１を起動する加速度
に影響を与える。

つづいて、本発明の特徴であるところの制御性能がリー
ル上に巻かれたテープ量変化の影＃を受けにくい点につ
いて説明する。第２図において述べた制御対象１９（磁
気テープ１を巻いた状態の巻取り−ル３、テープタコメ
ータ５、および巻取リール３を駆動するモータ１２を含
むテープ送シ機構部）の周波数応答特性を測定して、そ
のゲイン特性をボード線図上に示したのが第４図である
。

特性３１はリール上に巻刀１れたテープ量が多く、モー
タ負荷が大きい状態であシ、特性３２は反対にモータ負
荷が小さい状態を示す。次に第５図において実線で示す
特性３３及び３４は制御対象１９を含む速度閉ループ制
御系３０について第４図と同様に周波数応答特性を測定
しボード線図上に示したものである。第５図において、
ω３３は特性３３の帯域幅、ω３４は特性３４の帯域幅
であり、モータ負荷の小さい状態の特性３４の方が特性
３３に比べて帯域幅が広い様子がわかる。この帯域幅は
速度制御器２４を調節することで、自由に設計すること
ができる。この帯域幅は、閉ループサーボ系において、
入力信号に対し艮好′な応答ができる周波数範囲を示す
値であるから、例えば特性３３が、モータ負荷が最大に
なる場合と仮定し、特性３４が、モータ負荷が最小にな
る場合とすれば、この速度閉ループ制御系３０の帯域幅
はω３３〜ω３４にかけて変化するが、ω３３に至るま
での周波数範囲においては入力信号に対して艮好な応答
が期待できる。ω３３を越す周波数域においては、その
時のモータ負荷の状態により応答が変化することがわか
る。このように、モータ負荷の影響が現われない周波数
域を現われる周波数域とにω３３を境に区別することが
できる。

第５図において破線で示す特性３５は巻取り一ル駆動制
御系で目標とする周波数応答特性を、示すもの（系の閉
ループゲイン特性）とする。本発明においては、特性３
５を、第２図の積分増幅器２３にて具現化する点に特徴
がある。第２図に示す実施例の構成によれば、巻取リー
ル駆動制御系は積分増幅器２３と速度閉ループ制御系３
０とからなるので、その開ループゲイン特性は、ボード
線図上に表現すれば第５図の実線で示す特性３３゜３４
と破線で示す特性３５を加算したものにな、り第６図の
ようになる。第６図で明らかなことは、周波数ω３３に
至るまでの周波数域におい′ては、設計値とおシの艮好
な応答が得られることである。

モータ負荷の変化による影響は周波数０３３以上の周波
数域に限定される。第６図において、巻取リール駆動制
御系の応答性の目安は交さ周波数ω０で知ることができ
る。したがって、周波数ω３３を交さ周波数ω０に比べ
て十分高く設計することにより、制御性能がモータ負荷
変化などの影響を受けないようなリール駆動制御系を実
現することができる。

さて、これまでモータ負荷変化を例にとって説明をした
が、モータ負荷に限定するものではなく、応答特性に影
響を与えるであろう全ての構成要素の定数変化について
あてはまるものである。

第７図に示す速度制御器３６は第３図に示した速度制御
器２４に性能上の改良を力ｆえたものである。このため
、速度制御器３６には新たに積分増幅器３７および偏差
検出器３８′ｆｆ、含む２重の閉ループ系に改良されて
いる。これのねらいは、入力信号に対する応答ｄ度をよ
くすることである。制御工学にかいて、制御系がＯ型の
制御系であれば、入力信号がステップ関数の場合には定
常偏差が生じ、■型の制御系の場合には定常偏差が生じ
ないことが知られている。速度制御器３６の構成は、■
型の制御系を具現したものである。

本発明によれば、テープ上に信号の記録・再生を行なう
ために、テープを所定の速度に起動あるいは停止する際
に、リール上のテープ量の状態、モータ定数のバラツキ
、リール慣性のふぞろいなど制御対象の定数変化に対し
て、変化量を計測することなく、所定の動作（速度立上
＃）％性）を常に行なうことができる。従って特に補正
することができなかったような定数変化に対しても、有
効であるため、組立時の調、整作業などを省略できるこ
とから量産時の効果は太きい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば制御対象の定数変
化に対してもテープ送り動作を常に所定の動作に制御す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のリール駆動制御装置の一実施例を説明
する全体構成図、第２図は第１図における巻取リール駆
動制御系の一例を示すブロック図、第３図は第２図にお
ける速度制御器の一例を示すブロック図、第４図、第５
図およ−び第６図は第２図に示す制御系の動作を説明す
るための周波数応答特性を示すボード線図、第７図は第
２図における速度制御器の他の例を示すブロック図であ
る。 １・・・磁気テープ、２・・・供給リール、３・・・巻
取リール、４・・・磁気ヘッド、５・・・テープタコメ
ータ、６・・・速度検出器、ｉｏ、１２・・・モータ、
１３．１４・・・制御器、１９・・・制御対象、２０・
・・目標信号発生器、２２・・・第１の偏差検出器、２
３．３７・・・積分増幅器、２４．３６・・・速度制御
器、２６・・・第２の偏差検出器、３０・・・閉ループ
制御系、３８・・・偏差検出器。 第　４　図 ｔＬＢ 罰５図 ｔＬＢ 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、それぞれ別個のモータによって供給リール及び巻取
   リールを駆動することによって磁気テープ全供給リール
   からリール間に設けた読み書きヘッドのところを通って
   巻取リールまで移送し、この移送によって情報の読み書
   きを行なう磁気テープ装置のリール駆動制御装置におい
   て、所定の駆動信号により上記モータを駆動する手段と
   、テープ速度検出手段と、テープ速度の所定の目標速度
   からの偏差を検出する偏差検出手段と、前記速度偏差を
   積分する手段と、テープ駆動特性が所定の周波数区間に
   おいて、構成要素の定数変化に対して一定の応答特性が
   得られるようにモータ起動信号を発生する速度制御手段
   とからなることを特徴とするリール駆動制御装置。 Ｚ　速度制御手段は、速度偏差を積分する手段からの信
   号とテープ速度に基づく信号をモータ電流に基づく信号
   を参照にして比較して偏差信号を出力する偏差検出手段
   を備えたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   リール駆動制御装置。