JPH0664782B2

JPH0664782B2 - テープ走行制御装置

Info

Publication number: JPH0664782B2
Application number: JP62253977A
Authority: JP
Inventors: 晴男中野
Original assignee: 小谷電機株式会社
Priority date: 1987-10-07
Filing date: 1987-10-07
Publication date: 1994-08-22
Anticipated expiration: 2009-08-22
Also published as: JPH0196852A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、テープの走行を制御するテープ走行制御装置
に関するもので、特に磁気テープを長尺に巻いた供給リ
ールから該磁気テープを供給し、カセットケースに内蔵
する小形の巻き取りリールに磁気テープを巻き替えるた
めの巻き替え装置に応用して有用なテープ走行制御装置
に関するものである。

〔従来技術〕

ビデオカセットなどの磁気テープカセットを生産する場
合は、磁気テープカセットに内蔵される小形のリール
に、磁気テープを巻き替える工程が必要である。

磁気テープは、磁気テープカセットに内蔵される予定の
ものであっても、長尺にまかれたバルクテープリールと
して供給される。一方磁気テープカセットは、多数の規
格があるため、目的の磁気テープカセットを生産するた
めには、バルクテープリールから磁気テープを巻きほど
き、磁気テープカセットに内蔵される小形のリールに区
切りながら巻きかえる必要がある。この巻き替え工程に
使用される装置が巻き替え装置である。

ところで、１巻のバルクテープリールに巻かれた磁気テ
ープは、例えば磁気テープカセットに内蔵される小形リ
ールの25巻分の長さがある。この場合、巻き替え装置
は、１巻のバルクテープリールにつき、25回の加速及び
減速を繰り返す。

このような巻き替え装置に課せられた一般的な課題は、
巻き替えの能率を上げるため、出来るだけ高速でテープ
を走行させるということである。しかし、いかにテープ
の走行速度が早い場合であっても、磁気テープカセット
に内蔵される磁気テープは、張力が精密に制御され、か
つテープに巻き乱れがないように巻き替えるという条件
も同時に満足されなければならない。

巻き替え装置に応用される従来のテープ走行制御装置と
しては、特開昭61-172243号に示された技術が知られて
いる。ここには、テープの走行速度の制御を供給リール
の回転数で制御し、テープの張力を巻き取りモーターに
一定の電流を流すことによって制御する技術が示されて
いる。この張力制御の原理は、モーターのトルクが、モ
ーターに流れる電流によって決まることを利用したもの
である。この方式の場合は、モーターに流れる電流に応
じたテープの張力が得られる。

また、特開昭62-195747号には、巻き替え装置に応用し
た例ではないが、テープの張力をテンションアームで直
接検出して張力を維持する構成とし、モーターの負荷状
態によって、張力制御系の制御定数を補正するテープ走
行制御装置の技術が知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来の技術は、走行中のテープの張力を適
当な範囲に正確に維持したまま、テープの急加速及び急
減速を行うことができないという問題点があった。

この原因は、巻き取りモーターを定電流駆動する方式で
は、加速度が急速に変化する場合に、テープ走行系の慣
性によりテープの張力も変化してしまうためである。

またテープの張力を直接検出して張力を制御する方式で
は、張力の制御系が遅れ要素を含み、さらに系の利得を
上げることができず、また応答周波数も制限されるた
め、テープを急加速又は急減速するときに十分な張力制
御の追従が行われず、異常な張力が発生するためであ
る。

本発明では、テープを急加速及び急減速しても、テープ
の張力を制御しようとする張力に維持できるテープ走行
制御装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記問題点を解決するために、供給リールを回転駆動し、テープの走行速度を制御しな
がら前記テープを供給する供給手段と、前記テープの走行を検出するテープ走行検出手段と、前記テープの走行経路の途中に設けられ、前記テープの
張力を検出する張力検出手段と、前記供給手段から供給される前記テープを巻き取りリー
ルに巻き取る巻き取り手段と、前記テープ走行検出手段の出力に基づいて、前記テープ
の巻き取り速度を所定の速度と一致するように制御する
ための速度信号を発生する速度信号発生手段と、前記張力検出手段の出力と前記速度信号発生手段の出力
との乗算手段の出力に基づいて、前記テープの張力を制
御するための張力制御信号を発生する張力信号発生手段
と、前記速度信号発生手段及び張力信号発生手段の出力に基
づいて前記巻き取り出力を制御する巻き取り駆動手段によってテープ走行制御装置を構成したものである。

〔作用〕

供給手段は、テープの走行速度の制御系を含んでおり、
テープの走行速度は供給手段に含まれるテープの走行速
度の制御系により制御される。

供給手段によって供給されるテープは、巻き取り手段に
よって巻き取られる。巻き取り手段は、巻き取り駆動手
段によって駆動される。巻き取り駆動手段には、２つの
入力要素が入力される。１つは、速度信号発生手段から
の出力であり、他の１つは、張力検出手段からの出力で
ある。

速度信号発生手段は、巻き取り手段の回転数を決める。
速度信号発生手段は、走行検出手段の出力により現在の
テープ走行速度を検出し、巻き取り手段がそのテープ速
度で巻き取るように巻き取り駆動手段に信号を出力す
る。この走行検出手段、速度信号発生手段、巻き取り駆
動手段及び巻き取り手段より構成される系は、現在のテ
ープ速度を入力とし、巻き取り手段の回転数を出力とす
る開ループ制御系である。

張力制御信号発生手段は、張力検出手段によって検出し
たテープの張力に対応する信号によって、巻き取り駆動
手段を通して巻き取り手段を制御する。この張力検出手
段、張力制御信号発生手段、張力制御信号発生手段、巻
き取り駆動手段及び巻き取り手段から構成される系は、
張力検出手段と巻き取り手段の間に掛け渡されたテープ
によって閉じられており、閉ループ制御系である。ここ
で、張力制御信号発生手段は、その利得を速度信号発生
手段の出力によって可変される。これによって、テープ
の張力は、テープ速度に応じた利得で張力検出手段の出
力信号によって制御される。

テープの走行は、巻き取り側の２つの制御系によって制
御される。

供給手段から送り出されたテープは、現在のテープ速度
を入力とし、巻き取り手段の回転数を出力とする開ルー
プ制御系によって制御された巻き取り手段により巻き取
られる。そのためテープは、供給手段と巻き取り手段の
間で、たるみが増減することなく巻き取られる。一方、
テープの張力は、張力検出手段を検出源とする張力制御
の閉ループ系で制御される。

その結果、張力制御の閉ループは、テープの走行速度や
テープの加速及び減速の状態の影響をほとんど受けるこ
となく張力を制御することが可能となる。

〔実施例〕

第１図は、本発明を実施したテープ走行制御装置のブロ
ック図である。１は磁気テープである。磁気テープ１
は、供給リール２と、巻き取りリール３の間に掛け渡さ
れている。磁気テープ１は、供給リール２から巻き取り
リール３に向けて送られる。

９は供給手段である。供給手段９は、供給モーター４と
送り速度制御手段５によって構成されている。供給モー
ター４は、供給リール２を回転駆動するためのモーター
である。送り制御手段５は、供給モーター４を駆動し制
御する。

10は走行検出手段である。走行検出手段10は、磁気テー
プ１の走行とともに回転する円盤７と、円盤７の回転を
検出する検出素子８で構成されている。走行検出手段10
は、磁気テープ１の走行を検出する。

走行検出手段10の出力は、供給手段９の送り速度制御手
段５に接続されている。送り速度制御手段５は、走行検
出手段10によって磁気テープ１の走行速度を検出し、供
給リール２の回転数を制御する。

11は、張力検出手段である。張力検出手段11は、支点12
を中心に回動可能で、バネ13によって一方向に付勢され
たアーム14と、アーム14の回動角度を検出する角度検出
素子15によって構成されている。アーム14は、一端が磁
気テープ１に接触しており、磁気テープ１の張力を検出
するようになっている。

16は、巻き取り手段である。巻き取り手段16は、巻き取
り手段16の回転を検出する回転検出素子25を含んでい
る。巻き取り手段16は、巻き取りリール13を回転駆動
し、磁気テープ１を巻き取る。

17は速度信号発生手段である。

18は張力信号発生手段である。

19は巻き取り駆動手段である。

供給手段９には、入力として走行検出手段10が接続さ
れ、出力としては、速度制御された磁気テープ１が送り
だされる。供給手段９の速度制御手段５は、速度基準回
路35と駆動回路36から構成されている。速度基準回路35
はマイクロプロセッサで実現可能である。速度基準回路
35には、入力として走行検出手段10が接続されている。
駆動回路36は２つの入力を持ち、一方には、走行検出手
段10が接続され、他の一方には速度基準回路35が接続さ
れている。速度基準回路35は、走行検出手段10の出力を
積算し、磁気テープ１の走行距離に応じた電圧を出力す
る。第４図は、磁気テープ１の走行距離と、速度基準回
路35の出力電圧の関係を示したものである。距離Ｌ０
は、磁気テープ１の走行開始点で、Ｌ３は走行終了点で
ある。第４図に示すように、速度基準回路35の出力は、
Ｌ０からＬ１までは徐々に上昇し、Ｌ１からＬ２までは
一定に維持され、Ｌ２からＬ３までは、徐々に低下す
る。駆動回路36は、走行回路36は、走行検出手段10の出
力周波数に応じた電圧が、速度基準回路35の出力に一致
するように供給モーター４を駆動する。走行検出手段1
0、速度制御手段５及び供給モーター４は、供給リール
２と走行検出手段10の間に掛け渡された磁気テープ１で
閉じられた制御系を形成している。その結果磁気テープ
１は、第４図に示した速度基準回路35の出力電圧に応じ
た速度に速度制御される。

速度信号発生手段17には、入力側に走行検出手段10が接
続され、出力側に巻き取り駆動手段19が接続されてい
る。

張力信号発生手段18には、入力側に張力検出手段11が接
続され、出力側に巻き取り駆動手段19が接続されてい
る。

巻き取り駆動手段19には、入力側に速度信号発生手段17
と張力信号発生手段18が接続されており、出力側に巻き
取り手段16が接続されている。

次に、速度信号発生手段17の詳細な構成の例を示す。速
度信号発生手段17は、回転数基準信号発生手段20、第１
の周波数電圧変換手段21、第１の乗算手段22、第２の周
波数電圧変換手段23及び第１の比較手段24を含んでい
る。回転数基準信号発生手段20及び第１の周波数電圧変
換手段21には、それぞれ走行検出手段10からの出力が接
続されている。また、回転数基準信号発生手段20及び第
１の周波数電圧変換手段の出力は、それぞれ第１の乗算
手段22の入力となる。一方第２の周波数電圧変換手段23
の入力側には、巻き取り手段16の回転を検出する回転検
出素子25が接続されている。第２の周波数電圧変換手段
23及び第１の乗算手段22の出力側は、それぞれ第１の比
較手段24の入力側に接続されている。第１の比較手段24
の出力は、速度信号発生手段17の出力として巻き取り駆
動手段19の一方の入力となる。

回転数基準信号発生手段20、第１の周波数電圧変換手段
21及び第１の乗算手段22は、巻き取り手段16の回転数の
基準となる信号を第１の比較手段24に出力する。その原
理を説明するために、第２図にさらに詳細な構成を示
す。回転数基準信号発生手段20は、積算カウンタ26、読
みだし専用メモリー（ＲＯＭ）27及びデジタルアナログ
コンバーター（Ｄ／Ａコストコンバーター）28から構成
されている。積算カウンタ26は、走行検出手段10から出
力されるパルス信号を順次積算計数するカウンタであ
る。その結果、積算カウンタ26の計数値は、巻き取りリ
ール３に巻かれた磁気テープ１の長さに対応する。カウ
ンタ26の計数結果は、そのままパラレルに出力され、Ｒ
ＯＭ27をアクセスするためのアドレスデータとなる。ア
クセスされたＲＯＭ27の出力データーは、Ｄ／Ａコンバ
ータ28で直流電圧に変換される。ＲＰＭ27に書き込まれ
ているデーターは、カウンタ28の計数値が増加するした
がって、データーの値が減少するデーターである。

第３図にカウンタ26の計数値と、計数値に対応するＲＯ
Ｍ27の出力データーの値の関係を示す。カウンタ26の計
数値は、巻き取りリール３に巻かれた磁気テープ１の長
さに対応するから、巻き取りリール３の径にも対応す
る。従って、開ループの制御系で磁気テープ１の走行速
度を一定に保つには、巻き取りリール３の径の増加にと
もなって、巻き取りリール３の回転を減少させなければ
ならない。第３図に示したグラフの実際の値は、巻き取
りリール３の初期の径と、磁気テープ１の厚みによって
決められる。

一方第１の周波数電圧変換手段（Ｆ／Ｖコンバーター）
21の入力には、走行検出手段10の出力が接続されている
ため、Ｆ／Ｖコンバーター21の出力は、磁気テープ１の
走行速度に対応する。

そして、回転数基準信号発生手段20の出力とＦ／Ｖコン
バーター21の出力を、第１の乗算手段（アナログ乗算回
路）22で乗算すれば、巻き取りリール３の回転数の基準
となる出力が得られる。すなわち、巻き取りリール３
は、アナログ乗算手段22の出力に対応した回転数で回転
すれば、走行検出手段10を通過してくる磁気テープ１を
たるむことなく巻き取ることができる。

第１図に示す第２の周波数電圧変換手段23の出力は、巻
き取り手段16の回転数に対応する。第１の比較手段24
は、第２の周波数電圧変換手段23と第１の乗算手段22の
出力を比較し、その差に応じた信号を巻き取り駆動手段
19に出力する。その結果、巻き取り手段16は、第１の乗
算手段22の出力に従って回転する。

第１図に示す張力基準信号発生手段18は、張力基準手段
29、第２の比較手段30及び第２の乗算手段31によって構
成されている。張力基準手段29の出力側は、第２の比較
手段30の一方の入力側に接続され、張力検出手段11の出
力側は、第２の比較手段30の他の一方の入力側に接続さ
れる。第２の比較手段30は、両方の出力を比較して、そ
の差に応じた値を出力する。第２の乗算手段の一方の入
力側には、第１の周波数電圧変換手段21の速度信号ａの
出力側が接続され、他の一方の入力側には比較手段30の
出力側が接続されている。第２の乗算手段31は、両方の
出力を乗算する。第２の乗算手段の出力は、巻き取り駆
動手段19に入力される。

張力基準手段29は、実際には直流電圧源で実現される。
張力検出手段11の出力は、磁気テープ１の張力に対応し
た直流電圧である。第２の比較手段は、差動入力をもっ
た演算増幅器で実現される。第２の乗算手段31は、アナ
ログ乗算回路で実現される。

張力検出手段11、張力基準信号発生手段18、巻き取り駆
動手段19及び巻き取り手段16は、張力検出手段11と巻き
取り手段16の間に掛け渡された磁気テープ１によって閉
じた系を形成している。その結果、磁気テープ１は、張
力基準手段29によって設定された張力に制御される。

以上のような実施例の構成で、次に動作を説明する。

最初に磁気テープ１は、供給リール２と巻き取りリール
３の間に掛け渡される。そして、張力信号発生手段18と
巻き取り駆動手段19を徐々に動作状態とし、張力検出手
段11で検出された磁気テープ１の張力が、張力信号発生
手段18の張力基準手段19で設定した張力に一致するよう
に設定する。

その状態で、供給手段９と速度信号発生手段17を動作状
態とする。供給手段９が動作状態となると、磁気テープ
１は、直ちに走行を開始し、走行検出手段10によって磁
気テープ１の走行が検出される。走行検出手段10によっ
て、磁気テープ１の走行が検出されれば、速度信号発生
手段17の乗算手段22の出力には、速度信号電圧が発生す
る。その結果、巻き取りリール３は、乗算手段22の出力
たる、速度信号電圧に応じた回転数で回転を始める。

供給手段９から供給される磁気テープ１の速度は、第４
図に示すように、徐々に上昇し、予め設定した速度に達
したならば、一定の速度となり、停止位置の近傍に達し
たならば徐々に減少するように変化する。

その一方で、速度基準信号発生手段17の乗算手段22の出
力は、供給リール２と巻き取りリール３の間で磁気テー
プ１がたるまないように、磁気テープ１の走行速度に応
じた電圧に維持される。それは、磁気テープ１が巻き取
りリール３に巻き取られるに従って、巻き取りリール３
の径は増大するが、速度基準信号発生手段17の第１の周
波数電圧変換手段21の出力が、回転数基準信号発生手段
20の出力によって補正されるためである。すなわち、回
転数基準信号発生手段20の出力は、巻き取りリール３に
磁気テープ１が巻き取られるに従って、第３図に示すよ
うに、徐々に減少するためである。

以上のように、磁気テープ１の張力を制御するための、
張力検出手段11、張力信号発生手段18、巻き取り駆動手
段19及び巻き取り手段16からなる張力制御系は、磁気テ
ープの走行速度の制御系からほぼ隔離される。その結
果、張力制御系は、磁気テープ１の走行系にある例えば
供給リール２や巻き取りリール３の慣性、案内ローラー
の機械損失の要素をほとんど含まない。張力制御系は磁
気テープ１の長手方向の弾性伸縮等に起因する張力の乱
れを制御するのみである。

なお、第１図に示した張力信号発生手段18に含まれる第
２の乗算手段31の入力側は、一方が第１の周波数電圧変
換手段21の出力側は、他の一方の入力側が比較手段30の
出力側に接続されている。この第２の乗算手段31は、第
１の周波数電圧変換手段21の出力によって、磁気テープ
１の走行速度に応じて、張力制御系の利得を変化させる
ものである。第２の乗算手段31の入力の一方に接続され
た第１の周波数電圧変換手段21の出力には、実際には図
示しない定数が加算されており、第１の周波数電圧変換
手段21の出力は、磁気テープ１の走行速度が上昇するに
従って上昇するようになっている。その結果、張力制御
系の利得は、磁気テープ１の速度が上昇するに従って増
大し、増大する割合は、磁気テープ１の走行系の特性に
あわせて調整される。

本発明を実施することによって具体的には以下のような
効果が得られる。

例えば、供給リールが何らかの理由によって回転が阻害
された場合、まず供給手段が速度基準信号に一致するよ
うにテープ速度を制御する。それでもテープ速度が減速
した場合、第１の乗算手段22の出力信号が低下して巻き
取り手段の巻き取り速度が減速する。このとき、テープ
張力も変動するが、テープ速度が減少していることによ
って張力発生手段の利得が下がり、緩やかで安定した張
力制御が行われる。もしここで、利得を可変せずに張力
制御した場合、利得が高すぎてアーム14も暴れてしま
う。また、テープ速度が大きくなると、張力発生手段の
利得が大きくなり、テープ速度に応じた利得で安定した
張力制御を行うことができる。

以上に述べた本発明の実施例の他にも、本発明を実施す
る手段は多数存在する。例えば、速度信号発生手段17、
張力信号発生手段18の構成例では、通常の論理回路とア
ナログ回路を組み合わせた例を示したが、ほとんどの構
成要素は、デジタル信号及びアナログ信号の相互変換回
路と、マイクロコンピューターを組み合わせれば、本発
明の構成要素は、それらのハードウエアとプログラムに
よって実現可能である。

〔効果〕

本発明は、以上のように、供給リールから速度基準信号
に一致するようにテープを供給し、供給されたテープの
走行速度に基づいてテープを巻き取りリールに巻き取る
ことによって弛まないようにテープを走行させている。
このようにして、テープの速度を制御する一方、テープ
の張力を検出し、これに基づいて巻き取りリールを駆動
することによって張力を制御している。そして、この張
力制御系は、その利得をテープ速度に応じて変化させて
いる。このことによって、テープの張力は、テープ速度
に応じた利得で、張力検出手段の出力信号によって制御
される。しかし、張力制御系はテープ速度によって利得
を可変されるだけであり、実質的に速度制御系と張力制
御系とは分離されている。よって、速度制御系で制御さ
れる磁気テープ１の速度が急激に変化したり、極めて高
速度になっても、張力制御系で調整される磁気テープ１
の張力制御は、安定して維持される。そのため、安定し
たテープ走行が得られるテープ走行制御装置を実現でき
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例のブロック図、第２図は、速
度信号発生手段17の詳細説明用ブロック図、第３図は、
第２図に示した読みだし専用メモリー27の内容を示した
グラフ、第４図は、第１図に示した供給手段９で制御さ
れる磁気テープ１の速度の変化を示すグラフである。１……磁気テープ、２……供給リール、３……巻き取り
リール、９……供給手段、10……走行検出手段、11……
張力検出手段、17……速度信号発生手段、18……張力信
号発生手段、19……巻き取り駆動手段、16……巻き取り
手段、27……読みだし専用メモリー、35……速度基準回
路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】巻き取りリールに向けて走行させるための
テープ走行装置において、速度基準回路３５を備え、こ
の速度基準回路２５の出力と一致するように前記供給リ
ール２を回転駆動することによって、前記テープ１の走
行速度を制御しながら前記テープ１を供給する供給手段
９と、前記テープ１の走行速度を検出するテープ走行検
出手段１０と、前記テープ１の走行経路の途中に設けら
れ、前記テープ１の張力を検出する張力検出手段１１
と、前記供給手段９から供給される前記テープ１を巻き
取りリール３に巻き取る巻き取り手段１６と、前記テー
プ走行検出手段１０の出力に基づいて、前記テープの巻
き取り速度を制御するための速度信号ａを発生する速度
信号発生手段１７の第１の周波数電圧変換手段２１と、
この速度信号発生手段１７の第１の周波数電圧変換手段
２１より出力する速度信号ａによって前記張力検出手段
１１の出力の利得を可変して、前記テープ１の張力を制
御するための張力制御信号を発生する張力信号発生手段
１８と、前記速度信号発生手段１７及び前記張力信号発
生手段１８の出力に基づいて前記巻き取り出力を制御す
る巻き取り駆動手段１９とから構成されたことを特徴と
するテープ走行制御装置。