JPH0955003A

JPH0955003A - リール駆動装置のサーボ制御装置

Info

Publication number: JPH0955003A
Application number: JP7203234A
Authority: JP
Inventors: Koji Fujita; 浩司藤田; Seiji Imagawa; 制時今川; Shigemitsu Higuchi; 重光樋口; Manabu Katsuki; 学勝木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-08-09
Filing date: 1995-08-09
Publication date: 1997-02-25

Abstract

(57)【要約】【目的】テープ走行速度の変動に拘らず回転ヘッドに
対するテープ張力を一定に維持でき、再生信号の信頼性
を向上することができるリールダイレクトドライブ型リ
ール駆動装置のサーボ制御装置を実現する。【構成】周期検出器１３、１４の出力信号をテープ速
度演算器１７に供給し、テープ速度νを演算し、テンシ
ョン基準値算出器１２へ供給する。算出器１２は供給さ
れたテープ速度情報に基づきテープテンション値を設定
する。張力センサ１０により検出された可動ガイド９の
テープ張力値とテンション基準値発生器１２から出力さ
れる張力基準値とはテンション誤差算出器１１に供給さ
れ、テープ張力の変動量が検出され、加算器１５にて供
給リール１へのトルク信号と加算されてリール１の駆動
モータに供給される。こうして、磁気テープの実際の速
度変化に対応してテープテンション目標値を設定しテー
プテンションを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば映像や音声やデ
ィジタル情報信号を回転ヘッドにより磁気テープ上に記
録、再生するＶＴＲやデータレコーダ等に適用して好適
なリール駆動装置のサーボ制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＶＴＲやデータレコーダのテープ
走行系においては、正確かつ高密度の記録再生を行うた
めには、磁気テープの走行速度を一定に保つとともに、
磁気テープに加えられるテンションが常に一定となるよ
うに、制御しなければならない。

【０００３】このため、従来においては、例えば、キャ
プスタンとピンチローラとで磁気テープを圧着して駆動
することにより磁気テープの走行速度が一定となるよう
に制御している。

【０００４】ところで、磁気記録再生装置において、磁
気テープへの記録時間を延長したいという要請があり、
これに応えるために、磁気テープの厚みを薄くして、１
リールに巻き取り可能な磁気テープの量を増加してい
る。しかしながら、磁気テープの厚さを薄くすると、キ
ャプスタンとピンチローラとの圧着により磁気テープに
悪影響を及ぼす可能性等がある。

【０００５】そこで、従来においては、キャプスタンを
用いずリールからリールへ磁気テープを直接移送するい
わゆるリールダイレクトドライブの磁気記録再生装置が
提案されている。

【０００６】このリールダイレクトドライブの磁気記録
再生装置においては、テープの走行速度は、テープ走行
と同期して回転する回転型のテープ速度検出器やリール
の回転検出器の検出結果からリールの回転速度を検出
し、検出した回転速度と予め設定された目標速度との誤
差を求め、これを増幅してリール駆動モータに与える事
によりフィードバック制御を行うように構成されてい
る。

【０００７】また、磁気テープに加えられる張力は、例
えばリール巻径を検出し、これに応じたトルクを供給リ
ールに与える事で一定に保つようになっている。

【０００８】リールダイレクトドライブの磁気記録再生
装置の例としては、特開平４−７９０５６号公報に記載
された、固定磁気ヘッド形の磁気記録再生装置がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の磁
気記録再生装置には、以下のような問題点があった。す
なわち、ＶＴＲやデータレコーダは、磁気テープ上にシ
ーケンシャルに記録、再生する構成上から、高速にテー
プを巻送り制御、或いは巻き戻し制御を行う機能があ
る。

【００１０】また、磁気テープ上の目的の位置を正確に
検索するためには、テープ速度の変更、テープ走行方向
の変更を頻繁に行う場合がある。

【００１１】時事刻々と変わるテープ速度、テープ走行
方向に応じて、回転ヘッドに対するテープの張力も時事
刻々と変化する。このため、良好な記録再生を行うため
には、回転ヘッドに対するテープの張力、つまり、テー
プにより回転ヘッドが受ける押圧力を、テープ速度に関
係することなく、常に、一定に制御するため、テープ速
度の目標値に応じてテープ張力の制御を行うように構成
されている。

【００１２】しかし、テープ速度の変更、或いはテープ
走行方向の変更を行っても瞬時にその目標テープ速度へ
達することができず、その目標テープ速度に到達するま
でに、必ず遅延時間が存在する。

【００１３】したがって、テープ目標速度を設定してか
ら、その速度に達するまでの期間のテープ張力は、目標
としている張力と異なって設定されてしまい、その間の
再生データの信頼性を低下させてしまう事につながる。

【００１４】また、従来例のように、テープと同期して
回転する回転型の速度検出器は、テープ走行負荷の増
大、テープと回転型の速度検出器との滑りの問題があり
信頼性は低いものと考えられる。

【００１５】さらに、従来技術においては、リールにテ
ープが緩く巻かれている状態（グズ巻き状態）では、張
力センサを用いないで巻取リールのテープ巻取速度と供
給リールのテープ送り出し速度だけの検出から、テープ
の張力を正確に制御することは極めて困難である。

【００１６】そこで、本発明の目的は、テープ走行速度
が逐次変わっても回転ヘッドに対するテープ張力を一定
に維持することが可能で、速度変化点における異常張力
の発生を防止して、再生信号の信頼性を向上することが
できるリールダイレクトドライブ型リール駆動装置のサ
ーボ制御装置を実現することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、次にように構成される。情報が記録され
るテープが巻回される第１リールを駆動する第１リール
駆動手段と、テープが巻回される第２リールを駆動する
第２リール駆動手段と、テープと接触し、情報を記録再
生する回転ヘッドを有する回転ドラムと、回転ドラムの
回転ヘッドにテープを接触させるガイド部材と、第１リ
ールの回転角速度を検出する第１リール角速度検出手段
と、第２リールの回転角速度を検出する第２リール角速
度検出手段と、第１及び第２リール角速度から、第１及
び第２リールのテープ巻き量を演算するテープ巻量演算
手段と、演算されたテープ巻き量と、第１及び第２リー
ル角速度とからテープ走行速度を演算するテープ速度演
算手段と、演算されたテープ巻き量に基づいて、所定の
テープ張力が得られる、第１及び第２リール駆動手段へ
の駆動指令値を算出する駆動指令値算出手段と、テープ
速度と基準テープ速度との誤差を算出する第１速度誤差
算出手段と、第２リール駆動手段への駆動指令値に、算
出された速度誤差を加算して、第２リール駆動手段に供
給する第１加算手段と、テープの張力を検出するテープ
張力検出手段と、テープ走行速度の増減に伴って増減す
る目標テープ張力基準値を算出するテープ張力基準値算
出手段と、テープ張力検出器により検出されたテープ張
力と、目標テープ張力基準値との誤差を算出する張力誤
差算出手段と、駆動指令値算出手段により算出された第
１リール駆動手段への駆動指令値に、張力誤差手段によ
り算出された誤差を加算して、第１リール駆動手段に供
給する第２加算手段とを備える。

【００１８】好ましくは、上記リール駆動装置のサーボ
制御装置において、第１リールのテープ速度と第２リー
ルのテープ速度との速度誤差を算出する第２速度誤差算
出手段と、第１リールのテープ速度と第２リールのテー
プ速度との速度誤差が所定値を超える場合には、テープ
巻量演算手段及びテープ速度演算手段に動作停止信号を
供給し、第１リールのテープ速度と第２リールのテープ
速度との速度誤差が所定値以下の場合には、テープ巻量
演算手段及びテープ速度演算手段に動作開始信号を供給
する演算開始停止判別手段とを、さらに備える。

【００１９】また、好ましくは、上記リール駆動装置の
サーボ制御装置において、テープ張力検出手段の検出感
度を変更するテープ張力検出感度変更手段と、テープ張
力検出手段の検出出力にオフセット値を加算するオフセ
ット調整手段と、第１リール角速度検出手段により検出
された回転角速度と、テープ巻き量演算手段により演算
された第１リールのテープ巻き量とに基づいて、第１リ
ールにおけるテープ速度を算出する第１リール側テープ
速度算出手段と、第２リール角速度検出手段により検出
された回転角速度と、テープ巻き量演算手段により演算
された第２リールのテープ巻き量とに基づいて、第２リ
ールにおけるテープ速度を算出する第２リール側テープ
速度算出手段と、第１リールにおけるテープ速度と、第
２リールにおけるテープ速度とに基づいて、テープ張力
の変動を推測するテープ張力変動推測手段と、テープ張
力変動推測手段により推測されたテープ張力変動値と、
オフセット調整手段からの出力信号から算出されたテー
プ張力変動との誤差を算出し、算出した誤差に応じて、
テープ張力検出感度変更指令値及びオフセット値を算出
し、算出した感度変更指令値をテープ張力検出感度変更
手段に供給するとともに、算出したオフセット値をオフ
セット調整手段に供給する張力変動誤差算出手段とをさ
らに備える。

【００２０】また、好ましくは、上記リール駆動装置の
サーボ制御装置において、テープ張力基準値算出手段
は、テープ速度に対応した目標テープ張力基準値が予め
記憶されたメモリと、テープ速度演算手段により演算さ
れたテープ速度に対応する目標テープ張力基準値をメモ
リから取り出す手段とを有する。

【００２１】

【作用】テープ速度演算手段により実際のテープ走行速
度が検出され、検出されたテープ走行速度の増減に伴っ
て増減する目標テープ張力基準値が、テープ張力基準値
算出手段により算出される。算出された目標テープ張力
基準値と、テープ張力検出手段により検出されたテープ
張力との誤差が、張力誤差算出手段により算出される。

【００２２】張力誤差算出手段により算出された張力誤
差は、第２加算手段により、第１リール駆動手段への駆
動指令値に加算され、第１リール駆動手段に供給され
る。これにより、実際のテープ速度に対応したテープ張
力の制御が実行され、テープ速度指令が頻繁に変更され
ても、回転ドラムの回転ヘッドに対するテープの押圧力
を一定に保ち、回転ヘッド及びテープ間の接触状態を一
定に制御することができる。

【００２３】また、演算開始停止判別手段は、第１リー
ルのテープ速度と第２リールのテープ速度との速度誤差
が所定値を超える場合には、上記テープ巻量演算手段及
びテープ速度演算手段に動作停止信号を供給される。ま
た、演算開始停止判別手段は、第１リールのテープ速度
と第２リールのテープ速度との速度誤差が所定値以下の
場合には、上記テープ巻量演算手段及びテープ速度演算
手段に動作開始信号を供給する。これにより、テープ速
度変動が大であるテープ速度切り換え過渡期における、
テープ張力の誤演算を防止することができる。

【００２４】また、張力変動誤差算出手段は、テープ張
力変動推測手段が推測したテープ張力変動値と、オフセ
ット調整手段からの出力信号から算出したテープ張力変
動との誤差を算出する。そして、張力変動誤差算出手段
は、算出した誤差に応じて、テープ張力検出感度変更指
令値及びオフセット値を算出し、算出した感度変更指令
値をテープ張力検出感度変更手段に供給するとともに、
上記算出したオフセット値をオフセット調整手段に供給
する。これにより、テープ張力検出手段の検出特性のば
らつきによる誤差をキャンセルすることができ、テープ
テンションを高精度に検出することができる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。図１は、本発明によるリール駆動装置のサー
ボ制御装置の第１実施例を示す概略構成図である。図１
において、１は供給リール、２は巻取りリール、３は供
給リール回転角速度検出器、４は巻取りリール回転角速
度検出器、５〜８はテープガイド部材である。また、９
は磁気テープの張力を検出するための可動ガイド、１０
はテープテンションセンサ、１１はテンション誤差検出
器、１２はテンション基準値発生（算出）器である。１
３は供給リール１の周期検出器、１４は巻取りリール２
の周期検出器、１５及び１６は加算器、１７はテープ速
度演算器、１８は巻面積演算器、１９はリール半径（巻
径）演算器である。また、２０は速度誤差演算器、２１
は速度設定器、２２はリール巻径比例トルク発生器、２
３は速度設定入力端子、９０は磁気テープに接触する磁
気ヘッドを有する回転ドラムである。

【００２６】まず、本実施例のテープ張力制御につい
て、説明する。テープ張力制御は、２つの張力制御から
構成されている。第１は、リールのテープ巻き量に拘ら
ず、常に一定のテープ固定張力を与える張力制御であ
り、第２は、テープ張力検出可動ガイドに加わるテープ
張力を一定に制御する張力制御である。

【００２７】第１の張力制御を行うに当たり、供給リー
ル１と巻取リール２のテープ巻き量（リール半径に対応
する）を検出する必要がある。リール半径の検出は次式
（１）及び（２）により算出される。Ｒt＝Ｋc（１／√（１＋（ωt²＋ωs²））） ----- （１）Ｒs＝Ｋc（１／√（１＋（ωs²＋ωt²））） ----- （２）ここで、Ｒtは巻取リール半径、Ｒsは供給リール半径、
ωsは供給リール１の回転角速度、ωtは巻取りリール２
の回転角速度、Ｋcはテープ総巻量Ｓを変数とする係数
であり、例えばテープのケースにテープ総巻量を示す識
別情報が設けられ、テープ装着の際にこの識別情報を検
出することでＫcは認識される。

【００２８】また、係数Ｋcは、次式（３）により算出
される。Ｋc＝√（Ｓ／π）----- （３）また、テープトップ（始端）においてリールハブ半径が
既知であることから、テープ始端から所定量テープを走
行させ、巻取リール２と供給リール１の回転数比を検出
することにより、テープ総巻量Ｓを次式（４）〜（６）
にて演算することができる。Ｓ＝π（Ｒs²＋Ｒt²） ----- （４）Ｒs＝Ｒt₀（ｎt／ｎs）＋Ｔd／２ｎs（ｎt²＋ｎs（ｎs−１）） ---- （５）Ｒt＝ＲS₀（ｎs／ｎt）−Ｔd／２（ｎs（ｎs−１）−ｎt²） ---- （６）ここで、Ｒs₀はテープ始端における供給リール半径、Ｒ
t₀は巻き取りリールハブ半径、ｎtはテープ始端からの
巻取リール回転数、ｎsはテープ始端からの供給リール
回転数、Ｔdはテープの厚みである。

【００２９】以上の演算が、図１の例により実行され
る。つまり、巻取リール２の回転角速度ωt、供給リー
ル２の回転角速度ωsの、各々は巻取リール回転角速度
検出器４と供給リール回転角速度検出器３により検出さ
れる。次に、回転角速度検出器３及び４にて検出された
回転角速度ωt及びωsは、それぞれ、周期検出器１３及
び１４を介して、巻面積演算器１８に供給される。

【００３０】そして、巻面積演算器１８において式
（４）〜（６）が演算されテープ総巻量値Ｓを得る。演
算されたテープ総巻量値Ｓは、巻径算出器１９に供給さ
れる。この巻径算出器１９には、周期検出器１３及び１
４からの信号が供給されており、リール半径演算器１９
において式（１）〜（３）が演算され、巻取リール２の
半径と供給リール１の半径の値Ｒt及びＲsが算出され
る。算出されたリール半径値Ｒt及びＲsは、巻径比例ト
ルク算出器２２に供給される。

【００３１】次に、供給リール１に与えるトルクをτ
s、巻取リール２に与えるトルクをτt、供給リール１に
かかるテープ張力をＴs、巻取リール２にかかるテープ
張力をＴtとすれば、トルクτs及びτtは次式（７）、
（８）で演算される。 τs＝Ｒs・Ｔs ----- （７） τt＝Ｒt・Ｔt ----- （８）上記（７）及び（８）式は、巻径比例トルク算出器２２
にて行われ、算出された各トルク信号は、加算器１５及
び１６のそれぞれを介して供給リール１及び巻取りリー
ル２のそれぞれの駆動モータ（図示せず）へ供給され、
リール１及び２のテープ巻き量に拘らず、常に、一定の
固定テープ張力を与えるような制御が行われる。

【００３２】次に、テープ張力検出可動ガイド９に加わ
るテープ張力を一定に制御する第２の張力制御について
説明する。第２の張力制御は、磁気テープの張力変動を
抑圧するように動作する。磁気テープの張力は、定常走
行時においても、テープの弾性、テープガイド部材５〜
８とテープの摩擦の影響を受けて変動する。

【００３３】また、テープ走行の起動、停止、速度を変
更した場合の過渡状態においては、テープ張力は大きく
変動する。そこで、テープ張力を検出する可動ガイド９
とテープ張力センサ１０とにより、可動ガイド９の位置
におけるテープ張力が所定張力となるように、例えば供
給リール１により張力制御を行う。

【００３４】張力センサ１０により検出された可動ガイ
ド９のテープ張力値と、テンション基準値発生器１２か
ら出力される張力基準値とは、テンション誤差検出器１
１に供給される。そして、このテンション誤差検出器１
１にてテープ張力の変動量を検出し、加算器１５にて供
給リール１の固定張力を与えるトルク信号と加算されて
供給リール１の駆動モータに供給される。したがって、
テープ張力検出可動ガイド９により、目標張力に対して
低い張力が検出された場合は、供給リール１をテープ巻
取方向へ駆動するように動作制御を行う。

【００３５】次に、テープ速度制御の動作を説明する。
なお、本実施例は、テープの速度制御を巻取リール２に
て行う場合の例である。巻取リール２の回転角速度をω
t、巻取リール２の半径をＲtとすれば、テープの速度ν
は、次式（９）で算出される。 ν＝ωt・Ｒt ----- （９）図１の例では、周期検出器１３及び１４からの出力信号
が供給されるテープ速度演算器１７にてテープ速度νが
演算される。

【００３６】入力端子２３により指示された速度指令に
より、速度設定器２１は目標速度情報を速度誤差演算器
２０へ供給する。速度誤差演算器２０は、供給された目
標速度情報と、速度算出器１７から供給されたテープ速
度情報との速度誤差を演算し、加算器１６へ供給する。
加算器１６は、巻径比例トルク算出器２２からのトルク
信号と、速度誤差算出器２０からの速度誤差信号とを加
算し、巻取リール２の駆動モータへ供給する。これによ
り、磁気テープが定速で巻取リール２に巻き取られる。
なお、図１の例は、速度制御を巻取りリール２で行う場
合の例であるが、供給リール１で行う場合においても同
様に実現することができる。

【００３７】上述した第２の張力制御においては、基準
張力をフォワード（ＦＷＤ）でＦｇ、スチル（ＳＴＬ）
でＳｇ、リバース（ＲＥＶ）でＲｇと、モードによっ
て、それぞれ基準張力値を設定する。

【００３８】図４は、従来における、ドラム内部テンシ
ョン、つまり、回転ヘッドがテープによって受ける押圧
力の変化を示すグラフであり、設定テープ張力をリバー
ス、スチル、フォワードの、それぞれで固定値として制
御した場合である。そして、この図４においては、縦軸
は張力、横軸はテープ速度を示す。

【００３９】この図４に示すように、テンション設定値
を、テープ速度に関係無く、ＦＷＤでＦｇ、ＳＴＬでＳ
ｇ、ＲＥＶでＲｇと固定値とした場合には、ドラム内部
のテンションはＦＷＤ動作からＳＴＬ動作へ近づくほど
テンションが上昇し、ＲＥＶ動作からＳＴＬ動作へ近づ
くほどテンションが下降する。したがって、このＳＴＬ
動作付近では、テープ張力検出可動ガイド９の位置が大
きく変動し、設定テンションが加わるまでは、過度の異
常テンションが発生する。

【００４０】さらに、ドラム内部テンションは、ＲＥＶ
動作時の低速走行においては、低くなってしまうので、
ヘッドとテープ間にスペーシングロスが生じやすく、良
好な再生が困難となる不都合があった。

【００４１】また、テンション設定値をテープ目標速度
に応じて変化させる方法も考えられる。しかし、テープ
速度の変更を行っても瞬時にそのテープ速度へ達するこ
とは不可能であり、必ず遅延時間が発生する。

【００４２】したがって、目標速度を設定してからその
速度に達するまでの期間の実際のテープ張力は、目標と
している張力とは、異なってしまい、その期間の再生デ
ータの信頼性を低下させてしまう。

【００４３】そこで、本発明においては、テープの実速
度情報から基準テンション値（設定テープテンション
値）を求める構成とすることにより、テープ速度切り替
わりにおいてのドラム内のテンション（回転ヘッドがテ
ープから受ける押圧力）を一定に制御することができる
構成とした。

【００４４】図１の例においては、テープ速度演算器１
７で算出されたテープ速度情報は、テンション基準値発
生器１２へ供給される。そして、テンション基準値発生
器１２は、供給されたテープ速度情報に基づいてテープ
テンション値を設定する。このテンション基準値発生器
１２は、例えば、図２に示すように構成される。

【００４５】図２において、３１はテープ実速度情報入
力端子、３２は基準テンション値出力端子、５０は速
度：テンションアドレス発生器、５１はテープ速度に対
応したテンション基準値を予め記録してあるテンション
基準値データＲＯＭである。速度：テンションアドレス
発生器５０は、入力端子３１から入力されたテープ実速
度情報に対応する基準テンションデータを、データＲＯ
Ｍ５１から読み出し、出力端子３２から出力させる。

【００４６】図３は、テンション基準値データＲＯＭ５
１に記憶された内部データの一例である。図３におい
て、横軸はテープ実速度、縦軸は、基準テンション値
（設定テンション値）を示す。テープ実速度が、ＦＷＤ
からＳＴＬに近づくほど基準テンション値は、曲線的に
下降し、ＲＥＶからＳＴＬに近づくほど基準テンション
値は、曲線的に上昇するようなデータ構造となってい
る。

【００４７】テープ実速度に応じて、基準テンションを
設定することの効果を図５で説明する。図５において、
縦軸がテンション、横軸がテープ速度を示す。テープテ
ンション設定値を、図３に示したように設定すれば、つ
まり、過渡時において、実際のテープ速度に対応したテ
ープテンション制御を行えば、このときのドラム内部の
テンションは一定に制御することができる。

【００４８】以上のように、本発明の第１実施例によれ
ば、磁気テープの実際の速度変化に対応して、テープテ
ンション目標値を設定し、テープ速度及びテープテンシ
ョンを制御するように構成したので、テープ走行速度が
逐次変わっても回転ヘッドに対するテープ張力を一定に
維持することが可能で、速度変化点における異常張力の
発生を防止して、再生信号の信頼性を向上することがで
きるリールダイレクトドライブ型リール駆動装置のサー
ボ制御装置を実現することができる。

【００４９】図６は、本発明の第２実施例を示す概略構
成図であり、図１の例と同等な部分には、同一の符号が
付してある。この図６の例は、図１の例に、巻取りリー
ルテープ巻取速度検出器２４と、供給リールテープ送り
出し速度検出器２５と、速度差検出器４０と、演算開始
停止判別器４１とが追加されている。

【００５０】さて、本発明は、テープをリールダイレク
トドライブにて駆動させる構成である。テープ速度の検
出は、上述した式（１）と式（８）とにより行われる
が、これらの式は、供給リール１がテープを送り出す量
と巻取リール２がテープを巻取る量とが等しい場合に成
立するものである。したがって、テープのテンション変
動が大きい場合は、上記式は成り立たない。

【００５１】すなわち、巻取リール２のテープ巻き取り
速度と供給リール１からのテープ供給速度差の積分がテ
ンション差となるが、速度を切り替えた過渡期間では、
テープ実速度の検出に誤差を生じてしまい、正確なテー
プ速度によるテープのテンション設定ができない状態が
発生する場合がある。

【００５２】そこで、本発明の第２実施例では、上述し
た式（１）〜（６）の演算を、供給リール１がテープを
送り出す量と、巻取リール２がテープを巻取る量とが等
しいか、又は近接した場合に制限することで速度を切り
替えた過渡期間のテープ実速度の検出誤差を低減するこ
とができ、テープ実速度に対する基準テンションの設定
を正確に行う構成となっている。

【００５３】図６において、巻取リール２の速度検出器
４からの速度検出信号は、周期検出器１４を介してテー
プ巻取速度検出器２４に供給される。また、供給リール
１の速度検出器３の速度信号は、周期検出器１３を介し
てテープ送り出し速度検出器２５に供給される。また、
巻径比例トルク算出器２２からの出力信号も速度検出器
２４及び２５に供給される。

【００５４】そして、テープ巻取速度検出器２４からの
テープ速度信号と、テープ送り出し速度検出器２５から
のテープ速度信号とは、速度誤差検出器４０に供給さ
れ、供給リール１からのテープ速度と巻き取りリール２
のテープ速度との誤差が検出される。

【００５５】このテープ速度誤差検出結果は、演算開始
停止判別器４１へ供給され、供給された速度誤差結果
が、所定値以下又はゼロであると、演算開始停止判別器
４１は、リール半径演算器１９及びテープ巻き面積演算
器１８へ演算開始を指令する信号を供給する。また、演
算開始停止判別器４１は、供給された速度誤差結果が、
所定値を超える場合には、リール半径演算器１９及びテ
ープ巻き面積演算器１８へ演算の停止を指令する信号を
供給する。

【００５６】以上のように、本発明の第２実施例におい
ては、第１実施例と同様な効果を得ることができる他、
テープ速度を切り替えた過渡期間のテープ実速度の検出
誤差を原因とするテープのテンションの誤設定を防止す
ることができ、テープ実速度に対する基準テンションの
設定を正確に行うことができる。

【００５７】図７は、本発明の第３実施例を示す概略構
成図であり、図１の例と同等な部分には、同一の符号が
付してある。この図７の例は、図１の例に、巻取りリー
ルテープ巻取速度検出器２４と、供給リールテープ送り
出し速度検出器２５と、テンション変化検出器２６と、
テンション差分検出器２７と、アンプ４４と、オフセッ
ト調整器４５とが追加されている。

【００５８】テープ張力は、可動ガイド９の絶対位置に
おけるテープ張力として一意的に決定される。しかし、
可動ガイド９の取り付け誤差、又は可動ガイド９の物理
的精度により検出張力値に誤差を生ずる。さらに、テー
プテンションセンサ１０の検出特性のばらつきによって
も検出値に誤差が発生する。

【００５９】そこで、本実施例では、テープ張力変化が
顕著にみられるテープ起動時又は停止時において、テー
プ巻取速度検出器２４とテープ送り出し速度検出器２５
との、それぞれのテープ速度検出結果からテンション変
化検出器２６によりテープ張力の変動量を推測する。そ
して、推測したテープ張力の変動量と、検出したテープ
張力変動量との誤差がゼロとなるように、テープテンシ
ョンセンサ１０の出力値を調整し、テープテンションセ
ンサ１０の検出誤差を補正する。

【００６０】つまり、図７において、テープテンション
センサ１０の検出結果は、利得が外部の制御信号により
変更できるアンプ４４と、オフセットが外部の制御信号
により変更できるオフセット調整器４５とを介して、テ
ンション誤差検出器１１とテンション差分検出器２７へ
テンション検出結果として供給される。

【００６１】テンション差分検出器２７は、テンション
変化検出器２６により推測されたテープ張力変異量と、
上記テンション検出結果とのテンション変動量誤差、す
なわち、実際のテープ張力変動とテープテンションセン
サ１０により検出したテープ張力変動との誤差を演算す
る。この誤差信号を用いてアンプ４４の利得の変更と、
オフセット調整器４５のオフセット値との変更を行い、
テンション変動量誤差が零となるように制御を行う。

【００６２】図８は、速度検出器２４及び２５、テンシ
ョン変化検出器２６、テンション差分検出器２７の機能
ブロック図である。図８において、端子３３は、テンシ
ョン差分検出器２７の入力端子であり、この入力端子３
３を介してオフセット調整器４５からの出力信号が供給
される。また、端子３４及び３５は、速度検出器２４及
び２５のそれぞれの入力端子であり、これらの入力単位
端子３４及び３５を介して回転角速度ωt、ωs、供給リ
ール１及び巻取りリール２のそれぞれの半径ｒt及びｒs
が供給される。

【００６３】また、３７は電圧：テンション変換器、３
８は減算器、３９はテンション：アンプ制御情報変換器
である。入力端子３３には、上記オフセット調整器４５
からの出力信号、つまり、テンション検出結果が、例え
ば電圧値で与えられ入力され、電圧：テンション変換器
３７により、電圧値Ｔからテンション変動値θに変換さ
れる。そして、変換されたテンション変動値θは、減算
器３８に供給される。

【００６４】巻取リール２のテープ速度νtは、巻取リ
ール速度検出器２４にて巻取リール２の回転角速度ωt
と巻取リール半径ｒtとの積により算出され、テンショ
ン変化検出器２６へ供給される。また、供給リール１の
テープ速度νsは、供給リール速度検出器２５にて供給
リール１の回転角速度ωsと供給リール半径ｒsとの積に
より算出され、テンション変化検出器２６に供給され
る。

【００６５】速度検出器２４及び２５により算出した巻
取リール速度νtと供給リール速度νsとは、テンション
変化検出器２６に供給され、このテンション変化検出器
２６によりリール速度νtとνsとの差分が算出され、算
出された差分の積分が算出される。そして、この算出さ
れた積分によりテンション変動量が推測される。

【００６６】続いて、上記推測されたテンション変動量
は、減算器３８に供給され、上記テンション変動量検出
結果との差分が減算器３８にて演算され、テンション：
アンプ制御情報変換器に供給される。そして、このテン
ション：アンプ制御情報変換器３９によりアンプゲイン
調整値及びオフセット調整値が算出され、出力端子３６
を介してアンプ４４及びオフセット調整器４５に供給さ
れる。アンプゲイン調整値が供給されたアンプ４４は、
供給された調整値に従ってアンプゲインを調整する。ま
た、オフセット調整値が供給されたオフセット調整器４
５は、供給されたオフセット調整値に従ってオフセット
値を調整する。

【００６７】図９にアンプゲイン調整値及びオフセット
調整によるテンションセンサ１０の検出値の補正の例を
示す。図９において、横軸はテンション値を示し、縦軸
はテンションセンサアンプ４４の出力電圧を示す。実際
のテンション値（Ｔｙｐ値）に対して、検出したテンシ
ョン値を補正することによりＴｙｐ値に近接させてい
る。

【００６８】以上のように、本発明の第３実施例におい
ては、第１実施例と同様な効果を得ることができる他、
テープテンション変動の推測値と検出変動値との誤差の
基づき、テープテンションセンサ１０の出力アンプ４４
のゲイン及びオフセット調整器４５のオフセット値を調
整するように構成したので、可動ガイド９の取り付け誤
差、可動ガイド９の物理的精度による張力検出値の誤
差、テープテンションセンサ１０の検出特性のばらつき
による誤差をキャンセルすることができ、テープテンシ
ョンを高精度に検出することができる。

【００６９】なお、図７の例において、テンション変化
検出器２６の出力信号を、加算器１５に直接、出力し、
巻径比例トルク算出器２２からのトルク指令値に加算す
るように構成することも可能である。

【００７０】また、上述した第１、第２及び第３実施例
において、テンション基準値算出器１２を、図２に示す
ように、テンションアドレス発生器５０とデータＲＯＭ
５１とにより構成する例を示したが、テンションデータ
のメモリでは無く、テープ速度に基づき、算出式により
算出する構成とすることもできる。

【００７１】つまり、回転ドラム９０上の磁気ヘッドに
対するテープの押圧力は、テープガイド５又は６のテー
プ巻き付け角と、摩擦力とによって決定されるガイド５
又は６に対するテープの押圧力により決定される。した
がって、テープガイド５又は６へのテープの押圧力Ｔ_G1
は次式（１０）により示される。Ｔ_G1＝ε・μ・θ --- （１０）ただし、εは定数、μは摩擦係数、θはテープガイド５
又は６のテープ巻付け角である。

【００７２】上記摩擦係数μはテープ速度ｖ₀によって
変化するので、摩擦係数μは次式（１１）により示され
る。 μ＝ｆ（ｖ₀）・μ₀ --- （１１）ただし、ｆ（ｖ₀）は定関数、μ₀は固定摩擦係数であ
る。

【００７３】（１１）式を（１０）式に代入して、次式
（１２）が得られる。Ｔ_G1＝ε・θ・ｆ（ｖ₀）・μ₀ --- （１２）したがって、速度算出器１７からのテープ速度に基づい
て、上記（１２）式によりテープテンション基準値を算
出するように構成することも可能である。

【００７４】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成した
ので、次のような効果がある。磁気テープの実際の速度
変化に対応して、テープテンション目標値を設定し、テ
ープ速度及びテープテンションを制御するように構成し
たので、テープ走行速度が逐次変わっても回転ヘッドに
対するテープ張力を一定に維持することが可能で、速度
変化点における異常張力の発生を防止して、再生信号の
信頼性を向上することができるリールダイレクトドライ
ブ型リール駆動装置のサーボ制御装置を実現することが
できる。

【００７５】また、リール駆動装置のサーボ制御装置に
おいて、第１リールのテープ速度と第２リールのテープ
速度との速度誤差を算出する第２速度誤差算出手段と、
第１リールのテープ速度と第２リールのテープ速度との
速度誤差が所定値を超える場合には、テープ巻量演算手
段及びテープ速度演算手段に動作停止信号を供給し、第
１リールのテープ速度と第２リールのテープ速度との速
度誤差が所定値以下の場合には、テープ巻量演算手段及
びテープ速度演算手段に動作開始信号を供給する演算開
始停止判別手段とを、さらに備えるように構成すれば、
テープ速度を切り替えた過渡期間のテープ実速度の検出
誤差を原因とするテープのテンションの誤設定を防止す
ることができ、テープ実速度に対する基準テンションの
設定を正確に行うことができる。

【００７６】また、リール駆動装置のサーボ制御装置に
おいて、テープ張力検出感度変更手段と、オフセット調
整手段と、第１リールにおけるテープ速度と、第２リー
ルにおけるテープ速度とに基づき、テープ張力の変動を
推測する手段と、テープ張力変動値とオフセット調整手
段の出力信号から算出されたテープ張力変動との誤差を
算出し、感度変更指令値をテープ張力検出感度変更手段
に供給するとともに、オフセット値をオフセット調整手
段に供給する張力変動誤差算出手段とをさらに備えるよ
うに構成すれば、テープ張力検出手段の検出特性のばら
つきによる誤差をキャンセルすることができ、テープテ
ンションを高精度に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の概略構成図である。

【図２】図１の例におけるテンション基準値算出器の一
例の内部構成図である。

【図３】図２の例におけるテンション基準値算出器に記
憶されるデータの一例を示すグラフである。

【図４】従来における回転ヘッドがテープによって受け
る押圧力の変化を示すグラフである。

【図５】本発明におけるテープ速度に対するドラム内部
テンションを示すグラフである。

【図６】本発明の第２実施例の概略構成図である。

【図７】本発明の第３実施例の概略構成図である。

【図８】図７の例の一部詳細構成図である。

【図９】図７の例におけるテンションセンの検出値の補
正例を示すグラフである。

【符号の説明】

１供給リール２巻取りリール３供給リール回転角度検出器４巻取りリール回転角検出器５〜８テープガイド９テープ張力検出可動ガイド１０テープテンションセンサ１１テンション誤差検出器１２テンション基準値発生器１３、１４周期検出器１５、１６加算器１７テープ速度演算器１８巻面積演算器１９リール半径演算器２０速度誤差演算器２１速度設定器２２巻径比例トルク算出器２４巻取りリールテープ速度検出器２５供給リールテープ速度検出器２６テンション変化検出器２７テンション差分検出器４０速度差検出器４１演算開始停止判別器５０速度：テンション変換アドレス発生
器５１基準テンションデータＲＯＭ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者樋口重光神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所マルチメディアシステム開発本部内 (72)発明者勝木学神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所マルチメディアシステム開発本部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】情報が記録されるテープが巻回される第
１リールを駆動する第１リール駆動手段と、上記テープが巻回される第２リールを駆動する第２リー
ル駆動手段と、上記テープと接触し、情報を記録再生する回転ヘッドを
有する回転ドラムと、上記回転ドラムの回転ヘッドにテープを接触させるガイ
ド部材と、第１リールの回転角速度を検出する第１リール角速度検
出手段と、第２リールの回転角速度を検出する第２リール角速度検
出手段と、上記第１及び第２リール角速度から、第１及び第２リー
ルのテープ巻き量を演算するテープ巻量演算手段と、演算されたテープ巻き量と、上記第１及び第２リール角
速度とからテープ走行速度を演算するテープ速度演算手
段と、演算されたテープ巻き量に基づいて、所定のテープ張力
が得られる、第１及び第２リール駆動手段への駆動指令
値を算出する駆動指令値算出手段と、上記テープ速度と基準テープ速度との誤差を算出する第
１速度誤差算出手段と、上記第２リール駆動手段への駆動指令値に、上記算出さ
れた速度誤差を加算して、第２リール駆動手段に供給す
る第１加算手段と、上記テープの張力を検出するテープ張力検出手段と、上記テープ走行速度の増減に伴って増減する目標テープ
張力基準値を算出するテープ張力基準値算出手段と、テープ張力検出器により検出されたテープ張力と、目標
テープ張力基準値との誤差を算出する張力誤差算出手段
と、上記駆動指令値算出手段により算出された第１リール駆
動手段への駆動指令値に、張力誤差手段により算出され
た誤差を加算して、第１リール駆動手段に供給する第２
加算手段と、を備えることを特徴とするリール駆動装置のサーボ制御
装置。
【請求項２】請求項１記載のリール駆動装置のサーボ
制御装置において、第１リールのテープ速度と第２リールのテープ速度との
速度誤差を算出する第２速度誤差算出手段と、第１リー
ルのテープ速度と第２リールのテープ速度との速度誤差
が所定値を超える場合には、上記テープ巻量演算手段及
びテープ速度演算手段に動作停止信号を供給し、第１リ
ールのテープ速度と第２リールのテープ速度との速度誤
差が所定値以下の場合には、上記テープ巻量演算手段及
びテープ速度演算手段に動作開始信号を供給する演算開
始停止判別手段とを、さらに備えることを特徴とするリ
ール駆動装置のサーボ制御装置。
【請求項３】請求項１記載のリール駆動装置のサーボ
制御装置において、テープ張力検出手段の検出感度を変更するテープ張力検
出感度変更手段と、テープ張力検出手段の検出出力にオフセット値を加算す
るオフセット調整手段と、第１リール角速度検出手段により検出された回転角速度
と、テープ巻き量演算手段により演算された第１リール
のテープ巻き量とに基づいて、第１リールにおけるテー
プ速度を算出する第１リール側テープ速度算出手段と、第２リール角速度検出手段により検出された回転角速度
と、テープ巻き量演算手段により演算された第２リール
のテープ巻き量とに基づいて、第２リールにおけるテー
プ速度を算出する第２リール側テープ速度算出手段と、第１リールにおけるテープ速度と、第２リールにおける
テープ速度とに基づいて、上記テープ張力の変動を推測
するテープ張力変動推測手段と、テープ張力変動推測手段により推測されたテープ張力変
動値と、オフセット調整手段からの出力信号から算出さ
れたテープ張力変動との誤差を算出し、算出した誤差に
応じて、テープ張力検出感度変更指令値及びオフセット
値を算出し、算出した感度変更指令値をテープ張力検出
感度変更手段に供給するとともに、上記算出したオフセ
ット値をオフセット調整手段に供給する張力変動誤差算
出手段と、をさらに備えることを特徴とするリール駆動装置のサー
ボ制御装置。
【請求項４】請求項１、２又は３記載のリール駆動装
置のサーボ制御装置において、上記テープ張力基準値算
出手段は、テープ速度に対応した目標テープ張力基準値
が予め記憶されたメモリと、テープ速度演算手段により
演算されたテープ速度に対応する目標テープ張力基準値
を上記メモリから取り出す手段とを有することを特徴と
するリール駆動装置のサーボ制御装置。