以下本発明の実施の形態にかかるテ−プ走行装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であり技術的に数々の限定がなされているが、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変更が可能である。
本発明の実施の形態では図2に示す如く、テ−プ走行装置は、テ−プ走行が行われる際に巻出し側磁気テ−プを回転駆動させる「磁気テ−プ巻出し部」(2)と、外周寸法が所定の「巻出し側検定ロ−ラ」(31)を有する巻出しテ−プ繰り出し速度を検出するための「巻出し側速度検出器」(3)と、巻出し側テ−プ張力を検出する「巻出し側張力検出器」(4)とを備え、更にテ−プ走行速度基準になる「基準キャプスタンサ−ボモ−タ」(52)と、「基準キャプスタンロ−ラ」(51)との間に圧着力を持ってテ−プを挟み込む「ピンチロ−ラ」(54)と、巻取り側磁気テ−プ張力を検出する「巻取り側張力検出器」(6)と、外周寸法が所定の「巻取り側検定ロ−ラ」(71)を有する巻出しテ−プ繰り出し速度を検出するための「巻取り側速度検出器」(7)と、記録された磁気テ−プを巻き取る「磁気テ−プ巻取り部」(8)と、磁気テ−プに対して信号書込みを加える「加工部」(9)と、磁気テ−プに記録した信号を測定する「検査部」(10)とを備えて構成される。
以上のように構成されたテ−プ走行装置は、検定ロ−ラを用いて巻出し及び巻取りテ−プリ−ル径を常に計算しながら、単位時間内に「基準キャプスタン」(5)が送り出すテ−プ量と巻出し及び巻取りテ−プリ−ルから繰り出され及び巻き取られるテ−プ量が同じになるように、常に巻出し及び巻取りテ−プリ−ル回転数を制御する。さらに「巻出しテ−プリ−ルサ−ボモ−タ」(24)及び「巻取りテ−プリ−ルサ−ボモ−タ」(84)のどちらも、張力制御を行いながら速度制御も同時に行うように制御する。したがって、このように構成されたテ−プ走行装置は、テ−プ走行経路の全域で張力制御と速度制御を同時に行うことから、従来装置と比べ速度安定性及び張力安定性の度合いが高まり加工(信号書込)精度向上が可能になり、テ−プ薄物化に対する最適な加工(信号書込)環境を提供することが可能になった。
(実施例)ここで、本発明にかかるテ−プ走行装置を磁気テ−プ・信号書込工程に適用した一例について図2から図11及び図14を参照して説明する。
磁気テ−プ信号書込工程は、図2「テ−プ走行装置・機器配置図の構成」に示すように、磁気テ−プを巻き出す磁気テ−プ巻出し部(2)と、磁気テープを挟み込み送り出す基準キャプスタン(5)と、磁気テ−プに信号を書き込む加工部(信号書込)(9)と、記録された磁気テ−プ信号を連続的に再生し測定する検査部(10)と、記録された磁気テ−プを巻き取る磁気テ−プ巻取り部(8)とからなる装置によって実現される。
磁気テ−プ巻出し部(2)は、「巻出しテ−プリ−ル台」(21)上の「巻出しテ−プリ−ル」(26)の「リ−ル軸部」(27)に長尺の磁気テ−プを巻装し、下流側に磁気テ−プを定速度で繰り出し供給する。そのため、磁気テ−プの走行速度は一定であっても、巻出し始めでテ−プリ−ルに巻かれている磁気テ−プの径が大きいときは巻出しテ−プリ−ルサ−ボモ−タ(24)の回転速度は小さく、巻出し終わりでテ−プリ−ルに巻かれている磁気テ−プの径が小さくなると巻出しテ−プリ−ルサ−ボモ−タ(24)の回転速度は大きくなる。
基準キャプスタン(5)は、運転開始時は低速から高速へと加速し、運転中は一定速度となり、運転終了時は高速から低速へと減速する事前に設定された台形速度曲線に沿って安定回転駆動する基準キャプスタンサ−ボモ−タ(52)に連結された基準キャプスタンロ−ラ(51)と磁気テ−プを挟み込み一定圧力で基準キャプスタンロ−ラ(51)に押し付けるピンチロ−ラ(54)から構成され、一定速度かつ安定走行にて磁気テ−プを挟み込み送り出す。このテ−プ走行装置では、基準キャプスタンサ−ボモ−タ(52)の回転を主(基準)とし、巻出しテ−プリ−ルサ−ボモ−タ(24)の回転及び巻取りテ−プリ−ルサ−ボモ−タ(84)の回転が従になる関係を保つようにしている。
加工部(信号書込)(9)は、磁気テ−プ・走行速度安定性と張力安定性が充分に確保された環境下で、「書込ヘッド」(図示しないが含む)にて磁気テ−プに信号を書き込む。
検査部(10)は、「再生ヘッド」(図示しないが含む)にて連続的に磁気テ−プ信号を読み出して測定し、磁気テ−プに書き込まれた信号品質を検査する。
磁気テ−プ巻取り部(8)は、「巻取りテ−プリ−ル台」(81)上の「巻取りテ−プリ−ル」(86)の「リ−ル軸部」(87)に磁気テ−プが巻装されていない状態から、上流側から送られてきた磁気テ−プを一定速度で巻き取る。そのため、磁気テ−プの走行速度は一定であっても、巻取り始めの磁気テ−プ径が小さいときは巻取りテ−プリ−ルサ−ボモ−タ(84)の回転速度は大きく、巻取り終わりで磁気テ−プ径が大きくなると巻取りテ−プリ−ルサ−ボモ−タ(84)の回転速度は小さくなる。
磁気テ−プ巻出し側には図14に示すような構造の「巻出し側張力検出器」(4)が配置されている。「テ−プ張力検出ア−ム」(43)、テ−プ張力検出ア−ム先端に取り付けられた「巻出し側テ−プ回転ロ−ラ」(42)、テ−プ張力検出ア−ム先端に取り付けられた「伸縮バネ」(41)が接続されており、要求されるテ−プ張力と伸縮バネ張力が釣り合った位置を「ポテンショメ−タ」(44)の抵抗値として出力する。磁気テ−プ張力を得る為、このテ−プ走行装置では基準キャプスタンサ−ボモ−タ(52)を基準にして巻出しテ−プリ−ルサ−ボモ−タ(24)との巻出し部・周速度補正分(Vsa)だけ回転速度を遅く指示することによりテ−プ張力を得ている。所望の磁気テ−プ張力であるかどうか巻出し側張力検出器(4)にて確認し、巻出しテ−プリ−ルサ−ボモ−タ(24)の回転速度調整にて自動制御を行う。
(詳細説明−巻出し制御方法及び演算方法)磁気テ−プ巻出し側には、外周寸法が所定の巻出し側検定ロ−ラ(31)を有する巻出し側速度検出器(3)が配置されており、巻出し検定ロ−ラ(31)が1回転する間に巻出しテ−プリ−ルサ−ボモ−タ(24)がどの程度回転したかを、巻出しテ−プリ−ルサ−ボモ−タ(24)に連結されている「巻出しサ−ボモ−タエンコ−ダ」(25)から発生するパルス量(Ps)を数えて確認する。磁気テ−プリ−ルから巻き出されたテ−プ長さと巻出し側検定ロ−ラ(31)に巻き付いて送り出されたテ−プ長さが一致するものだと仮定すると、積算されたパルス量(Ps)を元に計算を行うことで、その時の「巻出しテ−プ巻回最外周直径(Ds)」を算出することが出来る。この計算は巻出し側検定ロ−ラが1回転するたびにその都度再計算が行われる。図8に磁気テ−プリ−ルと検定ロ−ラの関係説明図を示す。図中の大きな円が磁気テ−プリ−ルに巻かれた磁気テ−プの最外周を表す。図中の小さな円が検定ロ−ラの外周を表す。大きな磁気テ−プリ−ルの外周から引き出された磁気テ−プが小さな検定ロ−ラに巻回され方向を変えている様子が示されている。
図8を参照しながら、巻出し側の関係の詳細な説明を行う。
磁気テ−プリ−ルは、直結された図示しないサ−ボモ−タにより、時計回りに回転して、最外周から磁気テ−プを送り出す。検定ロ−ラは、回転自在に支持されており、磁気テ−プリ−ルの最外周から送り出された磁気テ−プが巻回され、磁気テ−プの走行に伴って反時計回りに回転する。
巻出し側検定ロ−ラ(31)の1回転に相当するサ−ボモ−タ回転角度をθs、巻出し側検定ロ−ラの1回転に相当する巻出しサ−ボモ−タエンコ−ダからのパルス発生量をPsとし、サ−ボモ−タ1回転(360度)に発生するパルス発生量をPwsとすると、PsとPwsの関係は次式で求められる。
(Ps)/(Pws)=(θs)/360 ――――――(1)
また、巻出し側検定ロ−ラの1周長さをLwsとし、現時点でのテ−プ巻回最外周直径をDsとすると、現時点でのテ−プリ−ルの周長さは、直径に円周率を乗じた(π)*Dsであるから、その比は次式で求められる。
(θs)/360=(Lws)/((π)*Ds) ――――――(2)
(1)式と(2)式より、(3)式が求められる。
(Ps)/(Pws)=(Lws)/((π)*Ds) ――――――(3)
(3)式を変形して、(4)式となり、現時点でのテ−プ巻回最外周直径が計算出来る。
Ds=((Lws)/(π))*((Pws)/(Ps)) ――――――(4)
現時点での「巻出しテ−プ巻回最外周直径(Ds)」を算出したあとに、「巻出しテ−プ巻回最外周直径(Ds)」と「基準キャプスタンロ−ラ直径(Dc)」との径比値(Ss)を算出する。
Ss=Ds(変数)/Dc(固定) ――――――(5)
更に逆比例の関係で、その時の基準キャプスタンサ−ボモ−タ(52)に対する速度指示値(υc)を径比値(Ss)で除算すると、その時に要求される巻出しテ−プリ−ルサ−ボモ−タ(24)の回転速度基準指示値(υs)を算出する事が出来る。
υs(変数)=υc(固定)/Ss ―――――――(6)
図10に磁気テ−プリ−ル、検定ロ−ラ、基準キャプスタンロ−ラ及びピンチローラの関係説明図を示す。図中の大きな円が磁気テ−プリ−ルに巻かれた磁気テ−プの最外周を表す。図中の小さな円のうち磁気テ−プリ−ルの左側上方の小さな円が巻き出し側検定ロ−ラの外周を表す。図中の小さな円のうち磁気テ−プリ−ルの右側下方の二つの小さな円が基準キャプスタンロ−ラとピンチロ−ラの外周を表す。尚、左下方に極小さな円があるが、ガイドピンであり、単純に磁気テ−プ走行方向を転換しているだけに用いている。従って、ガイドピンは計算には関与しない。磁気テ−プリ−ルは、直結された図示しないサ−ボモ−タにより、時計回りに回転して巻回されている磁気テ−プの最外周から磁気テ−プを送り出す。検定ロ−ラは、回転自在に支持されており、磁気テ−プリ−ルから送り出された磁気テ−プが巻回され、磁気テ−プの走行に伴って反時計回りに回転する。検定ロ−ラを過ぎた磁気テ−プは、ガイドピンで方向転換され基準キャプスタンロ−ラに対しピンチロ−ラによって押し付けられて挟持され、基準キャプスタンロ−ラに連結された図示しないサ−ボモ−タによって定速走行される。
磁気テ−プを安定して走行させるための条件は、「単位時間に巻出し部から送り出す量"Ls"と基準キャプスタンロ−ラで送り出す量"Lc"が一致する」事である。
Ls=Lc ――――――――(7)
ここで、
変数Ls:1秒間に巻出し部から送り出されるテ−プ長さ(単位:m)
変数Lc:1秒間に基準キャプスタンから送り出されるテ−プ長さ(単位:m)
言い換えると、「巻出し部・周速度"Vs"=基準キャプスタン・周速度"Vc"」となる。
Vs=Vc ――――――――(8)
ここで、
変数Vs: 巻出し部・周速度(単位:m/s)
変数Vc: 基準キャプスタン・周速度(単位:m/s)
本実施例で使用したサ−ボモ−タ駆動アンプの仕様より、サ−ボモ−タの回転数は速度指示値に対して正比例する。従って、巻出しテ−プリ−ルサ−ボモ−タの回転数(単位:r/min)Rsと基準キャプスタンサ−ボモ−タの回転数(単位:r/min)Rcの比は、巻出しサ−ボモ−タ駆動アンプヘの速度指示値(単位:なし) υsと基準キャプスタンサ−ボモ−タ駆動アンプヘの速度指示値(単位:なし) υcとの比と一致する。
(Rs)/(Rc)=(υs)/(υc) ――――――――(9)
1秒間に巻出し部から送り出されるテ−プ長さ(単位:m) Lsは(10)式となる。
Ls=((Rs)/60)*((π)*(Ds)) ――――――――(10)
ここで、
変数Ds:現時点での巻出しテ―プ巻回最外周直径(単位:m)
なお、現時点でのテ−プ巻回最外周直径"Ds"は(4)式で算出出来る。
1秒間に基準キャプスタンから送り出されるテ−プ長さ(単位:m)Lcは(11)式となる。
Lc=((Rc)/60)*((π)*(Dc)) ――――――――(11)
ここで、
定数Dc:キャプスタンロ−ラ直径(単位:m)
(7)式と(10)式と(11)式より、(12)式が得られる。
((Rs)/60)*((π)*(Ds))=((Rc)/60)*((π)*(Dc))――(12)
(12)式を整理すると、(13)式となる。
(Rs)/(Rc)=(Dc)/(Ds) ――――――――(13)
(9)式と(13)式より整理すると、巻出しサ−ボモ−タ駆動アンプヘの回転速度基準指示値"υs"は、(14)式で得られる。
υs=((Dc)/(Ds))*(υc) ―――――――――(14)
上記[0056]項で算出した巻出しテ−プリ−ルサ−ボモ−タ(24)の回転速度基準指示値(υs)から、上記[0025]項で要求される所望の磁気テ−プ張力に見合う巻出し部・周速度補正分(Vsa)に相当する回転速度指示値補正分(υsa)を減算し、回転速度指示値(υsb)として「巻出しサ−ボモ−タ駆動アンプ」(122)に出力する。
磁気テ−プ巻取り側には図14に示すような構造の巻取り側張力検出器(6)が配置されている。「テ−プ張力検出ア−ム」(63)、テ−プ張力検出ア−ム先端に取り付けられた「巻取り側テ−プ回転ロ−ラ」(62)、テ−プ張力検出ア−ム先端に取り付けられた「伸縮バネ」(61)が接続されており、要求されるテ−プ張力と伸縮バネ張力が釣り合った位置を「ポテンショメ−タ」(64)の抵抗値として出力する。磁気テ−プ張力を得る為、このテ−プ走行装置では基準キャプスタンサ−ボモ−タ(52)を基準にして巻取りテ−プリ−ルサ−ボモ−タ(84)との巻取り部周速度補正分(Vta)だけ回転速度を早く指示することによりテ−プ張力を得ている。所望の磁気テ−プ張力であるかどうか巻取り側張力検出器(6)にて確認し、巻取りテ−プリ−ルサ−ボモ−タ(84)の回転速度調整にて自動制御を行う。
(詳細説明−巻取り制御方法及び演算方法)磁気テ−プ巻取り側には、外周寸法が所定の巻取り側検定ロ−ラ(71)を有する巻取り側速度検出器(7)が配置されており、巻取り側検定ロ−ラが1回転する間に巻取りテ−プリ−ルサ−ボモ−タ(84)がどの程度回転したかを、巻取りテ−プリ−ルサ−ボモ−タ(84)に連結されている「巻取りサ−ボモ−タエンコ−ダ」(85)から発生するパルス量(Pt)を数えて確認する。磁気テ−プリ−ルに巻き取られたテ−プ長さと巻取り側検定ロ−ラ(71)に巻き付いて送り出されたテ−プ長さが一致するものだと仮定すると、積算されたパルス量(Pt)を元に計算を行うことで、その時の「巻取り部テ−プ巻回最外周直径(Dt)」を算出することが出来る。この計算は巻取り側検定ロ−ラが1回転するたびにその都度再計算が行われる。図9に磁気テ−プリ−ルと検定ロ−ラの関係説明図を示す。図中の大きな円が磁気テ−プリ−ルに巻かれた磁気テ−プの最外周を表す。図中の小さな円が検定ロ−ラの外周を表す。大きな磁気テ−プリ−ルの最外周に巻き取られる磁気テ−プが小さな検定ロ−ラに巻回され方向を変えている様子が示されている。
図9を参照しながら、巻取り側の関係の詳細な説明を行なう。
磁気テ−プリ−ルは、直結された図示しないサ−ボモ−タにより、時計回りに回転して、最外周へ磁気テ−プを巻き取る。検定ロ−ラは、回転自在に支持されており、磁気テ−プリ−ルの最外周へと巻き取られる磁気テ−プが巻回され、磁気テ−プの走行に伴って反時計回りに回転する。
巻取り側検定ロ−ラ(71)の1回転に相当するサ−ボモ−タ回転角度をθt、巻取り側検定ロ−ラ1回転に相当するサ−ボモ−タエンコ−ダからのパルス発生量をPtとし、サ−ボモ−タ1回転(360度)に発生するパルス発生量をPwtとすると、PtとPwtの関係は次式で求められる。
(Pt)/(Pwt)=(θt)/360 ―――――――――(15)
また、巻取り側検定ロ−ラの1周長さをLwtとし、現時点でのテ−プ巻回最外周直径をDtとすると、現時点でのテ−プリ−ルの周長さは、直径に円周率を乗じた(π)*Dtであるから、その比は次式で求められる。
(θt)/360=(Lwt)/((π)*Dt) ―――――――――(16)
(15)式と(16)式より、(17)式が求められる。
(Pt)/(Pwt)=(Lwt)/((π)*Dt) ―――――――――(17)
(17)式を変形して、(18)式となり、現時点でのテ−プ巻回最外周直径が計算出来る。
Dt=((Lwt)/(π))*((Pwt)/(Pt)) ―――――――――(18)
現時点での「巻取りテ−プ巻回最外周直径(Dt)」を算出したあとに、「巻取りテ−プ巻回最外周直径(Dt)」と「基準キャプスタンロ−ラ直径(Dc)」との径比値(St)を算出する。
St=Dt(変数)/Dc(固定) ―――――――――(19)
更に逆比例の関係で、その時の基準キャプスタンサ−ボモ−タ(52)に対する速度指示値(υc)を径比値(St)で除算すると、その時に要求される巻取りテ−プリ−ルサ−ボモ−タ(84)の回転速度基準指示値(υt)を算出する事が出来る。
υt(変数)=υc(固定)/St ―――――――――(20)
図11に磁気テ−プリ−ル、検定ロ−ラ、基準キャプスタンロ−ラ及びピンチローラの関係説明図を示す。図中の大きな円が磁気テ−プリ−ルに巻かれた磁気テ−プの最外周を表す。図中の小さな円のうち磁気テ−プリ−ルの右側上方の小さな円が巻取り検定ロ−ラの最外周を表す。図中の小さな円のうち磁気テ−プリ−ルの左側下方の二つの小さな円が基準キャプスタンロ−ラとピンチロ−ラの外周を表す。尚、右下方に極小さな円があるが、ガイドピンであり、単純に磁気テ−プ走行方向を転換しているだけに用いている。従って、ガイドピンは計算には関与しない。磁気テ−プリ−ルは、直結された図示しないサ−ボモ−タにより、時計回りに回転して巻回された磁気テ−プの最外周へと磁気テ−プを巻き取る。巻取り側検定ロ−ラは、回転自在に支持されており、磁気テ−プリ−ルへと引き込まれる磁気テ−プが巻回され、磁気テ−プの走行に伴って反時計回りに回転する。検定ロ−ラに送り込まれる磁気テ−プは、ガイドピンで方向転換され基準キャプスタンロ−ラに対しピンチロ−ラによって押し付けられて挟持され、基準キャプスタンロ−ラに連結された図示しないサ−ボモ−タによって定速走行される。
磁気テ−プを安定して走行させるための条件は、「単位時間に巻取り部へ巻き取る量"Lt"と基準キャプスタンロ−ラで送り出す量"Lc"が一致する」事である。
Lt=Lc ―――――――――(21)
ここで、
変数Lt:1秒間に巻取り部に巻き取られるテ−プ長さ(単位:m)
変数Lc:1秒間に基準キャプスタンから送り出されるテ−プ長さ(単位:m)
言い換えると、「巻取り部・周速度"Vt"=基準キャプスタン・周速度"Vc"」となる
Vt=Vc ―――――――――(22)
ここで、
変数Vt: 巻取り部・周速度(単位:m/s)
変数Vc: 基準キャプスタン・周速度(単位:m/s)
本実施例で使用したサ−ボモ−タ駆動アンプの仕様より、サ−ボモ−タの回転数は速度指示値に対して正比例する。従って、巻取りテ−プリ−ルサ−ボモ−タの回転数(単位:r/min)Rtと基準キャプスタンサ−ボモ−タの回転数(単位:r/min)Rcの比は、巻取り部モ−タ−アンプヘの速度指示値(単位:なし) υtと基準キャプスタンサ−ボモ−タ駆動アンプヘの速度指示値(単位:なし) υcとの比と一致する。
(Rt)/(Rc)=(υt)/(υc) ―――――――――(23)
1秒間に巻取り部に巻き取られるテ−プ長さ(単位:m) Ltは(24)式となる。
Lt=((Rt)/60)*((π)*(Dt)) ――――――――――(24)
ここで、
変数Dt:現時点での巻取りテ−プ巻回最外周直径(単位:m)
なお、現時点でのテ−プ巻回最外周直径"Dt"は(18)式で算出出来る。
1秒間に基準キャプスタンから送り出されるテ−プ長さ(単位:m)Lcは(25)式となる。
Lc=((Rc)/60)*((π)*(Dc)) ――――――――――(25)
ここで、
定数Dc:基準キャプスタンロ−ラ直径(単位:m)
(21)式と(24)式と(25)式より、(26)式が得られる。
((Rt)/60)*((π)*(Dt))=((Rc)/60)*((π)*(Dc))――(26)
(26)式を整理すると、(27)式となる。
(Rt)/(Rc)=(Dc)/(Dt) ――――――――――(27)
(23)式と(27)式より整理すると、巻取りサ−ボモ−タ駆動アンプヘの回転速度基準指示値"υt"は、(28)式で得られる。
υt=((Dc)/(Dt))*(υc) ―――――――――――(28)
上記[0089]項で算出した巻取りテ−プリ−ルサ−ボモ−タ(84)回転速度基準指示値(υt)から、上記[0058]項で要求される所望の磁気テ−プ張力に見合う巻取り部・周速度補正分(Vta)に相当する回転速度指示値補正分(υta)を加算し、回転速度指示値(υtb)として「巻取りサ−ボモ−タ駆動アンプ」(162)に出力する。
更に図4、図5、図6、図7を用いて、上記[0025]から[0090]までに説明した制御方法の具体的な実現手段について説明する。
図4に本発明のテ−プ走行装置・制御回路の全体ブロック図を示す。本ブロックは、巻出しテ−プリ−ルサ−ボモ−タ、基準キャプスタンサ−ボモ−タ、巻取りテ−プリ−ルサ−ボモ−タが協調して回転し、テ−プが速度安定かつ張力安定して走行するように統括制御する。本ブロックは、大きく三つの部分に分けられる。
ブロック(11)は、「巻出しサ−ボモ−タ制御・ブロック」である。巻出しテ−プリ−ルサ−ボモ−タを制御する。
ブロック(13)は、「基準キャプスタンサ−ボモ−タ制御・ブロック」である。基準キャプスタンサ−ボモ−タを制御する。また、巻出しサ−ボモ−タ制御・ブロックと巻取りサ−ボモ−タ制御・ブロックに対し制御の基準となる基準キャプスタンサ−ボモ−タ速度指示値(υc)を供給する。
ブロック(15)は、「巻取りサ−ボモ−タ制御・ブロック」である。巻取りテ−プリ−ルサ−ボモ−タを制御する。
図6により、基準キャプスタンサ−ボモ−タ制御・ブロックについて詳細に説明する。
基準キャプスタンサ−ボモ−タ制御・ブロックは、「基準キャプスタンサ−ボモ−タ速度指示値発生器」(131)、「基準キャプスタンサ−ボモ−タ駆動アンプ」(132)、「基準キャプスタンサ−ボモ−タ」(52)を有する。
基準キャプスタンサ−ボモ−タ速度指示値発生器(131)は、事前に設定されている台形速度曲線に沿うように、基準となる信号を発生する。「運転釦」(133)が押されると、停止状態から起動して、低速回転より加速して行き、高速回転に達すると一定速度の定速回転状態になる。その後、テ−プ終了位置の検知による終了制御及び「停止釦」(134)が押されたことを検知した場合の緊急停止により、高速回転から減速して行き停止状態に戻る。事前に設定する条件、運転開始からの加速及び定速走行速度は、テ−プ量により決定する。減速は検知されたものによって場合分けされる。巻出しテ−プ径が小さくなってテ−プ終了位置を検知した場合は減速して行き、テ−プの終了位置で停止するように制御する。停止釦(134)が押されたことを検知した場合はテ−プに過負荷をかけないようにしながらできるだけ速やかに停止するように制御する。これらの加速の割合及び減速の割合は、あらかじめ磁気テ−プ量、テ−プの伸び量等を考慮してプログラム中の表デ−タとしてROM化し、基準キャプスタンサ−ボモ−タ速度指示値発生器(131)に組み込むようにした。
基準キャプスタンサ−ボモ−タ駆動アンプ(132)は、基準キャプスタンサ−ボモ−タ速度指示値発生器(131)からの基準キャプスタンサ−ボモ−タ速度指示値(υc)に従って、基準キャプスタンサ−ボモ−タを駆動させる。また、基準キャプスタンサ−ボモ−タに直結しているエンコ−ダからのエンコ−ダパルスを受け、速度のフィ−ドバック制御を行い、基準キャプスタンサ−ボモ−タを安定駆動する。
基準キャプスタンサ−ボモ−タは、テ−プ走行の基準速度を決めるものである。基準キャプスタンサ−ボモ−タの回転を基準(主)として、巻出しテ−プリ−ルサ−ボモ−タ及び巻取りテ−プリ−ルサ−ボモ−タが従になる関係を保つ制御をするように装置全体を構成している。
更に、「図5巻出しサ−ボモ−タ制御・ブロック図」にて、上記[0025]項から[0057]項までの内容を詳細に説明する。
巻出しサ−ボモ−タ制御・ブロック図は、「巻出し検定ロ−ラパルス発生器」(32)と、「巻出しサ−ボモ−タ用発生パルス検定器」(111)と、「安定化用フィルタ」(112)と、「巻出し側テ−プ巻き直径・算出器」(113)と、「巻出し側テ−プ巻き径比値・算出器」(114)と、「除算器」(115)と、「加算器」(121)と、巻出しサ−ボモ−タ駆動アンプ(122)と、巻出しテ−プリ−ルサ−ボモ−タ(24)に直結した「巻出しサ−ボモ−タエンコ−ダ」(25)と、「巻出し側テ−プ張力設定器」(117)と、「巻出し側テ−プ張力検出器」(118)と、「加算器」(119)を有する。
巻出しサ−ボモ−タエンコ−ダ(25)から発生したパルスは、巻出サ−ボモ−タ駆動アンプ(122)経由で巻出しサ−ボモ−タ用発生パルス検定器(111)に入力される。同時に、巻出しテ−プリ−ル台(21)近傍に配置された巻出し検定ロ−ラパルス発生器(32)からの信号を巻出しサ−ボモ−タ用発生パルス検定器(111)に入力する。そして、巻出し検定ロ−ラが1回転するたびに1回発生するパルスを利用し、現在の巻出し検定ロ−ラパルスから次回の巻出し検定ロ−ラパルス発生までの区間に送り込まれた巻出しサ−ボモ−タエンコ−ダ(25)から発生したパルスを積算する。
巻出しサ−ボモ−タ用発生パルス検定器(111)で積算されたパルス量(数値)を安定化用フィルタ(112)に入力し、各回の検定パルス量に対して平滑化を行う。安定化用フィルタ(112)の検定パルス量(Ps)出力を巻出し側テ−プ巻き直径・算出器(113)に入力し、「図8の巻出しテ−プリ−ル直径算出関係式((4)式)」に基づいて、その時点の「巻出し側テ−プ巻回最外周直径値」(Ds)を算出する。
巻出し側テ−プ巻き径比値・算出器(114)にて、巻出し側テ−プ巻き直径・算出器(113)の出力「巻出し側テ−プ巻回最外周直径値」(Ds)と「基準キャプスタンロ−ラ直径値(既知固定値)」(Dc)との「径比値」(Ss)を算出する。
基準キャプスタンサ−ボモ−タ速度指示値発生器(131)から、現時点での「基準キャプスタンサ−ボモ−タ速度指示値(可変値)」(υc)を得て「除算器」(115)に入力する。除算器(115)において、現時点での「基準キャプスタンサ−ボモ−タ速度指示値」(υc)を「径比値」(Ss)で除算し、「巻出しサ−ボモ−タ速度基準指示値」(υs)を得る。
基準キャプスタン(5)と巻出しテ−プリ−ル(26)との間に、所望のテ−プ張力を得る為に、「巻出しサ−ボモ−タ速度指示値」(υsb)を少し小さくして微調整しなければならない。まず、「半固定抵抗器」(116)によって目標のテ−プ張力に相当する基準数値を発生する巻出し側テ−プ張力設定器(117)の出力(Es)から、現在のテ−プ張力を検出する巻出し側テ−プ張力検出器(118)の出力(Epos)の差分「巻出し側回転速度指示値補正分」(υsa)を加算器(119)で計算する。更にその出力を加算器(121)に入力し、「巻出しサ−ボモ−タ速度基準指示値」(υs)から減算し、その時点の適切な「巻出しサ−ボモ−タ速度指示値」(υsb)を得る。
「巻出しサ−ボモ−タ速度指示値」(υsb)を巻出しサ−ボモ−タ駆動アンプ(122)に入力し、巻出しテ−プリ−ルサ−ボモ−タ(24)を駆動する。
同様に、「図7巻取りサ−ボモ−タ制御・ブロック図」にて、[0058]から[0090]までの内容を説明するが、「図5巻出しサ−ボモ−タ制御・ブロック図」の説明では「基準キャプスタン(5)と巻出しテ−プリ−ル(26)との間に、所望のテ−プ張力を得る為に、「巻出しサ−ボモ−タ速度指示値」(υsb)を少し小さくして微調整しなければならない。」としていた部分が、「図7巻取りサ−ボモ−タ制御・ブロック図」の説明では「基準キャプスタン(5)と巻取りテ−プリ−ル(86)との間に、所望のテ−プ張力を得る為に、「巻取りサ−ボモ−タ速度指示値」(υtb)を少し大きくして微調整しなければならない。」とする部分「1ヵ所だけ」が異なる 。この「1カ所だけ」を除き「図5巻出しサ−ボモ−タ制御・ブロック図」と同じ制御構成になっているので、共通部分は詳細説明を省く。以下で、その「1カ所だけ異なる」部分のみ説明する。
巻取りサ−ボモ−タ制御・ブロック図は、「巻取り検定ロ−ラパルス発生器」(72)と、「巻取りサ−ボモ−タ用発生パルス検定器」(151)と、「安定化用フィルタ」(152)と、「巻取り側テ−プ巻き直径・算出器」(153)と、「巻取り側テ−プ巻き径比値・算出器」(154)と、「除算器」(155)と、「加算器」(161)と、「巻取りサ−ボモ−タ駆動アンプ」(162)と、巻取りテ−プリ−ルサ−ボモ−タ(84)に直結した「巻取りサ−ボモ−タエンコ−ダ」(85)と、「巻取り側テ−プ張力設定器」(157)と、「巻取り側テ−プ張力検出器」(158)と、「加算器」(159)を有する。
基準キャプスタン(5)と巻取りテ−プリ−ル(86)との間に、所望のテ−プ張力を得る為に、巻取りサ−ボモ−タ速度指示値を少し大きくして微調整しなければならない。まず、「半固定抵抗器」(156)によって目標のテ−プ張力に相当する基準数値を発生する巻取り側テ−プ張力設定器(157)の出力(Et)から、現在のテ−プ張力を検出する巻取り側テ−プ張力検出器(158)の出力(Epot)の差分「巻取り側回転速度指示値補正分」(υta)を加算器(159)で計算する。更にその出力を加算器(161)に入力し、「巻取りサ−ボモ−タ速度基準指示値」(υt)に加算し、その時点の適切な「巻取りサ−ボモ−タ速度指示値」(υtb)を得る。
上記実施例では、回転数検出手段にエンコ−ダを使用したが、他の回転数検出手段でも良い。例えば、タコメ−タを使用することもできる。
さらに、本発明では、構成品の配置を工夫することにより精度の向上に努めた。その工夫を、比較例を示して説明する。
図12及び図13に本発明のテ−プ装置の比較例を示す。図2及び図3に示す本発明実施例に比べて、「巻出し側張力検出器」(304)と「巻取り側張力検出器」(306 )の配置が異なっている。すなわち、「巻出し側テ−プ回転ロ−ラ」(342)が「巻出しテ−プリ−ル」(326)と「巻出し側検定ロ−ラ」(331)との間にある。また「巻取り側テ−プ回転ロ−ラ(362)が「巻取りテ−プリ−ル」(386)と「巻取り側検定ロ−ラ」(371)の間にある。この比較例を実験したところ、テ−プ張力変動量が設計目標値に達しなかった。
不具合現象を分析検証した結果、テ−プ張力に僅かな変動が生じると巻出し側張力検出器(304)または巻取り側張力検出器(306)が変動を敏感に検知するため、巻出しテ−プ巻回最外周直径の算出又は巻取りテ−プ巻回最外周直径の算出に誤差を生じていた。
その結果、巻出しテ−プリ−ルサ−ボモ−タ又は巻取りテ−プリ−ルサ−ボモ−タに対し、若干ずれた速度基準指示値があたえられたためにテ−プ張力変動量を目標値に収められなかったことが判明した。
本発明は、巻出側張力検定器と巻取り側張力検定器の配置が、巻出しテ−プ巻回最外周直径の算出又は巻取りテ−プ巻回最外周直径の算出に悪影響を及ぼしていた事実に基づき、構成品の配置を見直したものである。
すなわち、巻出し側検定ロ−ラは巻出し側張力検出器と巻出しテ−プリ−ルとの間に配置し、出来る限り巻出しテ−プリ−ルのそばに配置する。同様に、巻取り側検定ロ−ラは、巻取り側張力検出器と巻取りテ−プリ−ルとの間に配置し、出来る限り巻取りテ−プリ−ルのそばに配置する。
張力安定の効果を示すため、本発明と比較例の実測置を図示する。
図21が本発明の実施例による測定値である。図22が従来例の測定値である。
従来例では、巻出し側又は巻取り側どちらかだけで速度検出器による速度安定化制御を行う。また巻取り側又は巻出し側どちらかだけで張力検出器による張力安定化を行う(図15、図16参照)。 従来に比べて、張力の変動幅が1/4以下となり、大幅な改善がみられる。 このことにより、現在のテ−プ張力を検出する巻出し側テ−プ張力検出器(118)の出力(Epos)の差分「巻出し側回転速度指示値補正分」(υsa)及び現在のテ−プ張力を検出する巻取り側テ−プ張力検出器(158)の出力(Epot)の差分「巻取り側回転速度指示値補正分」(υta)が、変動幅1/4以下となり各テ−プリ−ルサ−ボモ−タが安定して回転制御される。その結果、加工部で書き込まれ、検査部で検出される信号は、各テ−プリ−ルサ−ボモ−タの回転速度変動に起因するジッタを押さえることが出来た。
このように構成されたテ−プ走行装置は、巻出し側張力検出器を巻出し側検定ロ−ラとキャプスタンロ−ラの間に配置したこと及び巻取り側張力検出器をキャプスタンロ−ラと巻取り側検定ロ−ラの間に配置したことにより、「巻出しサ−ボモ−タ速度基準指示値」(υs)及び、「巻取りサ−ボモ−タ速度基準指示値」(υt)算出に当たり、巻出し側テ−プ張力変動又は巻取り側テ−プ張力変動に伴う張力検出アーム移動分長さの変動を受けなくなる。その結果ハンチング現象が発生しなくなり、サ−ボ系が従来の装置よりも安定して機能する。
このように構成されたテ−プ走行装置は、巻出し側及び巻取り側どちらも速度安定化と張力安定化を同時に実現することから、従来の装置と比べ加工部における速度安定性と張力安定性が確保され、信頼性の高い加工(信号書込)が行われ、加工精度が向上し、信号書込歩留まりを向上することが可能となる。
以上、本件発明の各実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
本発明の第1変形例として、例えば、テ−プ走行装置において、加工部及び検査部を基準キャプスタンロ−ラの上流側に配置することができる。
本発明の第2変形例として、例えば、巻出し側及び巻取り側の検定ロ−ラが、仮に金属としたならばゴムの焼き付け処理にしてテ−プ走行時にテ−プとの間ですべりが生じないようにして、テ−プ走行速度の検出精度を高めることができる。
例えば、実施例のテ−プに限らず、連続的に巻き取る(例.鉄鋼圧延等ロール板、針金状物品、フィルム状物品)加工装置等に適用出来る。尚、本件明細書においては「テ−プ」は、磁気テ−プのみならず、鉄鋼圧延等ロール板、針金状物品、フィルム状物品などの条材をも含むものとする。
さらに、本発明の範囲内に属する変形例を幾つか説明する。
図17は本発明の第3変形例である。図17は、フ−プ条に巻かれた条材の一端を繰り出し、その繰出された一端を所定巻数巻取ってコイルを形成するようにした条材巻取り方法及びその装置に関するものである(特開平5−283260に開示の装置に適用する)。
フ−プ状の条材(502)の巻取り時、該巻取り量に応じ条材(502)の径が漸減するが、その径の変化を径測定部が測定すると、該測定部の測定に基づき制御手段(図示しない)が条材(501)に対する負荷量を演算し、その演算した負荷量に基づいてブレ−キ(507)を制御することにより、条材(502)の漸減に従いフ−プ状の条材(502)に対するテンションを一様にできるようにしている。即ち、径測定部は図17に示すように、押さえロ−ラ(508)と、該押さえロ−ラ(508)を駆動させ、押さえロ−ラ(508)をフ−プ条の条材(502)の外周側から求心方向に押さえ付ける駆動シリンダ(510)と、押さえロ−ラ(508)がフ−プ状条材(502)に対する押さえ付けた角度を検出するロ−タリエンコ−ダ(509)とを備えている。そして、ロ−タリエンコ−ダ(509)によって押さえロ−ラ(508)のフ−プ状条材(502)に対する押さえ付け角度を検出すると、制御手段(図示しない)はその検出値に応じ条材(502)の径を演算すると共に、その径に応じた適正なテンションを演算し、演算したテンションに基づいてブレ−キ(507)を制御することにより、条材(501)に対するテンションを変えるようにしている。この巻出し巻取り方法と制御手段に本発明を適用すれば、より精度の高い制御が可能になる。すなわち、本発明によれば巻出し、巻取りを高精度で行えるので無駄な加速減速が生じないため、ブレ−キ(507)を必要としない。
図18は本発明の第4変形例である。 図18は、表面被覆を有する線材又は条材の疵などの欠陥を連続的に検出し、該欠陥部に連続マ−キングするマ−キング方法及び装置に関するものである(特開平8−21823に開示の装置に適用する)。図18の設備配置において、コイル状に巻かれた線材(601)はサプライスタンド(607)から供給され、線材径の溝を設けた複数のロ−ラ−(606)を交互に配置したレベラ−(605)により直線化された後、ダイスボックス(603)に保持された図示しないダイス(604)により伸線され、渦流探傷器の検出コイル(欠陥検出手段)(602)を通して表面欠陥が連続的に検出される。検出コイル(欠陥検出手段)(602)の後に研磨機(被覆除去手段)(608)が配設され、検出コイル(欠陥検出手段)(602)により表面欠陥が検出されると、速度検出手段である後述の回転計(612)と制御手段である制御器(613)の作用により、研磨機(被覆除去手段)(608)が走行する線材(601)の欠陥部の表面被覆を研磨して剥ぎ取るようになっている。研磨機(被覆除去手段)(608)の後にマ−キングガン(マ−キング手段)(609)が配設され、このマ−キングガン(609)は上記回転計(612)と制御器(613)の作用により前記表面被覆を剥ぎ取った線材の表面に速乾性の蛍光塗料を吹き付け塗布して欠陥部を表示する。その後、線材または条材は巻取機(610)のドラム(611)に巻き取られる。巻取機(610)の軸には回転計(速度検出手段)(612)が設けられ、回転計(612)の速度信号及び渦流探傷器(602)の欠陥信号が制御器(制御手段)(613)から研磨機(608)及びマ−キングガン(609)に信号が送られて前記動作が行なわれるようになっている。この巻出し巻取り方法と制御手段に本発明を適用すれば張力制御と速度制御を巻出しから巻取りまでの全範囲で行なっているので、被覆除去位置とマ−キング位置のより高い精度での位置あわせが可能になる。
図19は本発明の第5変形例である。図19は、映画フィルムのデジタルサウンドトラックにデジタルパタ−ンとして光記録された音声デ−タを再生することが出来る映写装置に関するものである(特開平6−235972に開示の装置に適用する)。映写装置(700)において、映画フィルム(741)は、供給リ−ル(701)から送り出されて、ガイドロ−ラ(711)、(721)、(731)やスプロケット(712)、(722)、(732)、ガイドドラム(713)、(733)などにより案内されデジタルオ−ディオ再生部(710)、映写部(720)及びアナログオ−ディオ再生部(730)を経由して巻取りリ−ル(702)に巻き取られる。デジタルオ−ディオ再生部(710)は図20に示したフィルム送り速度検出装置を備えており、上記映写フィルム(741)のフイルム走行系に設けられたスプロケット(712)の歯(743)の有無を検出する検出部(745)を備えるとともに、上記検出部(745)により得られる上記スプロケット(712)の歯の通過速度にすなわち上記映画フィルム(741)の送り速度に比例した周波数の検出信号に同期して、音声デ−タの再生クロックを生成する記録クロック生成部(750)とを備え、上記再生クロックを用いたデジタル処理により音声デ−タから音声信号を再生するようになっている。この巻出し巻取り方法と制御手段に本発明を適用すれば、フィルムの走行むらを押さえることが出来るので、より精度の高い信号の再生が可能になる。
22・・・テ−プリ−ル支持ピン、23・・・磁気テ−プ(ワ−ク)、26・・・巻出しテ−プリ−ル、27・・・リ−ル軸部、28・・・上フランジ、29・・・下フランジ、38・・・ガイドピン、48,49・・・ガイドピン、53・・・基準キャプスタンロ−ラ・サ−ボモ−タエンコ−ダ、58,59・・・ガイドピン、68,69・・・ガイドピン、78・・・ガイドピン、82・・・テ−プリ−ル支持ピン、83・・・磁気テ−プ(ワ−ク)、87・・・リ−ル軸部、88・・・上フランジ、89・・・下フランジ、133・・・運転釦、134・・・停止釦、302・・・磁気テ−プ巻出し部、303・・・巻出し側速度検出器、305・・・キャプスタン部、307・・・巻取り側速度検出器、308・・・磁気テ−プ巻取り部、309・・・加工部、310・・・検査部、321・・・巻出しテ−プリ−ル台、322・・・テ−プリ−ル支持ピン、323・・・磁気テ−プ(ワ−ク)、324・・・巻出しテ−プリ−ルサ−ボモ−タ、325・・・巻出しサ−ボモ−タエンコ−ダ、327・・・リ−ル軸部、328・・・上フランジ、329・・・下フランジ、332・・・巻出し検定ロ−ラパルス発生器、344・・・ポテンショメ−タ、348,349・・・ガイドピン、351・・・基準キャプスタンロ−ラ、352・・・基準キャプスタンロ−ラサ−ボモ−タ、353・・・基準キャプスタンロ−ラサ−ボモ−タエンコ―ダ、354・・・ピンチロ−ラ、358,359・・・ガイドピン、364・・・ポテンショメ−タ、368,369・・・ガイドピン、372・・・巻取り検定ロ−ラパルス発生器、381・・・巻取りテ−プリ−ル台、382・・・テ−プリ−ル支持ピン、383・・・磁気テ−プ(ワ−ク)、384・・・巻取りテ−プリ−ルサ−ボモ−タ、385・・・巻取りサ−ボモ−タ−エンコ−ダ、387・・・リ−ル軸部、388・・・上フランジ、389・・・下フランジ、402・・・磁気テ−プ巻出し部、408・・・磁気テ−プ巻取り部、421・・・巻出しテ−プリ−ル台、422・・・テ−プリ−ル支持ピン、423・・・磁気テ−プ(ワ−ク)、425・・・巻出しサ−ボモ−タエンコ―ダ、426・・・巻出しテ−プリ−ル、427・・・テ−プ軸部、428・・・上フランジ、429・・・下フランジ、431・・・巻出し側検定ロ−ラ、432・・・巻出し検定ロ−ラパルス発生器、438,439・・・ガイドピン、458,459・・・ガイドピン、462・・・巻取り側テ−プ回転ロ−ラ、468,469・・・ガイドピン、481・・・巻取りテ−プリ−ル台、482・・・テ−プリ−ル支持ピン、483・・・磁気テ−プ(ワ−ク)、485・・・巻取りサ−ボモ−タエンコ−ダ、486・・・巻取りテ−プリ−ル、487・・・リ−ル軸部、488・・・上フランジ、489・・・下フランジ、503・・・アンコイラ、504,505・・・中間ロ−ラ、506・・・巻取り部、511・・・キャプスタンロ−ラ、512・・・キャプスタンロ−ラサ−ボモ−タ、513・・・ピンチロ−ラ、514・・・巻出し側速度検出器、515・・・巻出し側検定ロ−ラ、517・・・巻出し側張力検出器、519・・・巻出し側テ−プ回転ロ−ラ、522・・・巻取り側張力検出器、524・・・巻取り側テ−プ回転ロ−ラ、527・・・巻取り側速度検出器、528・・・巻取り側検定ロ−ラ、540・・・マ−キング装置、541・・・光学センサ−、615・・・キャプスタンロ−ラ、616・・・キャプスタンロ−ラサ−ボモ−タ、617・・・ピンチロ−ラ、618・・・巻出し側速度検出器、619・・・巻出し側検定ロ−ラ、621・・・巻出し側張力検出器、623・・・巻出し側テ−プ回転ロ−ラ、626・・・巻取り側張力検出器、628・・・巻取り側テ−プ回転ロ−ラ、631巻取り側速度検出器、632・・・巻取り側検定ロ−ラ、640・・・巻出しサ−ボモ−タ、641・・・巻取りサ−ボモ−タ、723・・・映写光源、724・・・映写レンズ、734・・・光源、735・・・光センサ、751,752・・・CCDラインセンサ、761・・・キャプスタンロ−ラ、763・・・ピンチロ−ラ、765・・・巻出し側検定ロ−ラ、769・・・巻出し側テ−プ回転ロ−ラ、774・・・巻取り側テ−プ回転ロ−ラ、778・・・巻取り側検定ロ−ラ、781・・・巻出しサ−ボモ−タ、782・・・巻取りサ−ボモ−タ