JPH0487587A - テンション・サーボ装置 - 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】 〔概　要〕 本発明は供給リール軸に設けられた回転角検出部の回転
角に応じてトルク制御データ記憶手段からトルク変動を
相殺制御するデータをアクセスし、電動機駆動部のゲイ
ンを切り換えるテンションサーボ装置であってサーボ帯
域を超える高い周波数のトルク変動を制御できる。

〔産業上の利用分野〕

本発明は磁気テープ装置における信号の記録／再生時に
供給リールにバックトルクを与え磁気テープのテンショ
ンを一定に制御するテンションサ−ボ装置に関する。

本発明は供給リールの回転に同期したテンション変動を
抑制するフィードバック制御に言及する。

〔従来の技術〕

第９図は従来のサーボテンション装置を示す図である。

なお、全図を通じて同様の構成要素については同一の参
照符号又は記号をもって表す。本図の構成を説明する。

本図は磁気テープ装置において電気信号が記録／再生さ
れる磁気テープ１と、該磁気テープ１を供給する供給リ
ール２と、テンションポストを磁気テープｌへ押しつけ
て磁気テープにかかるテンションを電圧信号Ｖｔに変換
するテンション検出器３と、その軸が前記供給リールと
同一の軸に結合され供給リール２に対しその回転する方
向と逆方向のバックトルクを与える直流電動機４と、基
準電圧信号Ｖｒに前記テンション検出器３からの電圧信
号Ｖｔを反転して加算する加算鼎談加算器５の出力信号
を電力増幅して、バックトルクを発生するために前記直
流電動機４へ供給する直流電動機駆動制御部１０と、そ
の軸が前記供給リール２と同一の軸に結合されたリール
回転検知センサ１１と、磁気テープ１を一定速度で走行
させるための送りの役目をするキャプスタン１２と、磁
気テープ１を該キャプスタン１２に圧着して走行させる
回転ローラであるピンチローラ１３と、磁気テープ１の
記録／再生を行う磁気ヘッド１４とからなる公知のテン
ションサーボ装置を含む。前記リール回転検知センサ１
１は種々の形式のものがあり、例えば円盤の周辺に複数
の孔を明け、発光／受光部によって回転角を検出するも
の、反射形によるもの、マグネットと磁気抵抗素子を用
いるものなどがあり、テープが切れていないか、ローデ
ィングが正常かの異常検知、またテープカウンダやＦＦ
／ＲＥ％１時にサーボをかけてテープ速度の制御に用い
られる。

次に動作を説明する。供給リールから磁気テープが供給
されるのでテープが引出されるに従い供給リールに巻か
れている磁気テープの径（ｒ）が減少していく。一般に
磁気テープ１のテンションをＦとするとバックトルクＴ
との関係はＴ＝ｒＸＦが成立する。磁気テープ１のテン
ションＦはキャプスタン１２とピンチローラ１３とが磁
気テープ１を固定されることによって形成される。した
がって磁気テープの径ｒが減少するに従ってテンション
Ｆが一定になるにはバックトルクＴを減少させる必要が
ある。なぜならΔＶ＋　＝Ｖｒ　　Ｖｔ　＝　０のとき
ｒだけが小さくなるとテンションＦは増加する。このた
めテンション検出器３からのテンション電圧Ｖｔが大き
くなり、ΔＶ、＝Ｖｒ　−Ｖｔ〈０となることによって
直流電動機４の電機子電流が減少するのでこのバックト
ルクＴが減少することになる。

巻き乱れとは供給リール２の磁気テープｌが進行方向に
対して直角方向の一方にずれ他の構造物と接触して巻か
れている状態をいう。この場合、巻き乱れは抵抗となり
、磁気テープのテンションＦを大きくするように作用す
る。この場合、前記で説明したと同様にバックトルクＴ
を減少させてテンションＦを一定にする。

かくしてテンションサーボ装置は磁気テープのテンショ
ンを一定にして磁気ヘッド１４での記録／再生を行って
いた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら従来のテンションサーボ装置の直流電動機
４は複数の磁極を有し、この磁極数が大きい場合には特
に問題を生じないが、経済コスト低減から磁極数を減少
させると回転数に同期するトルクリップルがそれ自身に
生ずる。このトルクリップルは従来のような磁気テープ
の巻径の変化、巻乱れによる変動と比較して周波数が高
く検出した変動を押える作用が著しく低下する。なぜな
ら、供給リール２、直流電動機４等には慣性モーメント
があり、高い周波数のトルクリップルに応答してバック
トルクを形成できないためである。よって磁気テープ１
のテンションＦに高い周波数成分の変動が残り、このた
め磁気へラド１４での記録／再生が正常にできなくなる
という問題があり、テンションサーボ装置の小形化によ
る経済性向上の要請に対し支障を招いていた。　　。

さらに前記問題点を解決するための一歩としてこの高い
周波数成分のトルクリップルを供給リール２の回転角に
対応して精度よく検出しようとすると、リール回転検知
センサ１１はその円盤の径が大きくなり、小型化、コス
トダウンの妨げとなる。

したがって本発明は上８己問題点に鑑み、磁気テープの
高い周波数のテンション変動をフィードバック制御でき
るテンションサーボ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〕

第１図は本発明の原理構成を示す図である。本図は前記
問題点を解決するために、テンションサーボ装置におい
て回転角検出手段７と、トルク制御データ記憶手段８と
を有する。該トルク制御データ記憶手段８は電動機４の
回転角θをパラメータとするトルク変動を相殺制御する
ためのトルク制御データを記憶する。さらに前記回転角
検出部７は前記電動機４が１回転に要する時間を複数の
時間間隔に分割して複数の回転角（θ１　、θ２　。

・・・、θＮ）の信号を発生する回転角発生部９を備え
る。

〔作　用〕

第１図において、本発明のテンションサーボ装置によれ
ば、前記回転角検出手段７によって前記トルク制御デー
タ記憶手段８からアクセスされるトルク制御データが電
動機駆動制御部６のゲインを切り換える。このため、高
周波のトルクリップルが制御される。さらに前記回転角
発生部９によって回転の基準信号に対して電気的に回転
角が発生するので回転角検出部６を簡単な構造にでき、
かつ小形化できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。第２図は本発明の第１の実施例に係るテンションサー
ボ装置を示す図である。本図の構成を説明する。本図は
磁気ヘッド１４で記録／再生される磁気テープ１をキャ
プスタン１２およびピンチローラ１３を介して供給する
供給リール２の軸に設けられた回転角検出手段７と、電
動機４の回転角θをパラメータとするトルク変動を相殺
制御するためのトルク制御データを記憶し、前記回転検
出手段７の回転角θをアドレスとして前記トルク制御デ
ータにアクセスし、磁気テープ１のテンションを検出す
るテンション検出器３からの信号Ｖｔと基準信号Ｖｒの
差信号を差動増幅部５から受けて、バックトルクを発生
する電動機４を駆動制御する前記電動機駆動制御部６の
ゲインを切り換えるトルク制御データ記憶手段８とを含
む。

次に、回転角検出手段７は、リール回転検出センサ１１
と、コンパレータ１６　、１７とを含む。第３図はリー
ル回転検出センサの回転角を示す図である。

本図に示すリール回転検出センサ１１は透過形ホトイン
タラプタであるが反射形ホトインタラプタであってもよ
い。透過形ホトインタラプタのリール回転検出センサ１
１は供給リール２の軸に取りつけられた円盤１１−１と
、該円盤１１−１の周辺に等間隔で設けられる複数の孔
１１−２　（ｉ＝１　、２　、・・・ｎ）と、該円盤１
１−１の外周の凸部に設けられた磁石１１−３と、前記
孔１１−２のエツジを検出する発光・受光部１１−４と
、円盤１１−１の回転で前！己磁石１１−３が最近傍を
通過したときにその磁界によって抵抗値が変化する磁気
抵抗素子ＭＲＩＩ−５を有する。発光・受光部１１−４
は１個の孔が２個のエツジを有するので２ｎ個のエツジ
を検出する。

このエツジが等間隔であるので、ｋ番目のエツジの回転
角θにはθに＝（２π／２ｎ）ｘｋと表わされる。さら
に回転角検出手段７において、コンバータ１６は発光・
受光部１１−４に接続され、所定レベルのパルスを通過
させ、コンパレータ１７は磁気抵抗素子ＭＲＩＩ−５に
接続され、所定レベルのパルスを通過させる。

次にトルク制御データ記憶手段８はリール回転検出セン
サ１１の回転角信号を計数するため前記コンパレータ１
６に接続されるカウンタ部２１と、リール回転検出セン
サ１１の回転角の基準を表わすタイミング信号を入力し
てアドレスカウンタ部２１の計数をクリヤするため前記
コンパレータ１７に接続されるモノマルチバイブレータ
２２、該モノマルチバイブレーク２２に接続され、その
入力信号に対して出力信号を遅延させる可変抵抗Ｒｖ２
３と、前記トルク制御データを記憶し、前記アドレスカ
ウンタ部２１の回転角θを表す計数をアドレスとしてト
ルク＃御データをアクセスするＲＯＭ　（Ｒｅａｄ　Ｏ
ｎｌｙｌｅｍｏｒｙ）　２４を含む。

第４図は電動機駆動側ｓＭ！Ｊのゲイン切替えを示す図
である。電動機駆動制御部６は差動増幅部５からの差信
号を非反転端子に入力する非反転増幅部４１と、該非反
転増幅部４１の出力に接続され、他方がその反転端子に
接続されるフィードバック抵抗４２　（Ｒｆ）と、前記
非反転増幅部４１の反転端子に接続され、他方が接地さ
れるゲイン調整部４３と、そのベースが抵抗Ｒｔを介し
て非反転増幅部４１の出に接続され、そのコレクタが電
源に接続され、そのエミッタが電動機４へ接続されるト
ランジスタ４４とを含む。ここにゲイン調整部４３は並
列に接続される複数の抵抗Ｒ１１＋Ｒ１２＋・・・＋Ｒ
１ｎと、それぞれの抵抗に直列接続するスイッチ手段Ｓ
Ｗ、。

ＳＷ２　、・・・、ＳＷ１、とを有し、該スイッチ手段
の開閉は前記ＲＯＭ　２４によってなされる。ＳＷｌの
みが閉で他が開の場合における非反転増幅部４１のゲイ
ンＧはＧ＝１＋Ｒｆ／Ｒ１，になる。Ｒ［１Ｍ　２４の
データに基づき該スイッチ手段は任意に組合せて開閉が
可能になるので、ゲインＧの値は任意に制御可能になる
。したがってトランジスタ４４はこのゲインＧの値に基
づき電動機４ヘトルクを発生させる電流を供給できる。

次に動作を説明する。第５図は本発明によるトルクリッ
プルの制御を示す図である。本図（ａ）は磁気抵抗素子
ＭＲＩＩ−５のタイミング信号であってリール回転検出
センサ１１の円盤１１−１が１回転するごとに発生する
。本図（ｂ）は発光・受光部１１−４の回転角信号を示
す。本図（Ｃ）は予め測定されている制御前のトルクリ
ップルを示す図である。該タイミング信号は発光・受光
部の回転角信号を計数するアドレスカウンタ２１をクリ
ヤし、回転角の基準値を定める。本図では制御前の１回
転に複数の繰り返しのトルクリップルが該タイミング信
号発生時に谷になるようにモノマルチバイブレーク２２
の可変抵抗Ｒｒが調整される。本図（ｄ）はＲＯＭ　２
４に記憶されているトルク制御データであり、具体的に
は電動機駆動制御部６のゲイン調整部４３の各抵抗Ｒ＋
＋　ｒ　Ｒｆ２　ｈ　Ｒ＋３＋・・・＋Ｒ１ｈの切替え
データであり、回転角θに対してトルクリップルを打ち
消すべき電動機連動制御部６のゲインを示す。本図（ｅ
）は第４図のトランジスタ４４を駆動する非反転増幅部
４１の出力電圧を示す。

本図中の曲線Ａは本実施例による出力電圧である。

曲線Ｂは従来の差動増幅部５の出力電圧である。

本図（ｆ）は本発明によるテンション検出器３の出力電
圧Ｖｔの図である。かくして電動機４のトルクリップの
変動を除去で磁気テープ１と磁気ヘッド１４の接触を最
適にすることができる。

第６図は本発明の第２の実施例に係るテンションサーボ
装贋を示す図である。本図が第１の実施例と異なる構成
要素は回転角検出手段７である。

該回転角検出手段７は供給リールの軸に結合される円盤
１８−１、該円盤１８−１の外周の凸部に設けられた磁
石１８−２および該磁石１８−２の磁界を検出する磁気
抵抗素子ＭＲ１８−３とからなるリール回転検出センサ
１８と、該磁気抵抗素子ＭＲ１ｇ−３からの信号のうち
、一定レベル以上のものだけを通過させる、その出力が
トルク制御部データ記憶手段８のモノマルチバイブレー
ク２３に接続されるコンパレータ１７と、前記コンパレ
ータ１７と接続され、前記カウンタ部へ出力する回転角
を発生させる回転角発生部９とを含む。

第７図は本発明の第２の実施例に係る回転角発生部を示
す図である。本図において回転角発生部９は回転角検出
手段７のコンパレータ１７に接続され、水晶発振器のク
ロック信号を分周した基準クロックＣＰを入力として計
数し、コンパレータ１７の出力信号でその計数をクリア
するカウンタＡ３２と、該カウンタＡ３２の計数データ
を１／Ｎ（＝１／２”：ｎはシフト量）にデータ下位シ
フトしたものをラッチし、このラッチデータがコンパレ
ータ１７の出力信号によってクリアされるラッチ部３４
と、基準クロックを人力し、計数するカウンタＢ３５と
、該カウンタＢ３５の計数と前記ラッチ部３４のラッチ
計数とを比較して一致する場合にはパルスをタイミング
コントローラ２６へ出力し、前記カウンタＢ３５の計数
をクリアするデジタルコンパレータ３６とを含む。第８
図は第７図における回転角発生部のタイムチャートを示
す図である。本図（ａ）はクロックパルスを示す。本図
（ｂ）はコンパレータ１７からの信号を示す。第３図に
示す円盤の孔の数を無くした場合、の信号であり、すな
わち供給リール２が１回転で１個のパルスを発生する検
出器１１の立上りエツジを検出したときのパルス信号で
ある。本図（Ｃ）は基準クロックをカウンタＡ３２で計
数した計数値であり、コンパレータ１７のパルス信号す
でクリアされ、クリアされる直前の計数値をαとする。

供給リール２に巻かれる磁気テープは非常に薄いので、
直前の計数値を用いても後述する回転角を発生させるの
に精度上問題はない。本図（ｄ）はラッチ部３４の設定
値ｄに例えばα／４のα値が設定され次のコンパレータ
１７からの信号すがくるまで保持されることを示す。本
図（ｄ）のｅはカウンタＢ３５の計数値を示す。本図（
ｅ）はカウンタＢ３５の計数値ｅがα／４の値に達する
とパルス信号を発生し、カウンタＢ３５の計数値をクリ
アする。このようにしてコンパレータ１７のパルスｂの
周期を１／Ｎにしたすなわち１回転に要する時間を複数
の時開間隔に分割して複数の等回転角θ、１．θ１２＋
・・・、θ、の仮想の回転角信号が出力可能になる。か
くしてリール回転検出器１８は従来のように多数の孔、
または反射部を必要としないので小形化が図れる。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、本発明によれば供給リール
の軸に設、けられた回転角検出部の回転角に応じて、ト
ルク制御データ配憶手段からトルク変動を相殺制御する
データをアクセスし電動機駆動制御部のゲインを切り換
えるようにしたので高周波のトルク変動を制御できるこ
とが期待される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理構成を示す図、 第２図は本発明の第１の実施例に係るテンションサーボ
装置を示す図、 第３図は第２図のリール回転検出センサの回転角を示す
図、 第４図は電動機駆動制御部のゲイン切替えを示す図、 第５図は本発明によるトルクリップルの制御を示す図、 第６図は本発明の第２の実施例に係るテンションサーボ
装置を示す図、 第７図は第６図の回転角発生部を示す図、第８図は第７
図における回転角発生部のタイムチャート、 第９図は従来のテンションサーボ装置を示す図。 １・・・磁気テープ、　　　２・・・供給リール、３・
・・テンション検出器、 ４・・・電動機、　　　　５・・・差動増幅部、６・・
・電動機駆動制御部、 ７・・・回転検出手段、 ８・・・トルク制御データ記憶手段、 ９・・・回転発生部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、テープ（１）を供給する供給リール（２）と、該テ
   ープ（１）のテンションを検出するテンション検出器（
   ３）と、前記供給リール（２）と結合される電動機（４
   ）と、前記テンション検出器（３）の出力信号（Ｖｔ）
   および基準信号（Ｖｒ）との誤差信号（ΔＶ＿１）を前
   記電動機（４）へ印加してバックトルクを調整する電動
   機駆動制御部（６）とを備えるテンションサーボ装置に
   おいて、前記供給リール（２）の軸に結合される回転検
   出手段（７）と、 前記電動機（４）の回転角（θ）をパラメータとするト
   ルク変動を相殺制御するためのトルク制御データを記憶
   し、前記回転検出手段（７）の回転角（θ）をアドレス
   として前記トルク制御データをアクセスし、前記電動機
   駆動制御部（６）のゲインを切り換えるトルク制御デー
   タ記憶手段（８）とを有することを特徴とするテンショ
   ンサーボ装置。 ２、前記回転角検出手段（７）が１回転する時間を複数
   の時間間隔に分割して複数の回転角（θ＿１、θ＿２、
   ・・・、θ＿Ｎ）の信号を発生する回転角発生部（９）
   を備える請求項１に記載のテンションサーボ装置。