JPH05325352A - 回転物体の位置補正制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は回転物体の位置補正制御方法に関
し、バックラッシュ内での位置補正（ストップロック）
制御時に、発振状態となることを防止し、精度の高い位
置補正制御が出来るようにすることを目的とする。 【構成】 セルドラム（回転物体）１０と、ギア（回転
機構部）１３，１４と、モータ４と、２相タコメータ１
５と、制御系（ＭＰＵ２３，タコパルスカウンタ３６，
モータ駆動部４２等）とからなり、該制御系によるモー
タの制御で、セルドラム１０を目標位置に停止させる際
の、回転物体の位置補正（ストップロック）制御方法に
おいて、タコメータ１５の出力信号から、ギア１３，１
４のバックラッシュ領域を検出し、該バックラッシュ領
域内で、上記モータ４に対する、位置補正（ストップロ
ック）制御時の補正力の利得を低下させることにより、
バックラッシュ領域内での発振状態を抑制するようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数のカートリッジ式
記録媒体を収納して保管するカートリッジ保管セルと、
複数の磁気テープ装置と、カートリッジの投入排出機構
と、カートリッジの運搬を行うアクセッサ機構部と、該
アクセッサの制御部等具備し、カートリッジの装着、取
り外し、保管、記録再生等を自動的に行う磁気テープラ
イブラリ装置などに利用可能なライブラリ装置における
回転物体の位置補正制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１３〜図１６は、従来例を示した図で
あり、図１３〜図１６中、１は磁気テープライブラリ装
置、２は磁気テープ装置、４はセルモータ、５はアクセ
ッサ機構部、６はカートリッジ投入排出機構、７はアク
セッサ制御部、８はコントロールユニット、９はカート
リッジ（カートリッジ式磁気テープ記録媒体）、１０は
セルドラムを示す。

【０００３】従来の磁気テープライブラリ装置の１例
（内部の平面図）を図１３に示す。この磁気テープライ
ブラリ装置１は、複数のカートリッジを収納して保管す
るセルドラム１０と、複数の磁気テープ装置２と、アク
セッサ機構部５と、アクセッサ制御部７と、カートリッ
ジ投入排出機構６と、装置全体の制御を行うコントロー
ルユニット８等で構成されている。

【０００４】上記セルドラム１０は、その内部に複数の
カートリッジ９を収納出来るようになっており、セルモ
ータ４によって所定の位置まで回転駆動されるものであ
る。カートリッジ投入排出機構６は、オペレータが外部
から投入したカートリッジを、一巻ずつ分離しながら、
アクセッサ機構部５に受け渡す位置まで搬送するもので
ある。

【０００５】アクセッサ機構部５は、カートリッジ投入
排出機構６が搬送したカートリッジを受取り、このカー
トリッジを運搬してセルドラム１０に挿入したり、ある
いは、セルドラム１０内のカートリッジを取り出して、
磁気テープ装置２に装着したり、該磁気テープ装置から
カートリッジを取り外してセルドラム１０に挿入したり
する。

【０００６】このような装置において、オペレータがカ
ートリッジ投入排出機構６の投入口から複数巻のカート
リッジを投入すると、該機構６では、カートリッジ９を
１巻ずつ分離して所定の位置まで搬送し、アクセッサ機
構部５に受け渡す。

【０００７】アクセッサ機構部５では、カートリッジ９
を受け取ると、該カートリッジを搬送してセルドラム１
０の所定の場所に挿入する。また、記録或いは再生を行
う場合には、アクセッサ機構部５がセルドラム１０の指
示された場所からカートリッジを取り出して運搬し、磁
気テープ装置２に装着したり、あるいは処理の終了した
カートリッジを磁気テープ装置２から取り出して運搬
し、セルドラム１０の所定の場所に挿入して収納したり
する。

【０００８】上記セルドラム１０と、その駆動機構を図
１４に示す。図示のように、セルドラム１０には、カー
トリッジを収納するための複数の収納棚１６が設けてあ
り、該セルドラム１０の下方には、セルポジションスリ
ット１１と、このセルポジションスリット１１を検出す
るためのフォトセンサ１２が設けてある。

【０００９】また、セルドラム１０を回転させるため
に、ギア１３，１４が設けてあり、セルモータ（ＤＣサ
ーボモータ）４により、ギア１３，１４を介してセルド
ラム１０を回転駆動するように構成されている。

【００１０】上記のようなセルドラム１０は、例えば、
カートリッジを３１５巻搭載時で、約１５０Ｋｇの重量
がある。このセルドラム１０を、ギア比１５０対１のギ
ア１３，１４を用いて、セルモータ４で駆動する。

【００１１】また、セルモータ４には、５００スリット
の２相タコメータ１５が直結されており、この２相タコ
メータ１５から出力されるタコパルスの周期を計測し、
モータ軸の回転速度を測定して、速度制御を行う。

【００１２】この場合、アクセッサ制御部７では、２相
タコメータ１５の出力信号（タコパルス）を取り込ん
で、モータ４の制御を行う。セルドラム１０の位置制御
を行う時は、上記タコパルスにより、ＱＴＰ（Ｑｕａｔ
ｅｒ Ｔａｃｈｏ Ｐｕｌｓｅ）を作成して行う。例え
ば、セルドラム列移動時には、移動距離に応じたＱＴＰ
数を、上記アクセッサ制御部７内のカウンタにプリセッ
トし、このカウンタのカウンタ値が０になるように制御
する。

【００１３】一方、アクセッサ機構部５が、セルドラム
１０にアクセス出来る位置にあるかどうかを判定する際
は、フォトセンサ１２により、セルポジションスリット
１１を検出することにより判定する。

【００１４】ところで、セルドラム１０をセルモータ４
で回転させ、アクセッサ機構部５がアクセス出来る位置
で停止させるためには、位置補正（ストップロック）制
御を行う必要がある。この位置補正制御を行う際は、機
構部（ギア１３，１４）上のバックラッシュ領域分を、
前もって、正規に停止する位置から引き算し、ヒステリ
シス幅を設定する。

【００１５】すなわち、機構部のバックラッシュ量を実
際に測定し、その値をヒステリシス幅として設定する。
そして、その区間ではセルモータの駆動電流を０にして
いた。この状態を図１５に示す。

【００１６】図１５において、横軸は位置ずれ量（移動
量）、縦軸はストップロック力（ストップロック力）を
示す。また、ａはポジションスリットのセンタ位置、ｂ
−ｃ間はヒステリシス幅を示す。

【００１７】例えば、正規の停止位置（ポジションスリ
ットのセンタ位置）０に対して、位置ずれ量が＋０．４
５ｍｍのｃ点と、位置ずれ量が−４．５ｍｍのｂ点間を
ヒステリシス幅とする。

【００１８】そして、ｂ−ｃ点間のヒステリシス幅内で
は、ストップロック力（モータ電流に比例した値）を０
とし、その区間を越えた位置ずれ量である時は、その位
置ずれ量に比例した電流をセルモータ４へ流し、位置補
正（ストップロック）制御を行っていた。

【００１９】上記アクセッサ制御部７内で行うモータ
（ＤＣサーボモータ）４のストップロック制御の概要
を、図１６のフローチャートに基づいて説明する。な
お、図１６の各処理番号は、カッコ内に示す。

【００２０】先ず、ストップロック状態になると（Ｓ
１）、位置ずれ方向の決定を行い（Ｓ２）、位置ずれ量
の算出をする（Ｓ３）。そして、位置ずれ量が、補正範
囲（補正限界値）を越えたか否かの判断をする（Ｓ
４）。

【００２１】もし、補正範囲を越えていれば、ストップ
ロック補正エラーとして処理する（Ｓ５）。しかし、位
置ずれ量が、補正範囲を越えていなければ、位置ずれ量
から、予め測定しておいたバックラッシュ長（この例で
は、０．４５ｍｍ）を引き算し（Ｓ６）、停止直後か否
かを判断する（Ｓ７）。

【００２２】その結果、停止直後であれば、ズレの補正
に対するゲイン（モータに指令するゲイン）を例えば、
１／４とする（Ｓ９）が、停止直後でなければ、ズレの
補正に対するゲインを、１とする（Ｓ８）。

【００２３】このようにして、セルモータのモータ電流
を決定し（Ｓ１０）、モータ回転方向を決定する（Ｓ１
１）。なお、図１５のｂ−ａ間のヒステリシス幅内であ
れば、モータ電流（ストップロック力）を０にする。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のも
のにおいては、次のような課題があった。 (1) 機構部のバックラッシュ量を実際に測定し、その値
をヒステリシス幅とし制御するため、機構部上のバラツ
キ（バックラッシュ量のバラツキ）や、ギア歯の磨耗に
よるバックラッシュ量の増加に対応しきれず、バックラ
ッシュ領域内で発振現象が生じることがある。

【００２５】すなわち、アクセッサ制御部内のファーム
ウエアが認識しているバックラッシュ量よりも、機構部
のバックラッシュ量が大きくなると、位置補正しようと
して、バックラッシュ内で発振する。

【００２６】(2) バックラッシュ内で発振すると、正常
な位置決め制御が出来なくなり、セルドラムが、正規の
目標位置で停止出来なくなる。本発明は、このような従
来の課題を解決し、バックラッシュ内での位置補正（ス
トップロック）制御時に、発振状態となることを防止
し、精度の高い制御が出来るようにすることを目的とす
る。

【００２７】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図であり、図１中、図１３〜図１６と同じものは、同一
符号で示してある。また、２３はＭＰＵ（マイクロプロ
セッサ）、３６はタコパルスカウンタ、３７はタコパル
ス周期測定タイマ、３８はタコプリセットレジスタ、４
１は上位コントローラ、４２はモータ駆動部を示す。

【００２８】本発明は上記の課題を解決するため、次の
ように構成した。 (1) 回転物体１０と、該回転物体１０の回転機構部１
３，１４と、該回転機構部を介して、回転物体を回転駆
動するモータ４と、該モータ４に直結された２相タコメ
ータ１５の出力信号を用いて、該モータの駆動制御を行
う制御系とからなり、該制御系によるモータの制御で、
上記回転物体１０を目標位置に停止させる際の、回転物
体の位置補正（ストップロック）制御方法において、上
記タコメータ１５の出力信号から、回転機構部１３，１
４のバックラッシュ領域を検出し、該バックラッシュ領
域内で、上記モータ４に対する、位置補正（ストップロ
ック）制御時の補正力の利得を低下させることにより、
バックラッシュ領域内での発振状態を抑制するようにし
た。

【００２９】(2) 構成（１）の上記位置補正（ストップ
ロック）制御時において、タコメータ１５の出力信号か
ら、停止すべき目標位置に対する位置ずれ方向を求め、
該位置ずれ方向が、前回と逆になったことを検出し、か
つ、この位置ずれ方向が、所定回数変化したことを検出
した際、回転機構部のバックラッシュ領域と判定するよ
うにした。

【００３０】(3) 構成（１）、（２）において、上記回
転機構部のバックラッシュ領域を検出した際、モータ４
のイナーシャ値を、モータ単品値へ下げるようにした。 (4) 構成（１）、（２）、（３）において、回転物体
を、複数のカートリッジ式記録媒体を保管するセルドラ
ム１０と、カートリッジ式記録媒体に対して、記録／再
生を行う磁気テープ装置と、カートリッジ式記録媒体の
投入及び排出を行うカートリッジ投入排出機構と、カー
トリッジ式記録媒体の運搬を行うアクセッサとを具備
し、カートリッジ式記録媒体の装着、取り外し、保管、
記録再生等を自動的に行う磁気テープライブラリ装置の
セルドラム１０とし、かつ、上記回転機構部を、セルド
ラム１０に結合されたギア１３，１４とした。

【００３１】

【作用】上記構成に基づく本発明の作用を、図１に基づ
いて説明する。図１に示したように、ＭＰＵ２３では、
セルドラム１０に結合されたギア１３，１４（回転機構
部）のバックラッシュ領域を、モータ４に直結された２
相タコメータ１５の出力パルス（タコパルスカウンタ３
６，タコパルスレジスタ３８を用いて、ＭＰＵ２３に取
り込んだタコパルス）より判断する。

【００３２】そして、バックラッシュの領域内にある時
は、位置補正（ストップロック）制御方法を切り換え、
該位置補正時の補正力（位置ずれ量に比例したモータ電
流）の利得（ゲイン）を低下させて（ＭＰＵ２３からモ
ータ駆動部４２に設定する指令値を低下）、バックラッ
シュ領域での発振を抑える。

【００３３】すなわち、バックラッシュ領域内にある
時、位置補正（ストップロック）制御を行うと、多くの
場合、バックラッシュ領域内で、発振（振動）する。も
ともと、バックラッシュ領域内では、位置補正力（モー
タ電流と比例）＝（モータ単体のイナーシャ）×（位置
ずれ量）で良いわけである。

【００３４】従って、バックラッシュ領域内では、位置
ずれ量に対する補正力を低下させ、振動しないように、
ゲインを落とすべきであり、もし、バッシュラッシュが
増えて、振動（発振）した場合、タコパルス出力量が、
回転機構部のガタ内で振動する。

【００３５】また、バックラッシュ領域内に無いとき、
すなわち、通常の位置補正時は、位置補正力＝（負荷イ
ナーシャ）×（位置ずれ量）とし、補正力のゲインを上
げればよい。

【００３６】この様にすれば、バックラッシュ領域内
で、発振することなく、位置補正制御を行って、セルド
ラム１０を目標の位置に、高精度で位置決め出来る。

【００３７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図２〜図１２は、本発明の実施例を示した図であ
り、図２〜図１２中、図１、図１３〜図１６と同じもの
は、同一符号で示してある。また、１８、１９は、オペ
レータパネル、２０は投入口、２１は排出口、２４はＤ
Ａ変換回路（ディジタル／アナログ コンバータ）、２
５はスピード／位置制御フィルター、２６，２９はアナ
ログスイッチ、２７は加算増幅回路、２８はＰＷＭ（パ
ルス幅変調）変換回路、３０は極性判別回路、３９はス
イッチング制御回路、３１はドライブ回路、３２は電流
検出回路、３３は反転アンプ、１５はタコメータ、３５
はレシーバ、３６はタコパルスカウンタ、３８はタコプ
リセットレジスタ、３７はタコパルス周期測定タイマ、
３８、４０はＱＴＰ作成回路、４１は上位コントローラ
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４はトランジスタ、ｄ１，ｄ２，
ｄ３，ｄ４はダイオードを示す。

【００３８】本実施例は、上記従来例と同じ磁気テープ
ライブラリ装置に適用した例であり、該磁気テープライ
ブラリ装置の斜視図（外観図）を図２に示す。この磁気
テープライブラリ装置１の表側には、オペレータパネル
１８，１９が設けてあり、オペレータによって操作出来
るようになっている。また、カートリッジ投入排出機構
の投入口２０及び、排出口２１が設けてあり、カートリ
ッジを投入したり、排出されたカートリッジを取り出し
たり出来るようになっている。

【００３９】この磁気テープライブラリ装置１の内部
は、例えば、図１３のように構成されている（図１３
は、本実施例でも同じなので、援用して説明する）が、
その一部の構成を図３に示す。

【００４０】図３に示したように、磁気テープライブラ
リ装置１の内部には、複数の収納棚１６を具備したセル
ドラム１０が設けてあり、その近くには、複数の磁気テ
ープ装置２が設けてある。また、磁気テープライブラリ
装置１と磁気テープ装置２の近くには、アクセッサ機構
部５が設けてある。

【００４１】上記セルドラム１０の駆動機構は、例え
ば、図１４のように構成されている（図１４も、本実施
例と同じなので、この図も援用して説明する）。セルモ
ータ４は、ＤＣ（直流）サーボモータであり、該セルモ
ータ４の駆動制御は、上記従来例と同様に、アクセッサ
制御部７（図１３参照）で行う。このセルモータ４の制
御回路のブロック図を図４に示す。

【００４２】図４に示したように、セルモータ（ＤＣサ
ーボモータ）４の制御回路には、ＭＰＵ（マイクロプロ
セッサ）２３、ＤＡ変換回路（ディジタル／アナログ
コンバータ）２４、スピード／位置制御フィルター２
５、アナログスイッチ２６，２９、加算増幅回路２７、
ＰＷＭ（パルス幅変調）変換回路２８、極性判別回路３
０、スイッチング制御回路３９、ドライブ回路３１、電
流検出回路３２、反転アンプ３３、タコメータ１５、レ
シーバ３５、タコパルスカウンタ３６、タコプリセット
レジスタ３８、タコパルス周期測定タイマ３７等を設け
る。

【００４３】ＭＰＵ（マイクロプロセッサ）２３は、モ
ータの駆動制御を行うものであり、例えば、８ビットの
ＭＰＵを用いる。このＭＰＵは、上位コントローラ４１
からのモータ駆動指示信号（モータ駆動／停止指示）に
応じて、モータの駆動／走行／停止動作を実行する。

【００４４】また、前記ＭＰＵ２３は、タコメータ１
５、レシーバ（受信回路）３５等を介して、セルモータ
４の実際の回転速度を検出して基準値と比較し、その差
をセルモータ４に印加して駆動することにより、該セル
モータ４の回転速度を制御する。

【００４５】ＤＡ変換回路（ディジタル／アナログ コ
ンバータ）２４は、ＭＰＵ２３で処理されたモータ駆動
指示値（ディジタル値）をアナログ電圧値に変換し、モ
ータ電流指示値とする。

【００４６】加算増幅回路２７は、ＭＰＵ２３からのモ
ータ電流指示値と、モータ電流の帰還信号（極性は負）
加算しＰＷＭ（パルス幅変調）変換回路２８に加えてモ
ータ電流の制御を行う。

【００４７】ＰＷＭ変換回路２８は、モータパルス駆動
のためのパルス列を発生するものであり、加算増幅回路
２７からのモータ電流指示信号に基づき、パルスの繰り
返し周期が、一定で、そのデューティ比が入力電圧の大
きさに比例するパルス列を、スイッチング制御回路３９
を介してドライブ回路３１に出力する。

【００４８】スイッチング回路３１は、ＰＷＭ（パルス
幅変調）駆動信号、符号判別信号、駆動方向信号、駆動
極性信号等を基に、ドライブ回路３１内の駆動素子（例
えばトランジスタ）をオン／オフ制御して、セルモータ
４のコイルに流れる電流の切り換えを制御する。

【００４９】この場合、極性判別回路３０からの信号を
基に、駆動モード／回生制動モードの切り換えを行う。
ドライブ回路３１は、スイッチング制御回路３９からの
信号により、セルモータの捲線に流れる駆動電流を供給
する。

【００５０】電流検出回路３２は電流検出抵抗の電圧降
下として検出された信号を増幅してモータ電流信号とす
る。アナログスイッチ２９は、スイッチング制御回路３
９からの切り換え信号により、スイッチの切り換えを行
って、電流検出回路３２の出力と、この信号を反転し
た、反転アンプ３３の出力信号とを切り換えて、加算増
幅回路２７に対し、常に、負帰還信号が入力するように
する。

【００５１】以下、各部の機能を、更に詳細に説明す
る。 （ドライブ回路３１の説明）・・・図５参照 上記ドライブ回路３１の構成例を図５に示す。このドラ
イブ回路３１には、４つのトランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ
３，Ｑ４と、４つのダイオードｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４
が設けてあり、スイッチング制御回路３９からの信号に
より、該トランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４を駆動し
て、セルモータ４に、モータ電流Ｉ１，Ｉ２を流す。

【００５２】この場合、セルモータ４と直列に、電流検
出抵抗Ｒｓを接続しておき、この電流検出抵抗Ｒｓの両
端に、電流検出回路３２を接続してモータ電流Ｉ１，Ｉ
２を検出（モータ電流の方向と、大きさを検出）する。

【００５３】（ＤＡ変換回路の説明）・・・図６（Ａ）
参照 上記ＤＡ変換回路（ＤＡＣ）２４は、ＭＰＵ２３が設定
した駆動指令値を、アナログ信号に変換するものであ
り，該ＭＰＵが８ビットの場合、データとして、００か
らＦＦ（１６進）まで設定可能である。

【００５４】図６（Ａ）の横軸はＤＡＣ値で、縦軸はモ
ータ電流を示す。この例では、ＤＡＣ値とモータ電流は
比例しており、ＤＡＣ値がＦＦ（１６進数）の時、モー
タ電流が６．３Ａであるとすれば、ＤＡＣの１ステップ
あたり、２５ｍＡである。

【００５５】（スピード／位置制御フィルタ２５の説
明）・・・図６（Ｂ），（Ｃ）参照 スピードフィルタは、セルドラムが回転している時に使
用するフィルタであり、ローパスフィルタを使用する。
このスピードフィルタは、図６（Ｂ）のような特性（
参照）を有し、セルモータ４の軸の共振（軸のぶれによ
り、共振が起きる）を防ぐものである（共振点参
照）。

【００５６】また、位置制御フィルタ（Ｐｏｓｉｔｉｏ
ｎ Ｆｉｌｔｅｒ）は、セルドラムが停止中に使用する
フィルタで、微分フィルタを使用する。この位置制御フ
ィルタは、図６（Ｃ）に示したように、停止中に外乱に
より起きた位置ずれ量を微分（参照）して、（強調し
て）補正するものである。

【００５７】（タコパルスカウンタ３６、タコプリセッ
トレジスタ３８の説明）・・・図７（Ａ），（Ｂ）参照 タコメータ１５からは、図７（Ａ）に示した、互いに９
０度位相の異なる２相のパルスＰ１，Ｐ２が出力する。
このパルスＰ１，Ｐ２は、レシーバ３５内のＱＴＰ作成
回路４０で、ＱＴＰ（Ｑｕａｔｅｒ Ｐｕｌｓｅ）に変
換される。

【００５８】このＱＴＰパルスは、パルスＰ１，Ｐ２の
立ち上がり、立ち下がりで発生するものであり、パルス
Ｐ１，Ｐ２の１周期内にパルスが４個発生するため、
「Ｑｕａｔｅｒ」と呼んでいる。

【００５９】また、ＱＴＰ作成回路４０からタコパルス
カウンタ３６に対し、ＱＴＰクロックと、回転方向の信
号を出力する。そして、タコパルスカウンタ３６では、
セルモータの回転に応じて、ＱＴＰカウント値をアップ
ダウンする。。

【００６０】一方、ＭＰＵ２３は、タコプリセットレジ
スタ３８に対し、設定値の書き込みを行う。この設定値
は、タコパルスカウンタ３６にプリセットテータとし
て、セットされる。そして、ＭＰＵ２３は、タコパルス
カウンタ３６のカウント値を読み取り、認識する。

【００６１】（タコパルス周期測定タイマ３７の説明）
・・・図７（Ｃ）参照 このタコパルス周期測定タイマ３７は、レシーバ３５を
介して、タコメータ１５の一周期の時間を測定するもの
であり、測定したデータは、ＭＰＵ２３の割り込み入力
端子から、該ＭＰＵに入力する。

【００６２】以下、実施例の動作を説明する。 （加速、定速：減速時のモータ制御の説明）・・・図４
参照 モータ４を起動する場合、ＭＰＵ２３が、ＤＡ変換回路
２４にモータ駆動指示値をセットすると、ＤＡ変換回路
２４は、この指示値をアナログ電圧値に変換し、モータ
電流指示値として加算増幅回路２７に入力する。

【００６３】この時、モータ４が駆動中であれば、モー
タ電流検出信号がネガティブフィードバックして、加算
増幅回路２７に入力するが、起動時はモータ４が停止し
ているため、ＤＡ変換回路２４から与えられたモータ電
流指示値のみが加算増幅回路２７に入力し、その出力信
号がＰＷＭ変換回路２８に入力する。

【００６４】ＰＷＭ変換回路２８に入力した信号は、こ
の信号の絶対値と、ＰＷＭ変換回路２８内の電圧とを比
較し、ＰＷＭパルス列を出力する。このＰＷＭ出力パル
ス列は、スイッチング制御回路３９に入力し、ドライブ
回路３１内のトランジスタの切り換え制御を行うための
制御信号を発生させ、該トランジスタを駆動制御する。

【００６５】ドライブ回路３１内のトランジスタが駆動
されると、モータ４にモータ電流が流れる。このモータ
電流は、電流検出回路３２によって検出し、検出したモ
ータ電流検出信号は、アナログスイッチ２９と、反転ア
ンプ３３に入力する。

【００６６】また、反転アンプ３３で反転した信号もア
ナログスイッチ２９に入力する。すなわち、アナログス
イッチ２９には、電流検出回路３２で検出したモータ電
流検出信号と、この信号を反転（符号を反転）した信号
との２種類の信号を入力する。

【００６７】また、アナログスイッチ２９では、スイッ
チング制御回路３９からの切り換え信号により、スイッ
チの切り換えを行って、２種類の入力信号の内、いずれ
か一方の信号を帰還信号として加算増幅回路２７に入力
する。

【００６８】この場合、帰還信号は、負帰還となるよう
に、負の信号とする。そして、加算増幅回路２７では、
モータ電流指示値と、負帰還されたモータ電流検出信号
とを加算（モータ電流指示値に、負の帰還信号を加算）
し、出力をＰＷＭ変換回路２８に入力することにより、
モータ４を、モータ電流指示値と一致するように制御す
る。

【００６９】ＰＷＭ変換回路２８では、モータ電流指示
値よりモータ電流が小さければ、モータ電流を増やすよ
うに、ＰＷＭパルス列のデューティ比を大きくし、逆
に、モータ電流が、モータ電流指示値より大きければ、
モータ電流を減らすように、ＰＷＭパルス列のデューテ
ィ比を小さくする。

【００７０】このようにして、上位コントローラ４１か
らの駆動指令値通りに、モータ電流を制御する。 （ストップロック制御動作の一般的な説明）一般に、モ
ータにより物体を回転運動させ、ある目的の場所へ停止
させるという位置制御の場合、その物体の慣性モーメン
ト（イナーシャ）及び、機構部の摩擦値を把握する必要
がある。

【００７１】そして、モータの加速時には、「イナーシ
ャ＋摩擦」に応じた、また、定速時には、「摩擦」、減
速時には、「イナーシャ−摩擦」に応じた駆動電流をモ
ータに流し、トルクの制御をしている。

【００７２】位置補正（ストップロック）時において
は、位置ずれ量に比例した駆動電流をモータに流し、位
置補正制御を行っている。すなわち、摩擦、イナーシャ
による駆動トルクを上回るように、必要なトルクを与え
ている。

【００７３】今、モータ発生トルクをＴ（Ｋｇ・ｃ
ｍ）、トルク定数をＫｒ（Ｋｇ・ｃｍ／Ａ）、モータ電
流をＩ（Ａ）とすると、Ｔ＝Ｋｒ・Ｉとなる。ところ
で、本実施例では、ギアを使用した回転機構部のバック
ラッシュ領域を、モータに直結された２相タコメータの
出力パルスより判断し、バックラッシュの範囲内にある
時は、位置補正時の補正力（位置ずれ量に比例した電
流）の利得（ゲイン）を低下させ、バックラッシュ領域
での発振を抑えるようにしたものである。

【００７４】バックラッシュ領域内にある時、位置補正
（ストップロック）制御を行うと、多くの場合、バック
ラッシュ内で、振動（発振）する。もともと、バックラ
ッシュ領域内では、位置補正力＝（モータ単体のイナー
シャ）×（位置ずれ量）で良いわけである。

【００７５】位置ずれ量に対する補正力を低下させ、振
動しないように、ゲインを落とすべきであり、もし、バ
ッシュラッシュが増えて、振動（発振）した場合、タコ
パルス出力量が、機構部のガタ内で振動する。

【００７６】また、バックラッシュ領域内に無いとき、
すなわち通常の位置補正時は、位置補正力＝（負荷イナ
ーシャ）×（位置ずれ量）とし、補正力のゲインを上げ
ればよい。

【００７７】この時は、負荷イナーシャが大きいため、
タコパルス出力量及び、その応答周波数が下がる。例え
ば、モータ単品のイナーシャと、負荷イナーシャが１０
０倍程度異なっていたとする。この場合、移動距離は１
００×１００＝１０，０００倍異なることになる。従っ
て、バックラッシュ領域内なのか、領域外かをＭＰＵの
ファームウエアが認識可能である。

【００７８】これにより、バックラッシュ領域内で発振
することなく、位置補正制御が出来る。また、ＭＰＵ２
３は、バックラッシュ領域がどれくらいの値なのかを認
識出来る。

【００７９】上記負荷イナーシャＪは、セルドラム１０
へのカートリッジの出し入れ数を数えて、次のようにし
て求める。 Ｊ＝１／２×（Ｍｃ＋Ｎ・Ｍｇ）×Ｒ² 但し、Ｊ：負荷イナーシャ、Ｍｃ：セルドラム自体
（空）の重量、Ｎ：カートリッジ巻数、Ｍｇ：カートリ
ッジ１巻当たりの重量、Ｒ：セルドラムの半径である。

【００８０】（セルドラム制御の説明）・・・図８参照 アクセッサ及びセルドラムの制御を行う場合、セルドラ
ムの停止位置精度を向上させる必要がある。制御対象物
を目的の位置に、早く、正確に、振動せずに到達させ
て、停止させるために、次のような前提で、制御を行
う。

【００８１】位置制御を行う際は、ＱＴＰの数で制御す
るが、先ず、上位コントローラ４１から、ＭＰＵ２３
に対してターゲットポジション（目標位置）を指示す
る。目標位置−現在位置＝移動距離で、移動距離（何
段、何列動かすか）が決まる。移動距離に応じたＱＴ
Ｐ数をタコパルスカウンタ３６へプリセット。タコパ
ルスカウンタ３６の値が０になるように動かす。このよ
うな順序で位置制御を行う。

【００８２】また、速度制御は、図８のに示したＦＴ
Ａ（Ｆｕｌｌ Ｔａｃｈｏ Ａ：例えば、図７（Ａ）の
パルスＰ１）の周期をタコパルス周期測定タイマ３７で
計測し、ＭＰＵ２３が、モータ軸の回転速度Ｎを測定す
る。そして、速度指令値として、基準速度カウント値Ｎ
ｒを用い、Ｎ−Ｎｒ＝サーボエラー（速度誤差）を算出
し、速度制御する。

【００８３】（位置精度の向上の説明）・・・図８
参照 セルモータの減速時、いつまで速度制御出来るか、つま
り、トップスピードの何％スピードダウン地点まで、ス
ピード制御可能かが問題である。図８ののように、定
速のスピード制御から、減速のスピード制御に移り、そ
の後、スピード制御可能限界地点Ａからブレーキをか
け、目標とする停止位置で停止する。

【００８４】この場合、スピード制御可能限界地点、つ
まり、Ａ地点での速度誤差を小さく抑えれば、オーバラ
ン量を小さく出来る。この場合、図のように、速度を
Ｖ、時間をｔ、距離をＳとすれば、Ｓ＝Ｖｔ／２の関係
が成り立つ。

【００８５】（セルドラム側の説明、及びセルドラム制
御の説明）・・・図９、図１４参照セルドラム１０の下
側の円周上に、例えば５ｍｍのセルポジションスリット
１１が９か所に設けてあるとする。この位置がアクセッ
サがアクセス可能な位置である。一方、セルモータ４の
シャフトには、例えば５００スリットのタコメータ１５
が設けてある。

【００８６】この場合、モータシャフトを１周させれ
ば、５００×４＝２，０００ＱＴＰのパルスが発生す
る。そこで、上位のコントローラ４１から、ＭＰＵ２３
に対して、９列の内、何列移動させるかの指示を出す
と、ＭＰＵ２３では、セルドラムは、現在の位置から近
い方へ何列回転させればよいかが分かる。

【００８７】例えば、アクセッサがアクセス出来る位置
に、現在２列目のセルがあって、次の命令で、５列目へ
移動しようとした場合、反時計方向に３列分回転させれ
ばよいことになる。

【００８８】本実施例の場合、セルモータ４から、１５
０：１のギア比のギア１３，１４を介して、セルモータ
を回転しているため、セルドラムを１周させるために
は、２，０００ＱＴＰ×１５０＝３００，０００ＱＴＰ
となる。

【００８９】また、３列分回転させるためには、３０
０，０００×３／９＝１００，０００ＱＴＰとなる。従
って、現在いる位置より、反時計方向に１００，０００
ＱＴＰ分移動した点が、次回の目標位置である。

【００９０】そして、この１００，０００（１０万）Ｑ
ＴＰを回転させる前に、ＭＰＵ２３がタコパルスカウン
タ３６にプリセットデータをプリセットしてやれば、該
タコパルスカウンタ３６では、セルモータの回転に伴っ
て、カウンタ値が減ってくるため、現在の位置が分か
る。

【００９１】ＭＰＵ２３では、タコパルスカウンタ３６
の値を読みだし、残留パルスが少なくなったら、指示を
出して、セルモータ４にブレーキをかける。このように
して、セルモータ４を目標位置で素早く停止させる（図
９の参照）。

【００９２】（フローチャートに基づく、セルドラムス
トップロック制御の説明）・・・図１０，１１参照 次に、セルドラムストップロック制御（ＭＰＵ２３の制
御）を、図１０，１１のフローチャートに基づいて説明
する。なお、図１０，１１の各処理番号は、カッコ内に
示す。

【００９３】セルドラム１０が回転して、目標位置の近
くにくると、ストップロック制御を行う。この制御で
は、位置ずれ方向を決定し（Ｓ２１）、位置ずれ量の算
出を行う（Ｓ２２）。

【００９４】次に、ＭＰＵ２３では、位置ずれ量が、前
回と逆か否かを判断し（Ｓ２３）、もし、逆であれば、
位置ずれ方向がＮ（任意の整数）回変化したかどうかを
判断する（Ｓ２４）。これらの判断で、位置ずれ方向が
前回と同じ場合、及び、位置ずれ方向の変化の回数が、
Ｎ回未満ならば、上記従来例と同様に制御する。

【００９５】すなわち、位置ずれ量が、補正範囲を越え
たかどうかを判断し（Ｓ２８）、越えていれば、ストッ
プロックエラーとする（Ｓ３０）。しかし、位置ずれ量
が、補正範囲を越えていなければ、「位置ずれ量−バッ
クラッシュ長」の引き算をおこなって、ヒステリシス幅
を設定する（Ｓ２９）。

【００９６】その後、停止直後がどうかを判断（ＭＰＵ
内の基準値と比較して判断）し、停止直後ならば、位置
ずれの補正に対するゲインを、１／４にするが、停止直
後でなければ、位置ずれの補正に対するゲインを、＋１
にする（Ｓ３２）。

【００９７】このようにして、モータ電流を決定し（Ｓ
２６）、モータ電流方向を決定する（Ｓ２７）。上記の
処理（Ｓ２３，Ｓ２４）で、位置ずれ方向が前回と逆
で、かつ、位置ずれ方向が、Ｎ回変化した場合には、Ｍ
ＰＵ２３は、バックラッシュ内であると判定し、イナー
シャ値Ｊをモータ単品値に下げる（Ｓ２５）。そして、
モータ電流を決定し（Ｓ２６）、モータ電流方向を決定
する（Ｓ２７）。

【００９８】（従来例との比較による動作の説明）・・
・図１２参照 図１２Ａは、モータ電流と、位置ずれ量との関係を示し
た図であり、図１２Ｂは一部拡大図である。図の実線
は、従来例を示し、点線は、実施例を示す。

【００９９】図のａはポジションスリットのセンタ位
置、ｂ−ｃ間がヒステリシス幅である。この場合にも、
座標軸上で、ｂ点が−０．４５ｍｍ、ｃ点が＋０．４５
ｍｍの位置ずれ量である。そして、ｄ点とｅ点がバック
ラッシュ領域と判定した点である。

【０１００】従来例では、ｂ−ｃ間はモータ電流が０
で、それ以外では、略直線的にモータ電流を変化させて
いる。しかし、この実施例では、ｂ，ｃ点より位置ずれ
量の多いｄ，ｅ点でバックラッシュ領域と判定し、ｄ−
ｂ間及びｅ−ｃ間でモータ電流を下げている。

【０１０１】例えば、ｄ点でバックラッシュ領域と判定
（タコパルス出力の符号が、毎回反転している）したと
すると、このｄ点で、直ちにモータ電流を下げて、発振
しないようにする。

【０１０２】

【他の実施例】以上実施例について説明したが、本発明
は次のようにしても実施可能である。 (1) 磁気テープライブラリ装置のセルドラムに限らず、
他の同様な機構の制御にも、適用可能である。

【０１０３】(2) 図４に示したモータ制御回路は、他の
回路で実現しても良い。

【０１０４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
のような効果がある。 (1) ギア（歯車）を使用した機構部のバックラッシュ領
域を、モータに直結された２相タコメータの出力パルス
より判断し、バックラッシュ領域にある時は、位置補正
時の補正力（位置ずれ量に比例したモータ電流）の利得
（ゲイン）を低下させている。

【０１０５】従って、バックラッシュ領域内での発振を
抑えることが出来る。 (2) 機構部上のバラツキ（バックラッシュ量のバラツ
キ）や、ギア歯の磨耗によるバックラッシュ量の増加が
あっても、常に、バックラッシュ領域内での発振現象を
抑えることが出来る。

【０１０６】(3) バックラッシュ領域内での発振現象を
抑えることが出来るため、高精度で、かつ、迅速な位置
補正制御が出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】本発明の実施例における磁気テープライブラリ
装置の斜視図である。

【図３】本発明の実施例における磁気テープライブラリ
装置内部の斜視図である。

【図４】本発明の実施例におけるセルモータ制御回路の
ブロック図である。

【図５】本発明の実施例におけるドライブ回路の構成図
である。

【図６】本発明の実施例における各部の説明図である。

【図７】本発明の実施例における各部の説明図である。

【図８】本発明の実施例におけるセルドラム制御の説明
図（その１）である。

【図９】本発明の実施例におけるセルドラム制御の説明
図（その２）である。

【図１０】本発明の実施例におけるセルドラムストップ
ロック制御フローチャート（その１）である。

【図１１】本発明の実施例におけるセルドラムストップ
ロック制御フローチャート（その２）である。

【図１２】本発明の実施例における動作説明図である。

【図１３】従来の磁気テープライブラリ装置（内部の平
面図）である。

【図１４】従来のセルドラムと、その駆動機構を示した
図である。

【図１５】従来例の動作説明図である。

【図１６】従来のセルドラムのストップロック制御フロ
ーチャートである。

【符号の説明】

４ セルモータ １０ セルドラム １１ セルポジションスリット １２ フォトセンサ １３，１４ ギア（歯車） １５ ２相タコメータ ２３ ＭＰＵ ３６ タコパルスカウンタ ３７ タコパルス周期測定タイマ ３８ タコプリセットレジスタ ４１ 上位コントローラ ４２ モータ駆動部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転物体（１０）と、 該回転物体（１０）の回転機構部（１３，１４）と、 該回転機構部（１３，１４）を介して、回転物体（１
   ０）を回転駆動するモータ（４）と、 該モータ（４）に直結されたタコメータ（１５）の出力
   信号を用いて、該モータの駆動制御を行う制御系とから
   なり、 該制御系によるモータの制御で、上記回転物体（１０）
   を目標位置に停止させる際の、回転物体の位置補正（ス
   トップロック）制御方法において、 上記タコメータ（１５）の出力信号から、回転機構部
   （１３，１４）のバックラッシュ領域を検出し、 該バックラッシュ領域内で、上記モータ（４）に対す
   る、位置補正（ストップロック）制御時の補正力の利得
   を低下させることにより、 バックラッシュ領域内での発振状態を抑制することを特
   徴とした回転物体の位置補正制御方法。
2. 【請求項２】 上記位置補正（ストップロック）制御時
   において、 タコメータ（１５）の出力信号から、停止すべき目標位
   置に対する位置ずれ方向を求め、 該位置ずれ方向が、前回と逆になったことを検出し、 かつ、この位置ずれ方向が、所定回数変化したことを検
   出した際、 回転機構部のバックラッシュ領域と判定することを特徴
   とした請求項１記載の回転物体の位置補正制御方法。
3. 【請求項３】 上記回転機構部のバックラッシュ領域を
   検出した際、 モータ（４）のイナーシャ値を、モータ単品値へ下げる
   ことを特徴とした請求項１、又は２記載の回転物体の位
   置補正制御方法。
4. 【請求項４】 上記回転物体が、 複数のカートリッジ式記録媒体（９）を保管するセルド
   ラム（１０）と、 カートリッジ式記録媒体に対して、記録／再生を行う磁
   気テープ装置（２）と、 カートリッジ式記録媒体の投入及び排出を行うカートリ
   ッジ投入排出機構（６）と、 カートリッジ式記録媒体の運搬を行うアクセッサ（５，
   ７）とを具備し、 カートリッジ式記録媒体の装着、取り外し、保管、記録
   再生等を自動的に行う磁気テープライブラリ装置のセル
   ドラム（１０）であり、 かつ、上記回転機構部が、セルドラム（１０）に結合さ
   れたギア（１３，１４）であることを特徴とした請求項
   １、又は２、又は３記載の回転物体の位置補正制御方
   法。