JPH01300455A - テープ走行装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、テープの張力を制御可能な張力制御手段を備
えたテープ走行装置に関する。

（従来の技術） 従来、テープリールに巻かれたテープを走行させるため
のテープ走行装置には、該テープの張力を制御するテー
プ張力制御装置を備えたものがある。

この種のテープ張力制御装置は、テープの張力を検出す
るテンションディテクタと、該テンションディテクタに
よって検出されるテープの張力が目標の値となるように
、テープリールを回転駆動するリールモータを制御する
張力制御手段を備えている。このようなテープ張力制御
装置の制御系は、リールモータとテンションディテクタ
の間がテープによって接続されており、閉ループ制御と
なっている。

ところで、テープ走行装置は特有の力学的な性質を備え
てあり、その最も特徴的な性質はリールモータに装着さ
れるテープリールの重量が大きく変化し、これにより慣
性モーメント値も大きく変動することである。すなわち
、例えばテープリールに巻かれるテープの幅寸法値が５
．０８ｃｍであって、その厚みが５０μｍのプラスチッ
クテープの場合で、かつ、用いられるテープリールの直
径か３４ｃｍであるときを想定すると、テープリールに
巻かれるテープの巻径によってその重量は１．５Ｋｇか
ら８Ｋｙまで変化する。

また、従来のテープリールには何種類かの異なるタイプ
のものが流通しており、そのテープリールの種類によっ
て重量か著しく異なる。例えば、テープ幅５．０８ｃｍ
のプラスチックベースのテープの場合を次の表に示ず。

上記の表からも明確なように、テープリールＡとテープ
リールＢでは、テープリールの巻芯の径は同一であるに
もかかわらず、テープか巻回されない際の重量の差は相
当の開きがある。

従って、このようなテープリールに巻かれたテープを走
行させるためのテープ走行装置は、その張力制御系の設
定が困難となる。

一般に、閉ループの制御系には系か安定している範囲で
より高い利得とより広い周波数応答性が要求されるが、
このような要求に応えるものとしては従来特公昭６２−
１８９７７に開示された１対のテープリールの巻き数比
に応じてリールモータの駆動比を変える装置、また、テ
ープリールの巻き径に応じてテープ張力制御装置の制御
ループの利得を補償して最適な制御を行おうとするもの
があった。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述した従来のテープ走行装置は、いづ
れもテープリール及びこれに巻装されるテープの慣性モ
ーメントを考慮せずに、利得余裕９位相余裕を決定して
いる。すなわち、テープリール等の大幅な重量の変化に
対応した最適な張力制御系を構成するものではない。従
って、前述したようなテープリール等の慣性モーメン１
〜値の大きな変動により、利得余裕２位相余裕を容易に
越えてしまうために、安定が計れず、発撮、振動等が生
じてしまうという問題があったらこのために、張力制御
系に大きな外乱を与えるような急激なテープ速度の変化
を伴うテープ操作を行うことはできないという欠点を有
していた。

そこで本発明は、張力の制御系に大きな外乱を与えるよ
うな急激なテープ速度の変化を伴うテープ操作が可能な
テープ走行装置の提供を目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するための本発明の構成は、前述したテ
ープ走行装置において、テープリールに巻装されたテー
プの巻き径値に応じた慣性モーメント値を設定するテー
プ慣性設定手段と、テープリールだけの慣性モーメント
値を設定するりｍ−６＝ ル消性設定手段と、張力制御手段の制御ループの中に配
置され、テープ慣性設定手段及びリール慣性設定手段の
出ノフに基づいて利得の制御が可能な利得制御手段を備
えたものとしている。

さらに、張力制御手段の制御ループ中に配置され、リー
ル慣性設定手段の出力又はテープ慣性設定手段及びリー
ル慣性設定手段に基づいて位相制御が可能な位相制御手
段を備えたものとしてもよい。

（作　用） 上記構成を備えた本発明の作用は、テープ張力制御装置
の制御系の利得は、利得制御手段の作用によって補償可
能である。すなわち、利得制御手段の利得は、テープ慣
性設定手段及びリール慣性設定手段の出力によって制御
される。

一方、リールモータに装着されるテープリールの重量は
テープを巻装しない状態のテープリールの自重と、該テ
ープリールに巻装されるテープのみの重量を加算したも
のである。

この場合のテープリールに巻かれたテープのみの重量は
、テープの巻き径を検出してテープリールが回転してい
るときの慣性モーメントに換算され、テープ慣性設定手
段に設定される。このことによってリールモータに装着
されるテープリールの全体の慣性モーメント値が判明し
、利得制御手段による制御系の利得補償が可能となる。

また、利得制御手段に加えて位相制御手段により位相補
償を行うようにすればさらに安定した制御系を実現する
ことができるようになる。

（実施例） 以下本発明について図面を参照して説明する。

第１図は、一実施例としてテープ走行装置の全体の構成
を示した説明図である。

図中１はテープを巻装されるテープリール、２はテープ
リール１に巻回される例えば磁気テープ等のテープ、３
はテープリール１を回転駆動させるリールモータ、４は
リールモータ３と同軸に設けられ、テープリール１の回
転を検出するリール回転ディテクタである。

６はテープ２の張力を検出するテンションディテクタて
あり、テンションアーム７とアームアングルディテクタ
８から構成されている。テンションアーム７はアームア
ングルディテクタ８の軸９を中心に回動可能である。他
方、テンションアーム７は、スプリングによって一方向
に付勢されている。また、このテンションアーム７の一
端はテープ２に接しており、該テンションアーム７の角
度はアームアングルディテクタ８によって検出される。

このアームアングルディテクタ８の出力は、テープ２の
張力を示している。

１０は、テープ走行ディテクタであり、ローラ１１とセ
ンサ１２によって構成されている。このうち、ローラ１
１はテープ２の走行と共に回転し、他方、センサ１２は
ローラ１１の回転を検出する。

１３は、張力制御手段である。この張力制御手段１３は
、後述のように、複数の手段か組合わさったものである
。そして、この張力制御手段１３はテンションディテク
タ６によって検出されるテープ２の張力が予め設定した
値となるように、リールモータ３を駆動する。

以上のように本実施例におけるテープ走行装置は、テン
ションディテクタ６、張力制御手段１３及びリールモー
タ３で構成されており、このうちテンションディテクタ
６とリールモータ３とは、テープ２を介して機械的に接
続されている。すなわち、テープ張力制御装置の制御系
は閉ループの制御系となっている。

第２図は、前記第１図のうち張力制御手段１３の詳細構
成を中心として示す一実施例としてのブロック図である
。

同図に示す張力制御手段１３は、張力基準手段１４、比
較手段１５、テープ慣性設定手段１８、リール慣性設定
手段１９、利得制御手段１６及びモータ駆動手段１７と
を有して構成されている。

張力基準手段１４は、予め設定した電圧を出力する電圧
発生回路であり、この張力基準手段１４の出力電圧はテ
ープ２の張力に対応している。

比較手段１５は、テンションディテクタ６の出力電圧と
、上記張力基準手段１４の出力電圧を比較する差動増幅
回路である。

テープ慣性設定手段１８は、テープリール１に巻装され
たテープ２の巻き径値に応じた慣性モーメント値を設定
するもので、具体的にはリール回転ディテクタ４の出力
とテープ走行ディテクタ１０の出力によって、リールモ
ータ３に装着されたテープリール１のテープ巻き径値を
検出し、この検出値に応じた・面性モーメント値を設定
するものである。尚、このテープ巻き径値は、テープリ
ール１か１回転したときのテープ走行距離がｐであれば
、ｐ／πの計紳を行うことにより得られる。

リール慣性設定手段１９は、テープリール１だけの慣性
モーメント値を設定するもので、具体的にはリールモー
タ３に装着されたテープリール１の種類を入力すること
で設定するようにしている。

このテープリール１の種類を設定する具体例としては、
例えばテープリール１のいくつかの種類に対応する慣性
モーメント値を予め記憶させておき、図示しない操作ス
イッチから入力される特定のテープリールの種類に対応
する慣性モーメント値を、後述する利得制御手段１６に
送信するようにしている。尚、この場合のテープリール
１の慣性モーメント値は該テープリール１にテープ２が
巻装されていない状態でのものである。

ところで、テープリール１の慣性モーメントの設定方法
としては前記操作スイッチにより手動で設定するものに
限らず、例えばテープリール１の直径を自動的にセンサ
により判別して設定するようにしてもよい。このセンサ
としては例えばテープリール１に光を照射し、反射して
くる光によって判別してもよいが、他の検出手段による
ものでもよい。

前述したテープ慣性設定手段１８及びリール慣性設定手
段１９の出力は、利１ｑ制御手段１６に出力されるよう
になっている。すなわち、利得制御手段１６によって設
定される利得は、テープ慣性設定手段１８及びリール慣
性設定手段１９の出力によって決定される。

利得制御手段１６は、比較手段１５の出力電圧を減衰さ
せるものであり、該利得制御手段１６の減衰比は上述し
たように外部から設定可能になっている。この利得制御
手段１６の具体例としてはは、例えばアナログ東線回路
や抵抗とＦＥＴスイッチを組合わせた可変抵抗器で実現
することができる。

本実施例において利得制御手段１６は、テープ・正性設
定手段１８によって検出されるテープの巻き径値の増大
に伴って、また、リール慣性設定手段１９て設定される
慣性モーメント値の増大に伴って張力制御手段１３の制
御ループの利得を増大させている。

モータ駆動手段１７は、利得制御手段１６の出力に応じ
てリールモータ３を駆動するものである。

以上のような構成を備えたテープ走行装置の作用、効果
について説明する。

第３図は、第２図に示した張力制御系のループの利得を
Ｇとし、テープリール１のテープ巻き径をＲとした際の
関係を示したものである。

尚、同図にはリール慣性設定手段１９にＡ又はＢの２種
類のテープリールが設定された例を示す。

グラフＡは、グラフＢより直径の大きな特定種類−１３
＝ のテープリールが設定された場合のグラフである。

同図に示すように、テープリールの直径がＲＡの場合は
、テープリールに巻装されるテープの巻き径Ｒは、巻き
芯の径ＲＯから外周の径ＲＡまて変化する。同様にテー
プリールの直径かＲＢの場合は、テープの巻き径ＲはＲ
ＯからＲＢまて変化する。

すなわち、テープリールに巻装されたテープの巻き径が
ＲＯから増加するに従って制御ループの利得Ｇは増加し
、また、リール慣性設定手段１９に設定されたテープリ
ールの種類が直径の大きなテープリールＡのときの方が
利得Ｇが高くなる。

これにより、制御ループ系を安定させつつ、より高い利
得とより広い周波数応答性を得ることができる。

尚、本発明は前記図示実施例に限定されるものではなく
、次のような構成とした場合であってもその要旨の範囲
内である。

第４図は第２図に示した一実施例と異なる第２の実施例
を示す構成ブロック図である。尚、第４図において第２
図において説明したものと同等のものについては同一の
符号を付してその説明を省略する。

前記第２図に示した実施例第４図に示す実施例との相違
点は、利得制御手段１６とモータ駆動手段１７の間に位
相制御手段２０か挿入されている点である。

この位相制御手段２０は張力制御手段１３の制御ループ
の位相補ｔｉｅを制御するもので、本実施例においては
リール慣性設定手段１９の出力によってその特性が制御
される。尚、リール慣性設定手段１９の出力によってそ
の特性を制御するものに限らず、リール慣性設定手段１
９及びテープ慣性設定手段によりその特性を制御するよ
うにしてもよい。

第５図に位相制御手段２０のより具体的な構成を示す。

図中２１はオペアンプであり、入力端には抵抗２２及び
コンデンサ２３が直列に接続されている。

また、抵抗２２．コンデンサ２３と並列に抵抗２４が接
続されている。オペアンプ２１の入力と出力間には抵抗
２５が接続されている。

更に、コンデンサ２３に並列に、スイッチ２６及びスイ
ッチ２６と直列に接続されたコンデンサ２７が接続され
ている。

このうち、スイッチ２６は第４図に示したリール慣性設
定手段１９の出力によって開閉されるようになっており
、該位相制御手段２０の特性は、スイッチ２６の開閉状
態に応じて変化する。

このスイッチ２６の開閉は、リール慣性設定手段１９に
直径が太きなすなわち慣性モーメント値の大きなテープ
リールＡが設定されたときに閉じられ、テープリールＡ
よりも直径が小さなすなわち慣性モーメント値の小さい
テープリールＢが設定されたときに開かれるようにして
いる。その結果、位相制御手段２０の特性はリール慣性
設定手段１９に設定されたテープリール１の慣性モーメ
ント値が大きい場合に、位相補償のポールを低い周波数
側に移すように変化する。これにより、前述した効果と
ともにさらに制御ループ系の安定を図ることができる。

尚、第４図に示す実施例においては、利得の補償に関し
ては第２図に示す実施例と同様に行われる。

次に、本発明の第３の実施例について第５図に基づいて
説明する。

第５図に示した位相制御手段２０を構成する抵抗２２，
２４．２５は可変抵抗に置き換えるようにしてもよい。

更に、抵抗２２，２４．２５の抵抗値を、第４図に示す
テープ慣性設定手段１８の出力によって設定するように
してもよい。このように構成した際には、前述した効果
とともに、リールモータ３に装着されたテープリール１
の慣性モーメント値の変化に対応したさらに精密な位相
補償が可能になる。

さらに、第２図において詳述した第１の実施例に基づい
て第４の実施例を説明する。

第２図において利得制御手段１６に設定される利得は、
テープ慣性設定手段１８による設定値をリール慣性設定
手段１９の出力によって補正するるようにしてもよい。

即ち、第３図のグラフＣに示すように、補正が行われる
ようにする。

そのためには、まずリール慣性設定手段１９に、直径の
大きなテープリールＡ及びテープリールＡよりも値の小
さいテープリールＢの２種類のテープリールの値を設定
する。リール慣性設定手段１９からの出力がテープリー
ルＡの値であれば、テープリールＡの巻き径Ｒとループ
の利得Ｇは、第３図中のグラフＡのようになる。次に、
リール慣性設定手段１９からの出力がテープリールＢの
値であれば、テープ慣性設定手段１８の出力の変化に対
する利得制御手段２０の利得の変化の割合を多くなるよ
うにする。そうすると、テープリールＢの巻き径Ｒとル
ープの利得Ｇは第３図のグラフＣのようになる。これは
、第１の実施例で説明したグラフＢよりもリールモータ
３に装着されたテープリール１の慣性モーメント値の変
化に対応して、より精密に利得の補償を行うことができ
る。

以上詳述した第１乃至第４の実施例においては、いずれ
の場合もテープ慣性設定手段１８とリール潤性設定手段
１９との出力によって、利得制御手段１６又は利得制御
手段１６と位相制御手段２０の状態を変化させるように
している。そのため、第１図に示す張力の制御系は、テ
ープリール１の全体の慣性モーメント値の変化に応じて
適切な利得補償若しくは利得と位相の補償がなされる。

尚、本発明は前記図示若しくは説明したものに限定され
ず、その要旨の範囲内において様々に変形実施か可能で
あることを付記する。

［発明の効果］ 以上詳述した本発明によれば、張力の制御系に大きな外
乱を与えるような急激なテープ速度の変化を伴うテープ
操作を可能としたテープ走行装置の提供ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としてのテープ走行装置の全
体構成を示すブロック図、第２図は前記第１図のうち張
力制御手段１３の詳細構成を中心として示す一実施例と
してのブロック図、第３図は、第２図に示した張力制御
系のループの利得とテープリール１のテープ巻き径との
関係を示した説明図、第４図は第２図に示した一実施例
と異なる第２の実施例を示す構成ブロック図、第５図は
一実施例としての位相制御手段の詳細な構成を示すブロ
ック図である。 １・・・テープリール、２・・・テープ、３・・・リー
ルモータ、６・・・テンションディテクタ、１８・・・
テープ慣性設定手段、 １９・・・リール慣性設定手段、 １６・・・利得制御手段、 ２０・・・位相制御手段。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）テープを巻装されるテープリールと、このテープ
   リールを回転駆動するリールモータと、前記テープの走
   行経路に設けられ、該テープの張力を検出するテンショ
   ンディテクタと、この検出出力に基づき前記リールモー
   タの駆動力を制御する張力制御手段とを有して制御ルー
   プを形成し、前記テープの張力を制御可能なテープ走行
   装置において、テープリールに巻装されたテープの巻き
   径値に応じた慣性モーメント値を設定するテープ慣性設
   定手段と、テープリールだけの慣性モーメント値を設定
   するリール慣性設定手段と、張力制御手段の制御ループ
   の中に配置され、テープ慣性設定手段及びリール慣性設
   定手段の出力に基づいて利得の制御か可能な利得制御手
   段を備えたことを特徴とするテープ走行装置。
2. （２）前記テープ走行装置は、張力制御手段の制御ルー
   プ中に配置され、リール慣性設定手段の出力に基づいて
   位相制御が可能な位相制御手段を備えたものである請求
   項１記載のテープ走行装置。
3. （３）前記テープ走行装置は、張力制御手段の制御ルー
   プ中に配置され、テープ慣性設定手段及びリール慣性設
   定手段の出力に基づいて制御ループの位相制御が可能な
   位相制御手段を備えたものである請求項１記載のテープ
   走行装置。
4. （４）前記位相制御手段は、リール慣性設定手段に設定
   されたテープリールの慣性モーメント値に従つてポール
   を高周波数側又は低周波数側に移動制御するものである
   請求項２記載のテープ走行装置。
5. （５）前記位相制御手段は、リール慣性設定手段に設定
   された慣性モーメント値及びテープ慣性設定手段によつ
   て検出されたテープの慣性モーメント値に基づいてポー
   ルを高周波数側又は低周波数側に移動制御するものであ
   る請求項３記載のテープ走行装置。