JP2827508B2 - モータ制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、供給リールと巻取りリールとにより磁気テ
ープ等の移送をリール・トウ・リールで行う際、移送さ
れる磁気テープの速度を一定に保つよう巻取り側リール
モータの制御を行うモータ制御装置に関するものであ
る。

従来の技術 以下に従来の技術として、磁気記録再生装置（以下、
代表してVTRと称す）に用いられているモータ制御装置
について説明する。

第３図は従来のモータ制御装置のブロック図、第４図
は従来の制御方法を説明するための波形図を示すもので
ある。以下その動作と構成について説明する。

従来の速度検出方法はリール巻径変化に影響を受けな
いように、固定円周のローラをテープに圧着し、このロ
ーラがテープ速度に比例して回転することによって発生
するパルスの周波数を検出してテープ速度情報を得、こ
の速度情報が一定になるように巻取りリール駆動モータ
を制御する。このローラがタイマーローラ１であり、パ
ルスを検出する手段がパルス検出素子２である。

一般にパルス検出素子２には磁気抵抗センサ（以下、
MRセンサと称す）等がよく用いられており、第１の増幅
器３で増幅されたセンサ信号を波形整形回路４を介して
矩形波に整形し、速度比較回路７へ出力する。第４図に
おける比較パルスｄが波形整形回路４の出力波形であ
る。

基準発信器５は、速度比較を行うための基準周波数の
パルスを発生し、希望するテープ速度に応じた周波数の
パルスを出力する。第４図における基準パルスａが基準
発信器５の出力波形である。

台形波回路６では、基準発信器から供給された基準パ
ルスを基に、速度比較に必要な台形波を内部クロックで
形成する。第４図の遅延パルスｂは基準パルスａによっ
て作られ、遅延パルスｂにより位相を遅らし立ち下がり
でリセットすることで台形波ｃが作られる。

速度比較回路７は台形波回路６で作られた台形波ｃに
対し波形整形回路４で得られた比較パルスｄの立ち上が
り位置により速度差を検出する。速度比較回路７で得ら
れた速度差を速度エラー出力回路８により速度制御用信
号として出力する。

第４図に於て、速度制御用信号（速度エラー）ｅは速
度エラー出力回路８より出力された信号である。テープ
速度が目標速度で安定している時は比較パルスｄの立ち
上り部が、台形波ｃ傾斜部の中心に位置する。もしも、
目標速度に達しない場合は、比較パルスｄの立ち上がり
部が台形波ｃ傾斜部の中心より上部となり、速度制御用
信号（速度エラー）ｅは高くなりモータへのトルクをあ
げる。又、目標速度より早い場合は、比較パルスｄの立
ち上がり部が台形波ｃ傾斜部の中心より下部となり、速
度制御信号（速度エラー）ｅは低くなりモータへのトル
クを下げる。

台２の増幅器９は速度エラー出力回路８で得られた速
度制御信号をテープ速度制御系が安定するように設定さ
れたゲインを持った増幅器である。この第２の増幅器９
から出力された信号を巻取りリール制御信号として巻取
りリール駆動回路（以下、Ｔリール駆動回路と称す）10
に供給し、11の巻取りリールモータを制御する。12は巻
取り側のテープリールである。17は供給側のテープリー
ルである。18は一定速度に走行を制御されるテープであ
る。

13,14,15,16はテープ18のテンションを制御するもの
で本発明の主旨であるテープ速度制御とは直接関係しな
い。

尚、テープを逆にＴリール12からＳリール17へ移送す
る際は、第２の増幅器９から出力される速度制御信号は
Ｓリール駆動回路15に供給される。

以上のようにしてタイマーローラ１の回転周波数を一
定に制御することでテープ速度が一定に制御される。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記記載従来例の速度制御精度は、タイ
マーローラ１とパルス検出素子２により検出されるパル
スが、いかにテープ速度に一致しているかに付随する。
タイマーローラとテープの圧着には限度があり、あまり
圧着力を増やすと走行負荷となりテープダメージにつな
がる。

又、テープを高速走行されるとタイマーローラの上を
テープが滑りテープ速度に対応した正確な情報を得られ
ない。さらに、実際のテープ速度情報に対し遅い情報と
なるため制御系はより速く走らせようと制御する。よっ
て、正確なテープ速度に制御することができず、リール
モータが暴走する可能性がある。又、コンパクトなテー
プ走行系が必要となった場合、スペース確保などの問題
が生じる可能性を有している。

本発明は従来の課題を解決するもので、タイマーロー
ラを廃止し供給側及び巻取り側リールが回転することで
得られるパルスを比較信号として用いることで、高速で
の安定したテープ走行が得られるモータ制御装置を提供
することを目的とする。

課題を解決するための手段 この目的を達成するために本発明のモータ制御装置
は、巻取りリールの回転に比例した周波数のパルスを発
生する巻取りリールパルス発生手段と、 供給リールの回転に比例した周波数のパルスを発生す
る供給リールパルス発生手段と、 前記それぞれのパルス発生手段で検出されたパルスを
用いてリール巻径比を検出する巻径比検出手段と、 実際に走行させるテープの総巻径面積を得るためのテ
ープ総量検出手段と、 テープ速度制御を行うための基準パルスを発生させる
タイマーカウンタと、 前記巻径検出手段により得られた巻径比とテープ総量
検出手段により得られた総面積情報を用いて前記タイマ
ーカウンタの周波数を演算するテープ速度基準演算手段
と、 前記タイマーカウンタより発生した基準パルスが入力
する毎にカウントアップし、前記巻取り及び供給リール
パルスが入力する毎にカウントダウンするアップダウン
カウンタと、 前記アップダウンカウンタのカウント値を巻取り側リ
ールモータ駆動のエラー信号として巻取りリールモータ
を駆動する構成を有している。

作用 本発明は上記した構成により、テープ速度制御の基準
パルス周波数は、テープ総巻径情報，テープ巻径比情
報，倍速比情報とから演算によって求められ、この基準
パルスと巻取り及び供給リールパルスを入力とするアッ
プダウンカウンタの出力値を、巻取りリールモータの駆
動情報とする。このため、テープ速度が目標速度より遅
いと、目標速度に対応した基準パルスの周波数が両リー
ルパルスの和よりも大きくなり、アップダウンカウンタ
の出力値により、巻取りリールモータのトルクを増加さ
せるように動作し、逆にテープ速度が目標速度よりも速
いと、前記基準パルスの周波数が両リールパルス周波数
の和よりも小さくなり、巻取りリールモータのトルクが
減少する。

以上のようにして、タイマーローラを用いない構成
で、テープ速度が一定に保たれる。

実 施 例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明する。第１図は本発明の実施例に於けるモータ制御
装置のテープ巻取り側速度制御ブロック図を示すもので
ある。

第１図に於て、20はピンチローラ、21はキャプスタン
モータ、22はキャプスタン回転検出素子（以下、CAPFG
検出素子と称す）、３は第１の増幅器、４は第１の波形
整形回路、26はテープ総量検出手段、27は巻径検出及び
演算用手段、28は演算用データ格納手段、24Sは第３の
増幅器、25Sは第３の波形整形回路、24Tは第４の増幅
器、25Tは第４の波形整形回路、29はタイマーカウン
タ、30はアップダウンカウンタ、31はデジタル／アナロ
グ変換回路（以下、D/A変換回路と称す）、９は第２の
増幅器、10は巻取り側リールモータ駆動回路、11は巻取
り側リールモータ、23Tは巻取り側リール回転検出素子
（以下、TFG検出素子と称す）、23Sは供給側リールモー
タ回転検出素子（以下、SFG検出素子と称す）、16は供
給側リールモータ、17は供給リール、12は巻取りリー
ル、13はテープテンションセンサ、14は位相補償増幅
器、15は供給側リールモータ駆動回路、18は磁気テープ
である。

以上のように構成されたモータ制御装置について、以
下その動作を説明する。

まず、リール・トウ・リールで速度制御モードに移行
する前に、キャプスタンモータ21によりテープを定速走
行させテープ総量を演算する。キャプスタンモータ21が
所定回転するうちに、TFG検出素子23TとSFG検出素子23S
及びCAPFG検出素子22から得られたパルスを用い、テー
プ総量検出手段26でテープの総量を算出する。テープ総
量検出手段26によって得られた総量は巻初めから巻終わ
りまでのテープの総記録時間として現され、一度検出さ
れればテープがアンロードされるまで有効となる。テー
プ総量が検出されたことにより速度制御モードに移る準
備が完了する。次に、リール・トウ・リールでのテープ
速度制御モードについて説明する。

巻径検出及び演算用手段27は、TFG検出素子23TとSFG
検出素子23Sから得られたパルスを用い巻取り側リール1
2と供給側リール17との巻径比を検出する。この巻径比
に対応したタイマーカウンタ値演算用データを、演算用
データ格納手段28から取り出す。又、テープ総量検出手
段26からの得られるテープ総量時間も同様に、対応する
タイマーカウンタ値演算用データを、演算用データ格納
手段28からとりだす。この演算用データ格納手段28から
取り出されたデータの、算出方法の考え方は下記の通り
である。

カウント値Ｄは Ｄ＝C/（Χ・Ｆ） ……（２） Ｆ＝（FS＋FT） ……（３） FS:供給側リール検出パルス周波数 FT:巻取り側リール検出パルス周波数 C:タイマーカウンタのクロック周波数 Χ：倍速値 で表せる。

各リールの検出パルス周波数は FS＝Ｖ・N/（２・π・RS） ……（４） FT＝Ｖ・N/（２・π・RT） ……（５） V:基準テープ速度 RS:供給側リール半径 RT:巻取り側リール半径 N:リール１回転あたりの発生パルス数 により得られる。

前式のＦをテープの総面積Ａ及び巻取り側と供給側と
の巻径比Ｍをを用い表すよう考える。

すると次式が成り立つ。

（６），（７）式より、 Ａ＝AS（M²＋１） ……（８） と表せる。

AS＝π・RS及びAT＝π・RTで表せることから 巻取り側RTも同様に考え となり、それぞれ（４），（５）式に代入し と表せ、前式を（３）式に代入し、代入した（３）式を
（２）式に代入すると カウント値Ｄ＝Z/（Ｙ・Χ） ……（１） となる。

演算用データ格納手段28より取り出す巻径比対応のデ
ータは、次式により得られる テープ総量時間に対応するデータは、次式より得られる 演算用データ格納手段28から得られた２つのデータより
タイマーカウンタ値を、下記式より演算手段27で算出す
る。

カウント値Ｄ Ｄ＝Z/（Ｙ・Χ） ……（１） 前記式より得られた値をカウント値に用い、タイマー
カウント29より速度制御用の基準パルスを発生させる。

次に第２図のアップダウンカウンタ動作図を用いて説
明する。タイマーカウンタ29にて発生する度にアップダ
ウンカウンタ30ではカウントアップがされる。アップダ
ウンカウンタ30から出力されるカウンタ値がカウントア
ップすればするほど、モータの駆動トルクは大きくな
り、逆にカウントダウンされればされるほどモータの駆
動トルクは小さくなるように設計されている。このカウ
ント値はある一定周期毎にD/A変換回路31へ送られアナ
ログ信号に変換される。アナログ信号は第２の増幅器９
を経て速度制御信号として巻取り側リールモータ駆動回
路10へ送られ、巻取り側リールモータが制御される。第
２の増幅器９は速度制御系のゲインを調整するものであ
る。

タイマーカウンタが発生するパルス毎に、アップダウ
ンカウンタ30はカウントアップして、巻取り側リールモ
ータ11のトルクを大きくしてテープが走行始める。テー
プの走行が始まることで第２図に示すようにアップダウ
ンカウンタ30には、TFG検出素子23TとSFG検出素子23Sか
らのパルスが入力される。パルスが入力される度にアッ
プダウンカウンタ30はカウントダウンされる。このよう
に常にアップダウンを繰り返した値がカウンタ出力値と
して出され、このカウント値の応じたモータトルクを発
生させる。そして徐々にアップ値とダウン値が釣り合
い、その時点からテープ速度は安定する。

前記のような動作を繰り返す上で、タイマーカウンタ
29の値を常に現状状態に巻径差を用いて算出しているた
めに、テープ巻き初めからテープ巻き終わりまで、一定
速度に制御することができる。

以上のように本実施例によれば巻取りリールの回転に
比例した周波数のパルスを発生する巻取りリールパルス
発生手段と、供給リールの回転に比例した周波数のパル
スを発生する供給リールパルス発生手段と、パルス発生
手段で検出されたパルスを用いてリール巻径比を検出す
る巻径比検出手段と、前記巻径検出手段により得られた
巻径比とテープ総量検出手段により得られた総量情報を
用いてタイマーカウンタの周波数を演算するテープ速度
基準演算手段を、巻径比検出及び演算手段と演算用デー
タ格納手段とを設けることにより、タイマーローラを取
り除き、リール・トウ・リールで安定したテープ高速走
行ができるモータ制御装置を実現することができる。

発明の効果 以上のように本発明は巻取りリールの回転に比例した
周波数のパルスを発生する巻取りリールパルス発生手段
と、供給リールの回転に比例した周波数のパルスを発生
する供給リールパルス発生手段と、前記それぞれのパル
ス発生手段で検出されたパルスを用いてリール巻径比を
検出する巻径比検出手段と、実際に走行させるテープの
総巻径面積を得るためのテープ総量検出手段と、テープ
速度制御を行うための基準パルスを発生されるタイマー
カウンタと、前記巻径検出手段により得られた巻径比と
テープ総量検出手段により得られた総面積情報を用いて
前記タイマーカウンタの周波数を演算するテープ速度基
準演算手段と、前記タイマーカウンタより発生した基準
パルスが入力する毎にカウントアップし、前記巻取り及
び供給リールパルスが入力する毎にカウントダウンする
アップダウンカウンタとを設けることにより、タイマー
ローラの必要性がなくなり、走行系のスペース縮小化が
図れ、又、テープ速度比較信号として供給リール及び巻
取りリールから直接回転検出手段によりパルスを得るた
め、正確なテープ速度が得られ、高速走行でも安定した
速度制御ができ、安定した走行を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるモータ制御装置のブ
ロック図、第２図はアップダウンカウンタ動作図、第３
図は従来のモータ制御装置のブロック図、第４図は従来
の速度比較波形図である。 26……テープ総量検出手段、27……巻径比検出及び演算
用手段、28……演算用データ格納手段、29……タイマー
カウンタ、30……アップダウンカウンタ。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】巻取りリールの回転に比例した周波数のパ
   ルスを発生する巻取りリールパルス発生手段と、 供給リールの回転を比例した周波数のパルスを発生する
   供給リールパルス発生手段と、 前記それぞれのパルス発生手段で検出されたパルスを用
   いてリール巻径比を検出する巻径比検出手段と、 実際に走行させるテープの総巻径面積を得るためのテー
   プ総量検出手段と、 テープ速度制御を行うための基準パルスを発生させるタ
   イマーカウンタと、 前記巻径検出手段により得られた巻径比とテープ総量検
   出手段により得られた総面積情報を用いて前記タイマー
   カウンタの基準パルス周波数を演算するテープ速度基準
   演算手段と、 前記タイマーカウンタより発生した基準パルスが入力す
   る毎にカウントアップし、前記巻取り及び供給リールパ
   ルスが入力する毎にカウントダウンするアップダウンカ
   ウンタと、 前記アップダウンカウンタのカウント値を巻取り側リー
   ルモータ駆動のエラー信号として巻取りリールモータを
   駆動することを特徴とするモータ制御装置。
2. 【請求項２】請求項１記載のタイマーカウンタのカウン
   ト値は（１）式 カウント値＝Z/（Ｙ・Χ） ……（１） M:テープの巻径比 A:テープの総巻径面積 V:任意に設定された基準テープ速度 Χ：基準テープ速度に対する倍速値 C:タイマーカウンタのクロック周波数 N:リールが１回転することで発生するクロック数 の計算により得られることを特徴とするモータ制御装
   置。