JPH06131755A - 磁気記録再生装置のモータ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 駆動回路を変更せずに、エラーデータ変換回
路によってモータの制御特性の改善を図る。 【構成】 磁気テープが低負荷で走行中に負荷変動が大
きくなった場合、速度ゲイン乗算回路９からのエラーデ
ータを、エラーデータの符号判定と、符号反転後任意設
定可能な値との加算、およびキャプスタンモータ４の回
転方向の切り換え信号の出力を行うエラーデータ変換回
路１０に入力し、エラーデータ変換回路１０で変換され
たエラーデータをＤ／Ａ変換器１４でＤ／Ａ変換後、ア
ナログ電圧として駆動回路１６に入力することによっ
て、速度制御ループとしての制御性が向上し、磁気テー
プの走行する速度偏差を小さくでき、磁気テープに記録
された情報を正確に読み取ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビデオテープレコーダ
ー（ＶＴＲ）やデジタルオーディオテープレコーダー
（ＤＡＴ）、デジタルコンパクトカセットレコーダー
（ＤＣＣ）などに用いることのできる、磁気記録再生装
置のモータ制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＶＴＲやＤＡＴ、ＤＣＣなどの磁
気テープを一定速度で走行させるためのモータ制御装置
が多用化されている。

【０００３】以下図面を参照しながら、上述した従来の
磁気記録再生装置のモータ制御装置の一例について説明
する。

【０００４】図１２は従来の磁気記録再生装置のモータ
制御装置のブロック図を示すものである。図１２におい
て、１は磁気テープ、２はピンチローラ、３はキャプス
タン、４はキャプスタン３を駆動させるキャプスタンモ
ータ、５はキャプスタン３の回転速度に比例した周波数
の信号を出力する周波数発生器（ＦＧ）、６はＦＧ５の
出力信号の周期を内部クロックを計数することによりキ
ャプスタン３の回転速度をデジタル値で出力するキャプ
スタン速度検出回路、７は磁気テープ１の目標とする走
行速度に対応した任意設定可能なキャプスタン３の目標
回転速度をデジタル値で出力する速度目標値出力回路、
８はキャプスタン速度検出回路６の出力値と速度目標値
出力回路７の出力値との差をエラーデータとしてデジタ
ル値で出力する引算器、９は引算器８からのエラーデー
タに任意設定可能なゲイン（正の数）を乗算してデジタ
ル値を出力する速度ゲイン乗算回路、１１はキャプスタ
ンモータ４の回転方向を決定させるための回転方向指
令、１４は速度ゲイン乗算回路９からのエラーデータを
アナログ電圧に変換するＤ／Ａ変換器、１５はキャプス
タンモータ４を駆動させるために必要な基準電圧、１６
はＤ／Ａ変換器１４からのアナログ電圧と、基準電圧１
５、および回転方向指令１１をもとにキャプスタンモー
タ４を駆動させる駆動回路である。

【０００５】以上のように構成された磁気記録再生装置
のモータ制御装置について、以下図１２を用いてその動
作を説明する。

【０００６】図１２において、キャプスタン３、キャプ
スタンモータ４、ＦＧ５、キャプスタン速度検出回路
６、速度目標値出力回路７、引算器８、速度ゲイン乗算
器９、回転方向指令１１、Ｄ／Ａ変換器１４、基準電圧
１５、駆動回路１６からなる速度制御ループで、ＦＧ５
からの出力周波数がキャプスタン速度検出回路６にてキ
ャプスタン３の回転速度値として検出されて、この回転
速度値が目標速度値出力回路７からの目標回転速度値に
相当する値になると、キャプスタンモータ４はほぼ一定
回転で安定に回転するような構成となっている。

【０００７】ここで磁気テープ１がＰＬＡＹ／ＣＵＥ／
ＦＦなどの走行状態中にキャプスタン３に何らかの負荷
変動が加わって、たとえばキャプスタン速度検出回路６
からの回転速度値が速度目標値出力回路７からの目標回
転速度値より小さくなったとき、引算器８からは正の数
のエラーデータとしてデジタル値が出力される。このデ
ジタル値が速度ゲイン乗算回路９にて任意設定可能なゲ
イン（正の数）で乗算されたのちＤ／Ａ変換器１４に入
力される。Ｄ／Ａ変換器１４では入力されたエラーデー
タに比例したアナログ電圧に変換するとともに、エラー
データが正の数なら基準電圧１５より高いアナログ電圧
に、エラーデータが負の数なら基準電圧１５より低いア
ナログ電圧に変換するように構成されており、この場合
エラーデータが正の数であることから、基準電圧１５よ
りも高いアナログ電圧に変換されることとなる。

【０００８】ところで回転方向指令１１からは磁気テー
プの走行方向に対応して正転か反転かのどちらか一方の
指令信号が出力されることとなり、たとえばＰＬＡＹ／
ＣＵＥ／ＦＦなどの状態では正転指令、ＲＥＶＩＥＷ／
ＲＥＷなどの状態では反転指令が出力されるものとする
と、この場合はＰＬＡＹ／ＣＵＥ／ＦＦなどの走行状態
中であることから回転方向指令１１からは正転指令が常
時出力される。

【０００９】駆動回路１６では回転方向指令１１からの
指令信号によってキャプスタンモータ４の回転方向を決
定し、基準電圧１５とＤ／Ａ変換器１４からのアナログ
電圧によってキャプスタンモータ４の駆動を制御するよ
うになっており、図１３に示すようにＤ／Ａ変換器１４
からのアナログ電圧が基準電圧１５より低いときにはキ
ャプスタンモータ４には電流を流さず、Ｄ／Ａ変換器１
４からのアナログ電圧が基準電圧１５以上のときに、そ
のアナログ電圧に比例した電流をキャプスタンモータ４
に流すような制御特性を持っている。

【００１０】このことより回転方向指令１１から正転指
令信号が、Ｄ／Ａ変換器１４からは基準電圧１５よりも
高いアナログ電圧が駆動回路１６に入力されると、駆動
回路１６ではそのアナログ電圧に比例した電流をキャプ
スタンモータ４に流すことによって、キャプスタン３を
同一回転方向で、回転速度を加速させて目標とする回転
速度に近づけていき、この一連の動作を継続することで
目標とする回転速度でほぼ安定に回転することとなる。

【００１１】また、逆にキャプスタン速度検出回路６か
らの回転速度値が速度目標値出力回路７からの目標回転
速度値より大きくなったときも同様で、Ｄ／Ａ変換器１
４からは基準電圧１５よりも低い電圧が出力されて、駆
動回路１６では図１３に示す特性からキャプスタンモー
タ４には電流を流さないようにし、キャプスタンモータ
４の慣性によってキャプスタン３の回転速度を現状より
も少し遅い速度で回転させて目標とする回転速度に近づ
けていき、この一連の動作を継続することで目標とする
回転速度でほぼ安定に回転することとなる。

【００１２】図１４は速度ゲイン乗算回路９からＤ／Ａ
変換器１４に入力されるエラーデータに対するＤ／Ａ変
換器１４からのアナログ電圧の関係を表したものであ
り、速度ゲイン乗算回路９からＤ／Ａ変換器１４に入力
されるエラーデータがゼロのときＤ／Ａ変換器１４から
のアナログ電圧は基準電圧１５に相当し、速度ゲイン乗
算回路９からＤ／Ａ変換器１４に入力されるエラーデー
タが正の数のときはＤ／Ａ変換器１４からのアナログ電
圧は基準電圧１５よりも高い電圧、速度ゲイン乗算回路
９からＤ／Ａ変換器１４に入力されるエラーデータが負
の数のときはＤ／Ａ変換器１４からのアナログ電圧は基
準電圧１５よりも低い電圧に変換されることとなり、こ
の関係と図１３の駆動回路１６の制御特性から、速度ゲ
イン乗算回路９からＤ／Ａ変換器１４に入力されるエラ
ーデータに対する駆動回路１６でキャプスタンモータ４
に流す電流の関係は図１５のように表される。

【００１３】図１６は磁気テープ１を低負荷および高負
荷の状態で走行させたとき、速度ゲイン乗算回路９から
Ｄ／Ａ変換器１４に入力されるエラーデータと駆動回路
１６でキャプスタンモータ４に流す電流の関係を表すグ
ラフ上で、実際にどのように動作するかを具体的に表し
たものである。

【００１４】図１６において、Ａは高負荷時においてキ
ャプスタンモータ４を所定の回転速度で駆動させるため
の動作ポイント、Ａ１は高負荷時における負荷変動によ
る動作ポイントの上限値、Ａ２は高負荷時における負荷
変動による動作ポイントの下限値、Ｂは低負荷において
キャプスタンモータ４を所定の回転速度で動作させるた
めの動作ポイント、Ｂ１は低負荷時における負荷変動に
よる動作ポイントの上限値、Ｂ２は低負荷時における負
荷変動による動作ポイントの下限値、Ｅａは高負荷時に
おいてキャプスタンモータ４を所定の回転速度で駆動さ
せるために速度ゲイン乗算回路９からＤ／Ａ変換器１４
に入力されるエラーデータ、Ｅａ１は高負荷時における
負荷変動によって速度ゲイン乗算回路９からＤ／Ａ変換
器１４に入力されるエラーデータの上限値、Ｅａ２は高
負荷時における負荷変動によって速度ゲイン乗算回路９
からＤ／Ａ変換器１４に入力されるエラーデータの下限
値、Ｅｂは低負荷時においてキャプスタンモータ４を所
定の回転速度で駆動させるために速度ゲイン乗算回路９
からＤ／Ａ変換器１４に入力されるエラーデータ、Ｅｂ
１は低負荷時における負荷変動によって速度ゲイン乗算
回路９からＤ／Ａ変換器１４に入力されるエラーデータ
の上限値、Ｅｂ２は高負荷時における負荷変動によって
速度ゲイン乗算回路９からＤ／Ａ変換器１４に入力され
るエラーデータの下限値、Ｉａは高負荷時においてキャ
プスタンモータ４を所定の回転速度で駆動させるために
キャプスタンモータ４に流す電流、Ｉａ１は高負荷時に
おける負荷変動によってキャプスタンモータ４に流す電
流の上限値、Ｉａ２は高負荷時における負荷変動によっ
てキャプスタンモータ４に流す電流の下限値である。Ｉ
ｂは低負荷時においてキャプスタンモータ４を所定の回
転速度で駆動させるためにキャプスタンモータ４に流す
電流、Ｉｂ１は低負荷時における負荷変動によってキャ
プスタンモータ４に流す電流の上限値、Ｉｂ２は低負荷
時における負荷変動によってキャプスタンモータ４に流
す電流の下限値である。

【００１５】図１２および図１６を用いて、磁気テープ
１が低負荷および高負荷の状態で走行する場合、速度ゲ
イン乗算回路９からＤ／Ａ変換器１４に入力されるエラ
ーデータと駆動回路１６でキャプスタンモータ４に流す
電流の関係を表すグラフ上での実際の動作を説明する。

【００１６】磁気テープ１が高負荷の状態で走行する場
合は、キャプスタン３、キャプスタンモータ４、ＦＧ
５、キャプスタン速度検出回路６、速度目標値出力回路
７、引算器８、速度ゲイン乗算器９、回転方向指令１
１、Ｄ／Ａ変換器１４、基準電圧１５、駆動回路１６か
らなる速度制御ループにおいて、速度目標値出力回路７
からの目標回転速度値に対してキャプスタン速度検出回
路６からの回転速度値はかなり小さい値を示すようにな
り、結果として速度ゲイン乗算回路９からＤ／Ａ変換器
１４に入力されるエラーデータはかなり大きな正の数に
なって（図１６のＥａ）、駆動回路１６ではＩａの電流
を流すことから、磁気テープが高負荷の状態で走行する
ときの動作ポイントはＡであることがわかる。また、実
際には負荷変動が存在するために、これによって速度ゲ
イン乗算回路９からＤ／Ａ変換器１４に入力されるエラ
ーデータがＥａ１からＥａ２まで変化すると考えた場
合、動作としてはＡ１からＡ２までの間を変動しながら
キャプスタンモータ４の駆動を制御することとなる。

【００１７】同様に磁気テープ１が低負荷の状態で走行
する場合には、高負荷の状態よりも速度目標値出力回路
７からの目標回転速度値とキャプスタン速度検出回路６
からの回転速度値との差は小さくなり、結果として速度
ゲイン乗算回路９からＤ／Ａ変換器１４に入力されるエ
ラーデータは図１６のＥｂになり、キャプスタンモータ
４にはＩｂの電流を流すことになる。また、実際には負
荷変動によって速度ゲイン乗算回路９からＤ／Ａ変換器
１４に入力されるエラーデータがＥｂ１からＥｂ２まで
変化すると考えた場合、動作としてはＢ１からＢ２まで
の間を変動しながらキャプスタンモータ４の駆動を制御
することとなる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな従来の磁気記録再生装置のモータ制御装置では、磁
気テープ１が低負荷の状態で走行する場合、負荷変動に
よって速度ゲイン乗算回路９からＤ／Ａ変換器１４に入
力されるエラーデータがゼロより小さい負の数になるこ
とがある（図１６のＥｂ２）。負荷変動が小さければ速
度ゲイン乗算回路９からＤ／Ａ変換器１４に入力される
エラーデータはゼロをわずかに下回るだけで、図１２で
の速度制御ループにおいては特に問題は生じないが、何
らかの要因によって負荷変動が急激に大きくなった場合
には、図１６のＢ１からＢ２までの動作範囲を越えて、
速度ゲイン乗算回路９からＤ／Ａ変換器１４に入力され
るエラーデータが下限はＥｂ２よりもさらに小さくなる
（負の数として大きくなる）とともに、上限はＥｂ１よ
りもさらに大きくなる。速度ゲイン乗算回路９からＤ／
Ａ変換器１４に入力されるエラーデータがＥｂ１よりも
大きくなる場合は、キャプスタンモータ４にそのエラー
データが大きくなった分だけの電流を余計に流すことに
よって所定の回転速度に早く上げることができるが、エ
ラーデータがＥｂ２よりも小さくなった（負の数として
大きくなった）場合、キャプスタンモータ４に流す電流
はエラーデータがＥｂ２の時に流す電流と全く同じであ
るとともにその電流はゼロである。このことから速度ゲ
イン乗算回路９からＤ／Ａ変換器１４に入力されるエラ
ーデータがゼロより小さいときにはキャプスタンモータ
４は所定の回転速度に早く下げることはできず、慣性に
よって徐々に所定の回転速度に下がることとなるため、
速度制御ループ全体としての応答速度が非常に遅くな
り、磁気テープの走行する速度偏差が大きくなって、結
果として磁気テープに記録された情報を正確に読み取る
ことができなくなるとともに、磁気テープ上に正確に情
報を記録できなくなってしまうという問題点を有してい
た。

【００１９】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、駆動
回路の変更を行わずに速度制御ループ全体の制御性を向
上することによって、負荷変動が急激に大きくなって
も、磁気テープの走行する速度偏差を小さくして、磁気
テープに記録された情報を正確に読み取るとともに、磁
気テープ上に正確に情報を記録することのできる磁気記
録再生装置のモータ制御装置を提供することを目的とし
てなされたものである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の磁気記録再生装置のモータ制御装置は、磁気
テープを走行させるためのキャプスタンおよびピンチロ
ーラと、前記キャプスタンを駆動させるキャプスタンモ
ータと、前記キャプスタンの回転速度に比例して発生さ
れる速度検出信号の周期または周波数から前記キャプス
タンの回転速度に対応するデジタル値を出力する速度検
出手段と、前記磁気テープの目標とする走行速度に対応
した前記キャプスタンの回転速度をデジタル値で出力す
る速度目標値出力手段と、前記速度目標値出力手段から
の出力値と前記速度検出手段の出力値との差をエラーデ
ータとしてデジタル値で出力する速度誤差検出手段と、
前記速度誤差検出手段からのエラーデータに任意設定可
能なゲイン（正の数）を乗算してデジタル値を出力する
速度ゲイン乗算手段と、前記速度ゲイン乗算手段から出
力されるエラーデータが正の数か負の数かによって、前
記エラーデータをそのままデジタル値として出力する
か、前記エラーデータの符号を反転した後、任意設定可
能な値を加算した結果をデジタル値で出力するかの切り
換えを行うと同時に、前記キャプスタンモータの回転方
向を切り換えるための回転方向切り換え信号を出力する
エラーデータ変換手段と、前記キャプスタンモータの回
転方向を決定させるための指令を出力する回転方向指令
出力手段と、前記回転方向指令出力手段の出力を反転さ
せて出力する回転方向指令反転出力手段と、前記エラー
データ変換手段の回転方向切り換え信号によって、前記
回転方向指令出力手段からの指令あるいは前記回転方向
指令反転出力手段からの反転指令を切り換えて出力する
指令切り換え手段と、前記エラーデータ変換手段の出力
をアナログ電圧に変換するＤ／Ａ変換器と、前記キャプ
スタンモータを駆動させるための基準となる電圧を出力
する基準電圧出力手段と、前記Ｄ／Ａ変換器の出力と前
記基準電圧出力手段の出力、および前記指令切り換え手
段からの出力を駆動信号として前記キャプスタンモータ
を駆動させる駆動手段とを備えたものである。

【００２１】

【作用】本発明は上記した構成によって、磁気テープが
低負荷の状態で走行中に負荷変動が急激に大きくなっ
て、速度ゲイン乗算手段からのエラーデータがゼロを大
きく下回る場合も、速度ゲイン乗算手段からのエラーデ
ータをいったんエラーデータ変換手段に入力し、エラー
データ変換手段ではエラーデータが負の数であり、あら
かじめ任意設定された値より小さい（負の数として大き
い）と判定したときに、エラーデータの符号を反転（正
の数に）した後、前記のあらかじめ任意設定された値を
加算した結果をデジタル値としてＤ／Ａ変換手段へ出力
するとともに、駆動手段に回転方向指令反転出力手段か
らの指令が出力されるように指令切り換え手段に回転方
向切り換え信号を出力することによって、駆動手段では
基準電圧出力手段からの基準電圧より高いＤ／Ａ変換手
段からのアナログ電圧が入力されるとともに、回転方向
指令出力手段からの指令とは逆の回転方向指令が入力さ
れることとなるために、キャプスタンモータを逆転する
ように駆動することとなり、所定の回転速度に早く下げ
ることができ、速度制御ループ全体としての応答速度が
非常に早くなって磁気テープの走行する速度偏差を小さ
くできて、結果として磁気テープに記録された情報を正
確に読み取ることができるとともに、磁気テープ上に正
確に情報を記録することができる。

【００２２】さらに、駆動手段を変更することなく、速
度制御ループ全体としての制御性の改善を図ることがで
きる。

【００２３】

【実施例】以下本発明の実施例について、図１を参照し
ながら説明する。

【００２４】図１は本発明の実施例における磁気記録再
生装置のモータ制御装置全体のブロック図を示すもので
ある。図１において、１は磁気テープ、２はピンチロー
ラ、３はキャプスタン、４はキャプスタン３を駆動させ
るキャプスタンモータ、５はキャプスタン３の回転速度
に比例した周波数の信号を出力するＦＧ、６はＦＧ５の
出力信号の周期を内部クロックを計数することによりキ
ャプスタン３の回転速度をデジタル値で出力するキャプ
スタン速度検出回路、７は磁気テープ１の目標とする走
行速度に対応した任意設定可能なキャプスタン３の目標
回転速度をデジタル値で出力する速度目標値出力回路、
８はキャプスタン速度検出回路６の出力値と速度目標値
出力回路７の出力値との差をエラーデータとしてデジタ
ル値で出力する引算器、９は引算器８からのエラーデー
タに任意設定可能なゲイン（正の数）を乗算してデジタ
ル値を出力する速度ゲイン乗算回路、１０は速度ゲイン
乗算手段９から出力されるエラーデータが正の数か負の
数かによって、エラーデータをそのままデジタル値とし
て出力するか、エラーデータの符号を反転した後、任意
設定可能な値を加算した結果をデジタル値で出力するか
の切り換えを行うと同時に、キャプスタンモータ４の回
転方向を切り換えるための回転方向切り換え信号を出力
するエラーデータ変換回路、１１はキャプスタンモータ
４の回転方向を決定させるための回転方向指令、１２は
回転方向指令１１を反転する反転器、１３はエラーデー
タ変換回路１２からの回転方向切り換え信号によって回
転方向指令１１か反転器１２を通った指令に切り換える
切り換えスイッチ、１４はエラーデータ変換回路１０か
らのエラーデータをアナログ電圧に変換するＤ／Ａ変換
器、１５はキャプスタンモータ４を駆動させるために必
要な基準電圧、１６はＤ／Ａ変換器１４からのアナログ
電圧と、基準電圧１５、および切り換えスイッチ１３か
らの回転方向指令をもとにキャプスタンモータ４を駆動
させる駆動回路である。

【００２５】以上のように構成された本実施例の磁気記
録再生装置のモータ制御装置について、以下図１を用い
てその動作を説明する。

【００２６】図１において、キャプスタン３、キャプス
タンモータ４、ＦＧ５、キャプスタン速度検出回路６、
速度目標値出力回路７、引算器８、速度ゲイン乗算器
９、エラーデータ変換回路１０、回転方向指令１１、反
転器１２、切り換えスイッチ１３、Ｄ／Ａ変換器１４、
基準電圧１５、駆動回路１６からなる速度制御ループ
で、ＦＧ５からの出力周波数がキャプスタン速度検出回
路６にてキャプスタン３の回転速度値として検出され
て、この回転速度値が目標速度値出力回路７からの目標
回転速度値に相当する値になると、キャプスタンモータ
４はほぼ一定回転で安定に回転するような構成となって
いる。

【００２７】ここで磁気テープ１がＰＬＡＹ／ＣＵＥ／
ＦＦなどの走行状態中にキャプスタン３に何らかの負荷
変動が加わって、たとえばキャプスタン速度検出回路６
からの回転速度値が速度目標値出力回路７からの目標回
転速度値より小さくなったとき、引算器８からは正の数
のエラーデータとしてデジタル値が出力される。このデ
ジタル値が速度ゲイン乗算回路９にて任意設定可能なゲ
イン（正の数）で乗算されたのちエラーデータ変換回路
１０に入力される。エラーデータ変換回路１０では入力
されたエラーデータが正の数の場合は、そのままエラー
データをデジタル値としてＤ／Ａ変換器１４へ出力する
とともに、キャプスタンモータ４の回転方向を回転方向
指令１１からの指令のままになるように切り換えスイッ
チ１３へ回転方向切り換え信号を出力する。

【００２８】Ｄ／Ａ変換器１４では入力されたエラーデ
ータに比例したアナログ電圧に変換するとともに、エラ
ーデータが正の数なら基準電圧１５より高いアナログ電
圧に、エラーデータが負の数なら基準電圧１５より低い
アナログ電圧に変換するように構成されており、この場
合エラーデータが正の数であることから、基準電圧１５
よりも高いアナログ電圧に変換されることとなる。

【００２９】ところで回転方向指令１１からは磁気テー
プの走行方向に対応して正転か反転かのどちらか一方の
指令信号が出力されることとなり、たとえばＰＬＡＹ／
ＣＵＥ／ＦＦなどの状態では正転指令、ＲＥＶＩＥＷ／
ＲＥＷなどの状態では反転指令が出力されるものとする
と、この場合はＰＬＡＹ／ＣＵＥ／ＦＦなどの走行状態
中であることから回転方向指令１１からは正転指令が常
時出力され、切り換えスイッチ１３においてもエラーデ
ータ変換回路１０からの回転方向切り換え信号により、
正転指令側に設定されていることとなる。

【００３０】駆動回路１６では切り換えスイッチ１３を
通った回転方向指令信号によってキャプスタンモータ４
の回転方向を決定し、基準電圧１５とＤ／Ａ変換器１４
からのアナログ電圧によってキャプスタンモータ４の駆
動を制御するようになっており、図２に示すようにＤ／
Ａ変換器１４からのアナログ電圧が基準電圧１５より低
いときにはキャプスタンモータ４には電流を流さず、Ｄ
／Ａ変換器１４からのアナログ電圧が基準電圧１５以上
のときに、そのアナログ電圧に比例した電流をキャプス
タンモータ４に流すような制御特性を持っていることか
ら、切り換えスイッチ１３から正転指令信号が、Ｄ／Ａ
変換器１４からは基準電圧１５よりも高いアナログ電圧
が駆動回路１６に入力されると、駆動回路１６ではその
アナログ電圧に比例した電流をキャプスタンモータ４に
流すことによって、キャプスタン３を同一回転方向で、
回転速度を加速させて目標とする回転速度に近づけてい
き、この一連の動作を継続することで目標とする回転速
度でほぼ安定に回転することとなる。

【００３１】また、逆にキャプスタン速度検出回路６か
らの回転速度値が速度目標値出力回路７からの目標回転
速度値より大きくなったとき、引算器８からは負の数の
エラーデータとしてデジタル値が出力される。このデジ
タル値が速度ゲイン乗算回路９にて任意設定可能なゲイ
ン（正の数）で乗算されたのちエラーデータ変換回路１
０に入力される。エラーデータ変換回路１０では入力さ
れたエラーデータが負の数の場合、エラーデータがあら
かじめ任意設定された値より小さいとき（負の数として
大きいとき）には、エラーデータの符号を反転（正の数
に）した後、そのあらかじめ任意設定された値を加算し
た結果をデジタル値で出力するとともに、切り換えスイ
ッチ１３が反転器１２からの回転方向指令信号に切り換
わるように回転方向切り換え信号を切り換えスイッチ１
３へ出力して、エラーデータがあらかじめ任意設定され
た値以上のときにはエラーデータが正の数の場合と同じ
ようにデジタル値と回転方向切り換え信号を出力する。

【００３２】エラーデータがあらかじめ任意設定された
値より小さい値であった場合は、前記のエラーデータ変
換回路１０の動作によって、Ｄ／Ａ変換器１４からは基
準電圧１５より高いアナログ電圧が出力されることとな
り、駆動回路１６では切り換えスイッチ１３から回転方
向指令１１とは逆の回転方向指令が入力されることか
ら、キャプスタンモータ４を逆転するように駆動させよ
うとして、キャプスタン３の回転速度を減速させて目標
とする回転速度に近づけていき、またエラーデータがあ
らかじめ任意設定された値以上であった場合は、前記の
エラーデータ変換回路１０の動作によって、Ｄ／Ａ変換
器１４からは基準電圧１５より低いアナログ電圧が出力
され、駆動回路１６ではキャプスタンモータ４に電流を
流さないようにして、キャプスタンモータ４の慣性によ
ってキャプスタン３の回転速度を現状よりも少し遅い速
度で回転させて目標とする回転速度に近づけていき、こ
の一連の動作を継続することで目標とする回転速度でほ
ぼ安定に回転することとなる。

【００３３】図３は図１における速度ゲイン乗算回路９
からエラーデータ変換回路１０に入力されるエラーデー
タに対するＤ／Ａ変換器１４からのアナログ電圧の関係
を表したものである。図３において、αはあらかじめ任
意設定されたエラーデータ値であり、速度ゲイン乗算回
路９からエラーデータ変換回路１０に入力されるエラー
データがα以上の場合は、エラーデータが正の方向へ大
きくなるにしたがってＤ／Ａ変換器１４からのアナログ
電圧が基準電圧１５より低い電圧からプラスの方向に上
昇し、速度ゲイン乗算回路９からエラーデータ変換回路
１０に入力されるエラーデータがαよりも小さい（負の
数として大きい）場合は、エラーデータが負の方向へ大
きくなるにしたがってＤ／Ａ変換器１４からのアナログ
電圧が基準電圧１５以上の電圧からプラスの方向に上昇
することとなる。

【００３４】以上のことから速度ゲイン乗算回路９から
エラーデータ変換回路１０に入力されるエラーデータに
よって駆動回路１６でキャプスタンモータ４に流す電流
は図４のように表すことができる。図４においてエラー
データがゼロからあらかじめ任意設定された値（図４の
α）までの間は、キャプスタンモータ４には電流を流さ
ない区間でありこの区間を不感帯領域（デッドゾーン）
と呼ぶ。

【００３５】図５は磁気テープ１を低負荷および高負荷
の状態で走行させたとき、図１における速度ゲイン乗算
回路９からエラーデータ変換回路１０に入力されるエラ
ーデータと駆動回路１６でキャプスタンモータ４に流す
電流の関係を表すグラフ上で、実際にどのように動作す
るかを具体的に表したものである。

【００３６】図５において、Ａは高負荷時においてキャ
プスタンモータ４を所定の回転速度で駆動させるための
動作ポイント、Ａ１は高負荷時における負荷変動による
動作ポイントの上限値、Ａ２は高負荷時における負荷変
動による動作ポイントの下限値、Ｂは低負荷においてキ
ャプスタンモータ４を所定の回転速度で動作させるため
の動作ポイント、Ｂ１は低負荷時における負荷変動によ
る動作ポイントの上限値、Ｂ２は低負荷時における負荷
変動による動作ポイントの下限値、Ｅａは高負荷時にお
いてキャプスタンモータ４を所定の回転速度で駆動させ
るために速度ゲイン乗算回路９からエラーデータ変換回
路１０に入力されるエラーデータ、Ｅａ１は高負荷時に
おける負荷変動によって速度ゲイン乗算回路９からエラ
ーデータ変換回路１０に入力されるエラーデータの上限
値、Ｅａ２は高負荷時における負荷変動によって速度ゲ
イン乗算回路９からエラーデータ変換回路１０に入力さ
れるエラーデータの下限値、Ｅｂは低負荷時においてキ
ャプスタンモータ４を所定の回転速度で駆動させるため
に速度ゲイン乗算回路９からエラーデータ変換回路１０
に入力されるエラーデータ、Ｅｂ１は低負荷時における
負荷変動によって速度ゲイン乗算回路９からエラーデー
タ変換回路１０に入力されるエラーデータの上限値、Ｅ
ｂ２は高負荷時における負荷変動によって速度ゲイン乗
算回路９からエラーデータ変換回路１０に入力されるエ
ラーデータの下限値、Ｉａは高負荷時においてキャプス
タンモータ４を所定の回転速度で駆動させるためにキャ
プスタンモータ４に流す電流、Ｉａ１は高負荷時におけ
る負荷変動によってキャプスタンモータ４に流す電流の
上限値、Ｉａ２は高負荷時における負荷変動によってキ
ャプスタンモータ４に流す電流の下限値である。Ｉｂは
低負荷時においてキャプスタンモータ４を所定の回転速
度で駆動させるためにキャプスタンモータ４に流す電
流、Ｉｂ１は低負荷時における負荷変動によってキャプ
スタンモータ４に流す電流の上限値、Ｉｂ２は低負荷時
における負荷変動によってキャプスタンモータ４に流す
電流の下限値である。

【００３７】図１および図５を用いて、磁気テープ１が
低負荷および高負荷の状態で走行する場合、速度ゲイン
乗算回路９からエラーデータ変換回路１０に入力される
エラーデータと駆動回路１６でキャプスタンモータ４に
流す電流の関係を表すグラフ上での実際の動作を説明す
る。

【００３８】磁気テープ１が高負荷の状態で走行する場
合は、図１のキャプスタン３、キャプスタンモータ４、
ＦＧ５、キャプスタン速度検出回路６、速度目標値出力
回路７、引算器８、速度ゲイン乗算回路９、エラーデー
タ変換回路１０、回転方向指令１１、反転器１２、切り
換えスイッチ１３、Ｄ／Ａ変換器１４、基準電圧１５、
駆動回路１６からなる速度制御ループにおいて、速度目
標値出力回路７からの目標回転速度値に対してキャプス
タン速度検出回路６からの回転速度値はかなり小さい値
を示すようになり、結果として速度ゲイン乗算回路９か
らエラーデータ変換回路１０に入力されるエラーデータ
はかなり大きな正の数になって（図５のＥａ）、駆動回
路１６ではＩａの電流をキャプスタンモータ４に流すこ
とから、磁気テープが高負荷の状態で走行するときの動
作ポイントはＡであることがわかる。また、実際には負
荷変動が存在するために、これによって速度ゲイン乗算
回路９からエラーデータ変換回路１０に入力されるエラ
ーデータがＥａ１からＥａ２まで変化すると考えた場
合、動作としてはＡ１からＡ２までの間を変動しながら
キャプスタンモータ４の駆動を制御することとなる。

【００３９】同様に磁気テープ１が低負荷の状態で走行
する場合には、高負荷の状態よりも速度目標値出力回路
７からの目標回転速度値とキャプスタン速度検出回路６
からの回転速度値との差は小さくなり、結果として速度
ゲイン乗算回路９からエラーデータ変換回路１０に入力
されるエラーデータは図５のＥｂになり、キャプスタン
モータ４にはＩｂの電流を流すことになる。また、実際
には負荷変動によって速度ゲイン乗算回路９からエラー
データ変換回路１０に入力されるエラーデータがＥｂ１
からＥｂ２まで変化すると考えた場合、動作としてはＢ
１からＢ２までの間を変動しながらキャプスタンモータ
４の駆動を制御することとなる。

【００４０】ところで、磁気テープが低負荷の状態で走
行中に負荷変動が急激に大きくなった場合は、図６に示
すように速度ゲイン乗算回路９からエラーデータ変換回
路１０に入力されるエラーデータがＥｂ１’からＥｂ
２’まで大きく変動することとなり、エラーデータが負
の数でさらに不感帯領域を越えたときには、回転方向を
逆転にしてキャプスタンモータ４を駆動させるようにな
る。

【００４１】このように磁気テープが低負荷の状態で走
行中に負荷変動が急激に大きくなった場合においては、
駆動回路１６では回転方向を逆転させるようにキャプス
タンモータ４を駆動するようになり、目標とする回転速
度に早く下げることができ、速度制御ループ全体として
の応答速度を非常に早くすることができる。

【００４２】また、前記の不感帯領域の大きさおよび位
置は任意に設定が可能であり、磁気テープを走行させた
ときの負荷の状態によって決定されるが、この不感帯領
域がなかった場合は、図７のような速度ゲイン乗算回路
９からエラーデータ変換回路１０へ入力されるエラーデ
ータとＤ／Ａ変換器１４からのアナログ電圧の関係を表
すグラフ、および図８のような速度ゲイン乗算回路９か
らエラーデータ変換回路１０へ入力されるエラーデータ
と駆動回路１６からキャプスタンモータ４に流す電流の
関係を表すグラフから、磁気テープが低負荷の状態で走
行するときには負荷変動によりエラーデータがゼロの付
近を変動することとなり、キャプスタンモータ４が正
転、反転を繰り返しながら駆動するようになる。このよ
うな状態を継続していると回転方向の切り換えによっ
て、キャプスタンモータ４に振動や回転ムラが生じ、ま
たキャプスタンモータ４に流れる電流にも切り換えノイ
ズが発生することとなって実用上での問題を有すること
となるため、この問題を解決するためにも不感帯領域は
必要なものである。

【００４３】図９はエラーデータ変換回路１０でのエラ
ーデータの変換手順をフローチャートで示したものであ
る。

【００４４】以上のように本実施例によれば、磁気テー
プが低負荷の状態で走行中に負荷変動が急激に大きくな
った場合でも、エラーデータ変換回路１０で速度ゲイン
乗算回路９からエラーデータ変換回路１０に入力される
エラーデータを変換するとともに、キャプスタンモータ
４の回転方向を切り換える信号を出力することによっ
て、駆動回路１６の変更を行わずに速度制御ループ全体
としての制御性の改善が図れて、磁気テープの走行する
速度偏差を小さくでき、結果として磁気テープに記録さ
れた情報を正確に読み取ることができ、また磁気テープ
上に正確に情報を記録することができる。

【００４５】なお図１において、キャプスタン速度検出
回路６、速度目標値出力回路７、引算器８、速度ゲイン
乗算回路９、エラーデータ変換回路１０、反転器１２、
切り換えスイッチ１３、Ｄ／Ａ変換器１４は１つのＩＣ
として構成でき、またさらにマイクロコンピュータのソ
フトウエアとしても構成が可能であり、キャプスタン３
の回転速度を変更するときでも、速度目標値出力回路７
からの回転速度目標値と速度ゲイン乗算回路９で乗算す
るゲイン、およびエラーデータ変換回路１０での不感帯
領域の設定をソフトウエアで変更することで対応するこ
とができ、ハードウエアの追加、変更を不要とすること
ができる。

【００４６】また、ソフトウエアの構成によってエラー
データ変換回路１０では不感帯領域の位置を図１０およ
び図１１のようにも設定が可能となって、磁気テープの
走行する負荷状態によって設定を最適化するようなこと
にも応用できる。

【００４７】

【発明の効果】以上のように本発明は、磁気テープが低
負荷の状態で走行中に負荷変動が急激に大きくなって、
速度ゲイン乗算手段からのエラーデータがゼロを大きく
下回る場合も、速度ゲイン乗算手段からのエラーデータ
をいったんエラーデータ変換手段に入力し、エラーデー
タ変換手段ではエラーデータが負の数であり、あらかじ
め任意設定された値より小さい（負の数として大きい）
と判定したときに、エラーデータの符号を反転（正の数
に）した後、前記のあらかじめ任意設定された値を加算
した結果をデジタル値としてＤ／Ａ変換手段へ出力する
とともに、駆動手段に回転方向指令反転出力手段からの
指令が出力されるように指令切り換え手段に回転方向切
り換え信号を出力することによって、駆動手段では基準
電圧出力手段からの基準電圧より高いＤ／Ａ変換手段か
らのアナログ電圧が入力されるとともに、回転方向指令
出力手段からの指令とは逆の回転方向指令が入力される
こととなるために、キャプスタンモータを逆転するよう
に駆動することとなり、所定の回転速度に早く下げるこ
とができ、速度制御ループ全体としての応答速度が非常
に早くなって磁気テープの走行する速度偏差を小さくで
きて、結果として磁気テープに記録された情報を正確に
読み取ることができるとともに、磁気テープ上に正確に
情報を記録することができるという効果を得ることがで
きるものである。

【００４８】さらに、デジタル回路とソフトウエアプロ
グラムによって装置が構成できるために、駆動回路を変
更することなく、速度制御ループ全体としての制御性の
改善を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における磁気記録再生装置のモ
ータ制御装置のブロック図

【図２】駆動回路の制御特性図

【図３】本発明の実施例における磁気記録再生装置のモ
ータ制御装置の速度ゲイン乗算回路からエラーデータ変
換回路に入力されるエラーデータに対するＤ／Ａ変換器
からのアナログ電圧の関係を示す特性図

【図４】同装置の速度ゲイン乗算回路からエラーデータ
変換回路に入力されるエラーデータに対する駆動回路か
らキャプスタンモータに流す電流の関係を示す特性図

【図５】同装置の磁気テープを低負荷および高負荷の状
態で走行させたときの速度ゲイン乗算回路からエラーデ
ータ変換回路に入力されるエラーデータに対する駆動回
路からキャプスタンモータに流す電流の関係を示す特性
図

【図６】同装置の磁気テープが低負荷の状態で走行中に
負荷変動が急激に大きくなったときの速度ゲイン乗算回
路からエラーデータ変換回路に入力されるエラーデータ
に対する駆動回路からキャプスタンモータに流す電流の
関係を示す特性図

【図７】同装置の不感帯領域がないときの速度ゲイン乗
算回路からエラーデータ変換回路に入力されるエラーデ
ータに対するＤ／Ａ変換器からのアナログ電圧の関係を
示す特性図

【図８】同装置の不感帯領域がないときの速度ゲイン乗
算回路からエラーデータ変換回路に入力されるエラーデ
ータに対する駆動回路からキャプスタンモータに流す電
流の関係を示す特性図

【図９】同装置のエラーデータ変換回路でのエラーデー
タの変換手順を示すフローチャート図

【図１０】同装置の速度ゲイン乗算回路からエラーデー
タ変換回路に入力されるエラーデータに対する駆動回路
からキャプスタンモータに流す電流の関係で、不感帯領
域の中心がエラーデータのゼロになるよう不感帯領域を
設定した特性図

【図１１】同装置の速度ゲイン乗算回路からエラーデー
タ変換回路に入力されるエラーデータに対する駆動回路
からキャプスタンモータに流す電流の関係で、不感帯領
域をエラーデータが正の数になる位置に設定した特性図

【図１２】従来の磁気記録再生装置のモータ制御装置の
ブロック図

【図１３】駆動回路の制御特性を示す特性図

【図１４】従来の磁気記録再生装置のモータ制御装置の
速度ゲイン乗算回路からＤ／Ａ変換器に入力されるエラ
ーデータに対するＤ／Ａ変換器からのアナログ電圧の関
係を示す特性図

【図１５】同装置の速度ゲイン乗算回路からＤ／Ａ変換
器に入力されるエラーデータに対する駆動回路からキャ
プスタンモータに流す電流の関係を示す特性図

【図１６】同装置の磁気テープを低負荷および高負荷の
状態で走行させたときの速度ゲイン乗算回路からＤ／Ａ
変換器に入力されるエラーデータに対する駆動回路から
キャプスタンモータに流す電流の関係を示す特性図

【符号の説明】

１ 磁気テープ ２ ピンチローラ ３ キャプスタン ４ キャプスタンモータ ５ ＦＧ ６ キャプスタン速度検出回路 ７ 速度目標値出力回路 ８ 引算器 ９ 速度ゲイン乗算回路 １０ エラーデータ変換回路 １１ 回転方向指令 １２ 反転器 １３ 切り換えスイッチ １４ Ｄ／Ａ変換器 １５ 基準電圧 １６ 駆動回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気テープを走行させるためのキャプス
   タンおよびピンチローラと、前記キャプスタンを駆動さ
   せるキャプスタンモータと、前記キャプスタンの回転速
   度に比例して発生される速度検出信号の周期または周波
   数から前記キャプスタンの回転速度に対応するデジタル
   値を出力する速度検出手段と、前記磁気テープの目標と
   する走行速度に対応した前記キャプスタンの回転速度を
   デジタル値で出力する速度目標値出力手段と、前記速度
   目標値出力手段からの出力値と前記速度検出手段の出力
   値との差をエラーデータとしてデジタル値で出力する速
   度誤差検出手段と、前記速度誤差検出手段からのエラー
   データに任意設定可能なゲイン（正の数）を乗算してデ
   ジタル値を出力する速度ゲイン乗算手段と、前記速度ゲ
   イン乗算手段から出力されるエラーデータが正の数か負
   の数かによって、前記エラーデータをそのままデジタル
   値として出力するか、前記エラーデータの符号を反転し
   た後、任意設定可能な値を加算した結果をデジタル値で
   出力するかの切り換えを行うと同時に、前記キャプスタ
   ンモータの回転方向を切り換えるための回転方向切り換
   え信号を出力するエラーデータ変換手段と、前記キャプ
   スタンモータの回転方向を決定させるための指令を出力
   する回転方向指令出力手段と、前記回転方向指令出力手
   段の出力を反転させて出力する回転方向指令反転出力手
   段と、前記エラーデータ変換手段の回転方向切り換え信
   号によって、前記回転方向指令出力手段からの指令ある
   いは前記回転方向指令反転出力手段からの反転指令を切
   り換えて出力する指令切り換え手段と、前記エラーデー
   タ変換手段の出力をアナログ電圧に変換するＤ／Ａ変換
   器と、前記キャプスタンモータを駆動させるための基準
   となる電圧を出力する基準電圧出力手段と、前記Ｄ／Ａ
   変換器の出力と前記基準電圧出力手段の出力、および前
   記指令切り換え手段からの出力を駆動信号として前記キ
   ャプスタンモータを駆動させる駆動手段とを備えたこと
   を特徴とする磁気記録再生装置のモータ制御装置。
2. 【請求項２】 前記エラーデータ変換手段では、前記速
   度ゲイン乗算手段からのエラーデータが正の数の場合
   は、そのままエラーデータをデジタル値として出力し
   て、前記駆動手段に前記回転方向指令出力手段からの指
   令が出力されるように前記指令切り換え手段に前記回転
   方向切り換え信号を出力し、前記速度ゲイン乗算手段か
   らのエラーデータが負の数の場合は、前記エラーデータ
   が任意設定可能な値より小さいときのみ、前記エラーデ
   ータの符号を反転した後、前記任意設定可能な値を加算
   した結果をデジタル値として出力して、前記駆動手段に
   前記回転方向指令反転出力手段からの指令が出力される
   ように前記指令切り換え手段に前記回転方向切り換え信
   号を出力するようになり、前記エラーデータが前記任意
   設定可能な値以上のときは前記エラーデータが正の数の
   場合と同じように出力することを特徴とする磁気記録再
   生装置のモータ制御装置。
3. 【請求項３】 前記駆動手段では、前記Ｄ／Ａ変換器の
   出力と前記基準電圧出力手段の出力を比較して、前記Ｄ
   ／Ａ変換器の出力が前記基準電圧出力手段の出力より低
   い場合は、前記キャプスタンモータを駆動させないよう
   に電流は流さず、前記Ｄ／Ａ変換器の出力が前記基準電
   圧出力手段の出力より高い場合は、前記キャプスタンモ
   ータを前記指令切り換え手段からの回転方向指令に従っ
   た方向へ、前記Ｄ／Ａ変換器からの出力に比例した電流
   を流して駆動させることを特徴とする磁気記録再生装置
   のモータ制御装置。
4. 【請求項４】 前記Ｄ／Ａ変換器では、前記エラーデー
   タ変換手段の出力に比例したアナログ電圧に変換すると
   ともに、前記エラーデータ変換手段の出力が正の数の場
   合は前記基準電圧出力手段からの出力より高いアナログ
   電圧に、前記エラーデータ変換手段の出力が負の数の場
   合は前記基準電圧出力手段からの出力より低いアナログ
   電圧に変換することを特徴とする磁気記録再生装置のモ
   ータ制御装置。