JPH10334548A - 磁気テープ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】磁気テープの走行状態を安定かつ正確に制御す
る。 【解決手段】回転ドラム４０に搭載した磁気ヘッド４
２，４４により、磁気テープ１０に情報の記録、再生を
行う。回転ドラムに対する磁気テープの供給及び巻き取
り動作は、供給リール２０、巻き取りリール５０により
行い、供給リールモータ６０及び巻き取りリールモータ
８０により駆動する。テンション制御部１０００は、テ
ープテンションが一定になるように制御する。速度制御
部２０００のＴリール速度制御部２１００は、巻き取り
リールの回転周期情報に基づいて得られたテープ速度が
所定の目標値となるように巻き取りリールモータの回転
数を制御する。負荷トルク検出部２２００は、Ｔリール
モータ９０の駆動電圧を検出して、負荷トルクを検出
し、加算部２３００で加算して、負荷トルクの影響を打
ち消す信号を巻き取りリールモータに供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気テープ装置に
係り、特に、リールダイレクト駆動方式による磁気テー
プの走行動作制御に用いる好適な磁気テープ装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、磁気テープ装置においては、キャ
プスタンとピンチローラを用いて、磁気テープの走行速
度を制御するようにしている。それに対して、キャプス
タンとピンチローラを用いずに磁気テープを一定速度で
移送する磁気テープ装置として、例えば、特開平３−１
７１４５９号公報に記載のように、磁気テープの走行路
中にテープ速度センサを設け、供給，巻き取りの２つの
リールによって制御する方法が知られている。すなわ
ち、供給リールおよび巻き取りリールの回転周期の二乗
和が一定となるように、両リールの回転動作を制御する
ものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本来、テープ駆動制御
の目的は、磁気ヘッドを内蔵した回転ドラムの回転に同
期して磁気テープを目標速度で駆動するものである。し
かしながら、上述した特開平３−１７１４５９号公報に
記載の方式においては、磁気テープの速度を検出する回
転ローラは、供給リールと巻き取りリールの間のテープ
走行パス途中に配置されているため、検出されるべきテ
ープ速度は、回転ローラ上の通過速度となる。一方、回
転ローラと回転ドラム間のテープ走行経路上には、ガイ
ドポストが配置されているため、このガイドポストと磁
気テープとの間の摩擦や、その他不規則な外乱の影響に
より、回転ローラによって検出されるテープ速度と、ヘ
ッド上のテープ速度とは異なるものである。また、この
摩擦等の影響は、一定ではなく、新しいテープと古いテ
ープの相違のようにテープの表面状態が異なると変わる
ものであり、また、湿度によっても変化するものであ
る。その結果、回転ローラ上のテープ速度を用いて、巻
き取りリールの駆動入力を決定すると、回転ドラム上の
テープ速度を目標速度に高精度に追従させることが困難
であるという問題があった。

【０００４】本発明の目的は、キャプスタンやピンチロ
ーラ等の機構を用いることなく、しかも、磁気テープの
走行状態を安定かつ正確に制御することができる磁気テ
ープ装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

（１）上記目的を達成するために、本発明は、磁気テー
プに対する情報の記録および再生を行う磁気ヘッドを搭
載した回転ドラムと、この回転ドラムに対する上記磁気
テープの供給および巻き取り動作をそれぞれ行う供給リ
ールおよび巻き取りリールと、上記供給リール及び巻き
取りリールを個別に駆動する供給リールモータ及び巻き
取りリールモータとを有する磁気テープ装置において、
上記巻き取りリールの回転周期情報に基づいて得られた
テープ速度が所定の目標値となるように上記巻き取りリ
ールモータの回転数を制御するリール速度制御手段と、
上記巻き取りリールモータに供給される電圧若しくは電
流を検出し、この検出された電圧若しくは電流に基づい
て、負荷トルクの影響を打ち消す信号を上記巻き取りリ
ールモータに供給する負荷トルク補償手段とを備えるよ
うにしたものである。かかる構成により、キャプスタン
やピンチローラ等の機構を用いることなく、しかも、磁
気テープの走行状態を安定かつ正確に制御し得るものと
なる。

【０００６】（２）上記（１）において、好ましくは、
さらに、上記巻き取りリールの回転角速度を検出する回
転角速度検出手段を備え、上記負荷トルク補償手段は、
上記回転角速度検出手段によって検出された巻き取りリ
ールの回転角速度から負荷トルクの推定値を求めた上
で、この負荷トルクの影響を打ち消す信号を上記巻き取
りリールモータに供給する負荷トルク補償手段とを備え
るようにしたものである。かかる構成により、キャプス
タンやピンチローラ等の機構を用いることなく、しか
も、サーチ時等においても、磁気テープの走行状態を安
定かつ正確に制御し得るものとなる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図１を用いて、本発明の第
１の実施形態による磁気テープ装置について説明する。

【０００８】最初に、磁気テープ走行系の構成について
説明する。磁気テープ１０は、供給リール２０（以下、
「Ｓリール」と称す）から引き出され、磁気ヘッド４
２，４４を内蔵した回転ドラム４０に巻付けられ、ポス
ト３０ａ〜３０ｆに案内されて、巻き取りリール５０
（以下、「Ｔリール」と称す）に巻き取られる。情報
は、回転する回転ドラム４０上に配置された磁気ヘッド
４２，４４により、磁気的に磁気テープ１０上の傾斜ト
ラックに記録および再生される。Ｓリール２０は、Ｓリ
ールモータ６０によって駆動される。Ｓリールモータ６
０の回転数は、Ｓリールモータ駆動回路７０から供給さ
れる電流によって制御される。即ち、本実施形態におい
て用いているＳリールモータ６０は、電流駆動形のモー
タである。また、Ｔリール５０は、Ｔリールモータ８０
によって駆動される。Ｔリールモータ８０の回転数は、
Ｔリールモータ駆動回路９０から供給される電圧によっ
て制御される。即ち、本実施形態において用いているＴ
リールモータ８０も、電圧駆動形のモータである。

【０００９】次に、磁気テープ制御系の構成について説
明する。磁気テープ制御系は、テンション制御部１００
０と、速度制御部２０００とから構成されている。テン
ション制御部１０００は、Ｓリール２０の回転数を制御
して、磁気テープ１０に掛かる張力が一定になるように
制御する。また、速度制御部２０００は、Ｔリール５０
の回転数を制御して、ドラム４０上の磁気ヘッド４２，
４４に対する磁気テープ１０の速度が一定になるように
制御している。なお、図中１点鎖線で示した速度制御部
２０００から負荷トルク検出部２２００を除いた部分
と、テンション制御部１０００からなる制御部ＣＯＮＴ
は、μ−ＣＰＵの内部でソフト的に実現されるものであ
る。また、負荷トルク検出部２２００は、図１に示す例
では、μ−ＣＰＵの外部のハード構成としているが、後
述するように、μ−ＣＰＵの内部に取り入れてもよいも
のである。

【００１０】最初に、テンション制御部１０００の構成
について説明する。テンション制御部１０００は、定常
テンション制御部１１００と、慣性補償部１２００と、
加算部１３００とから構成されている。定常テンション
制御部１１００は、Ｓリール２０の半径を求め、Ｓリー
ル２０のテープ半径に比例したバックトルク（磁気テー
プ１０の張力）が、目標の張力値となるように、Ｓリー
ルモータ６０のトルクを制御する。定常テンション制御
部１１００は、周波数発電機（ＳリールＦＧ）１１１０
と、Ｓリール周期検出器（ＳリールＦＧ周期検出）１１
２０と、テープ半径演算器（Ｓリールテープ半径演算）
１１３０と、バックトルク演算器１１４０とから構成さ
れている。

【００１１】Ｓリール２０には、周波数発電機１１１０
が設置されており、回転数に比例した周波数のパルス信
号（ＦＧ信号）が出力される。周波数発電機１１１０か
ら出力されるパルス信号は、Ｓリール周期検出器１１２
０に入力され、Ｓリール２０の回転周期が検出される。
また、後述するように、Ｔリール周期検出器２１２０に
よって、Ｔリール５０の回転周期が検出されている。テ
ープ半径演算器１１３０は、Ｓリール周期検出器１１２
０によって検出されたＳリール２０の回転周期情報と、
Ｔリール周期検出器２１２０によって検出されたＴリー
ル５０の回転周期情報が入力され、テープ半径ＲＳが出
力される。

【００１２】バックトルク演算器１１４０は、テープ半
径演算器１１３０によって求められたテープ半径ＲＳ
と、入力されたテープ張力目標値ＴＴREFとに基づい
て、Ｓリール２０のテープ半径ＲＳに比例したトルクを
発生するような指令を、Ｓリールモータ駆動回路７０に
出力する。

【００１３】また、慣性補償部１２００は、テープ移送
の加減速に起因する張力変動を抑制するための加速度補
償トルク情報を出力し、補償するものである。慣性補償
部１２００は、主として、テープが過度状態で走行する
際の慣性を補償するものである。即ち、磁気テープの走
行状態が、定常走行状態からサーチ走行状態に移行する
場合や、磁気テープが停止状態から定常走行状態に移行
する場合のような過度状態において発生する慣性モーメ
ントを補償するための制御信号を出力する。また、定常
状態においても、慣性補償部１２００は、磁気テープ１
０とポスト３０ａ〜３０ｆとの間に発生する摩擦の変化
によって生じる誤差分を補償するものである。

【００１４】慣性補償部１２００は、慣性演算器（Ｓリ
ール慣性演算）１２１０と、Ｓリール慣性補償器１２２
０とによって構成されている。慣性演算器１２１０は、
テープ半径演算器１１３０が出力するテープ半径ＲＳに
基づいて、Ｓリール２０の慣性モーメントＪＳを出力す
る。Ｓリール慣性補償器１２２０には、テープ半径演算
器１１３０によって求められたテープ半径ＲＳと、慣性
演算器１２１０によって求められた慣性モーメントＪＳ
が入力され、加算器１３００に駆動トルクの制御信号を
出力する。

【００１５】加算器１３００は、定常テンション制御部
１１００が出力する定常時のＳリール２０のテープ半径
に比例したバックトルクの制御信号と、慣性補償部１２
００が出力する定常時の誤差分や過度時のテープ移送の
加減速に起因する張力変動を抑制するための加速度補償
トルク情報を加算して、Ｓリールモータ駆動回路７０に
出力する。これにより、テンション制御部１０００は、
定常時，過渡時とも、安定に張力を制御できる。

【００１６】次に、速度制御部２０００の構成について
説明する。速度制御部２０００は、Ｔリール速度制御部
２１００と、負荷トルク検出部２２００と、加算部２３
００とから構成されている。Ｔリール速度制御部２１０
０は、Ｔリール５０の回転数を制御して、Ｔリール５０
に巻取られる磁気テープ１０の速度が一定になるように
制御する。しかしながら、Ｔリール５０とドラム４０と
の間には、ガイドポスト３０ｄ，３０ｅ，３０ｆが介在
しているため、ガイドポスト３０ｄ，３０ｅ，３０ｆと
磁気テープ１０との間の摩擦による負荷トルクの影響
で、Ｔリール５０に巻取られる磁気テープ１０の速度Ｔ
１と、ドラム４０上の磁気ヘッド４２，４４に対して磁
気テープ１０が移動する速度Ｔ２との間には、差が生じ
ている。負荷トルク検出部２２００は、ガイドポスト３
０ｄ，３０ｅ，３０ｆと磁気テープ１０との間の摩擦に
よる負荷トルクを検出する。負荷トルクの検出原理につ
いては後述する。加算部２３００は、Ｔリール速度制御
部２１００が出力する制御信号に、負荷トルク検出部２
２００によって検出された負荷トルクの影響を除く信号
を加算して、Ｔリールモータ駆動回路９０に供給する。
これによって、速度制御部２０００は、ドラム４０上の
磁気ヘッド４２，４４に対する磁気テープ１０の速度が
一定になるように制御している。

【００１７】Ｔリール速度制御部２１００は、周波数発
電機（ＴリールＦＧ）２１１０と、周期検出器（Ｔリー
ルＦＧ検出）２１２０と、テープ速度変換器２１３０
と、減算器２１４０と、速度制御補償器２１５０と、磁
気テープ１０の巻回半径および慣性変化の影響を排除し
て制御性能を一定にするためのテープ半径演算器（Ｔリ
ールテープ半径演算）２１６０と、慣性演算器（Ｔリー
ル慣性演算）２１７０と、Ｔリール慣性補償器２１８０
とから構成されている。

【００１８】Ｔリール５０には、周波数発電機２１１０
が設置されており、回転数に比例した周波数のパルス信
号（ＦＧ信号）が出力される。周波数発電機２１１０か
ら出力されるパルス信号は、Ｔリール周期検出器２１２
０に入力され、Ｔリール５０の回転周期ＴＦＧが検出さ
れる。テープ速度変換器２１３０は、Ｔリール周期検出
器２１２０によって検出されたＴリール５０の回転周期
ＴＦＧに基づいて、Ｔリール５０に巻取られるテープ速
度ＶＴに変換して、出力する。

【００１９】ここで、ＴリールＦＧ２１１０の分解能Ｔ
ＲＦＧＰ（Ｐ／Ｒ：パルス／回転）とし、Ｔリール５０
の半径をＲＴ（ｍ）とすると、テープ速度ＶＴ（ｍ／
ｓ）のとき、ＴリールＦＧ信号の周波数ＦＲＦＧ（Ｈ
ｚ）は、（数１）で表される。 ＦＲＦＧ＝ＶＴ／（２π×ＲＴ）×ＴＲＦＧＰ … （数１） ＴリールＦＧ信号の周波数ＦＲＦＧとＦＧ信号の周期Ｔ
ＲＦＧＰ（ｓｅｃ）との間には、（数２）の関係があ
る。 ＴＲＦＧＰ＝１／ＦＲＦＧ … （数２） 従って、（数１）及び（数２）により、ＦＧ信号の周期
ＴＲＦＧＰとテープ速度ＶＴには、（数３）の関係が成
り立つ。 ＶＴ＝（２π×ＲＴ）／（ＲＲＦＧ×ＴＲＦＧＰ） … （数３） ここで、（数３）において、Ｔリール半径ＲＴはテープ
の巻き量により異なった値となる。そのため、Ｔリール
周期検出器２１２０は、時々刻々のＴリール半径ＲＴを
検出することにより、テープ速度ＶＴの算出できる。

【００２０】以上のようにしてＴリール周期検出器２１
２０によって得られるテープ速度ＶＴを用いて、速度制
御ループを構成する。減算器２１４０は、テープ速度目
標値ＶＴ０とＴリール周期検出器２１２０によって検出
されたテープ速度ＶＴの比較を行い、誤差信号を生成す
る。なお、テープ速度目標値ＶＴ０は、Ｔリール５０に
巻取られる磁気テープの半径に基づいて変える必要があ
るため、テープ半径演算器２１３０によって検出される
テープ半径に応じて変えるようにしている。減算器２１
４０によって生成された誤差信号は、速度制御補償器２
１５０に入力し、増幅され、Ｔリール慣性補償器２２に
出力される。

【００２１】また、テープ移送の加減速に起因する張力
変動を抑制するための慣性補償を行うようにしている。
そのために、テープ半径演算器２１６０と、Ｔリール慣
性演算部２１７０とＴリール慣性補償器２１８０を備え
ている。テープ半径演算器２１６０とＴリール慣性演算
部２１７０とＴリール慣性補償器２１８０は、Ｔリール
の巻き径の変化によるＴリールの慣性変化影響を除き、
巻き始めから巻き終わりまでの間、Ｔリールの巻き径に
よらず、制御性能を一定に保つためのものである。その
ために、Ｔリール慣性補償器２１８０は、Ｔリールの慣
性モーメントに基づいて、速度制御系のゲインを修正し
ている。また、定常状態においても、磁気テープ１０と
ポスト３０ａ〜３０ｆとの間に発生する摩擦の変化によ
って生じる誤差分を補償するものである。

【００２２】テープ半径演算器２１６０は、Ｔリール周
期検出器２１２０によって検出されたＴリール５０の回
転周期情報と、Ｓリール周期検出器１１２０によって検
出されたＳリール２０の回転周期情報とが入力され、テ
ープ半径ＲＴが出力される。Ｔリール慣性演算器２１７
０は、テープ半径演算器２１６０が出力するテープ半径
ＲＴに基づいて、Ｔリール５０の慣性モーメントＪＴを
出力する。Ｔリール慣性補償器２１８には、テープ半径
演算器２１６０によって求められたテープ半径ＲＴと、
慣性演算器２１７０によって求められた慣性モーメント
ＪＴが入力され、速度制御補償器２１５０から出力され
る誤差信号に対して慣性補償を行って、Ｔリールモータ
駆動回路９０に出力する。

【００２３】さらに、本実施形態においては、負荷トル
ク検出部２２００によって検出されるガイドポスト３０
ｄ，３０ｅ，３０ｆと磁気テープ１０との間の摩擦によ
る負荷トルクの影響を除いて、Ｔリールモータ駆動回路
９０に供給するようにしている。

【００２４】ここで、負荷トルク検出部２２００による
負荷トルク補償ループについて説明する。まず、負荷ト
ルク推定アルゴリズムについて説明する。Ｔリール５０
とＴリールモータ８０の運動方程式は、（数４）によっ
て表される。 Ｊｔ×α＋Ｔｄ＝Ｋｔ×Ｉｔ … （数４） ここで、ＪｔはＴリール５０の慣性モーメントとＴリー
ルモータの慣性モーメントの和であり、αはモータの回
転角加速度であり、ＫｔはＴリールモータ８０のトルク
定数であり、ＩｔはＴリールモータ８０に流れる電流で
あり、ＴｄはＴリール５０に作用する負荷トルクを示し
ている。

【００２５】また、Ｔリールモータ８０の回路の方程式
は、（数５）で表される。 Ｌｔ×ｄＩｔ＋Ｒｔ×Ｉｔ＝Ｅｔ−Ｋｅ×ω … （数５） ここで、ｄＩｔは電流Ｉｔの微分値であり、ＬｔはＴリ
ールモータ８０のコイルのインダクタンスであり、Ｒｔ
はＴリールモータの抵抗であり、ＥｔはＴリールモータ
の端子電圧であり、ＫｅはＴリールモータの逆起電力定
数である。

【００２６】通常、インダクタンスＬｔは非常に小さい
ため、Ｌｔ＝０と近似できるため、（数５）は、（数
６）で表すことができる。 Ｒｔ×Ｉｔ＝Ｅｔ−Ｋｅ×ω … （数６） ここで、（数４）と（数６）とから、（数７）と表すこ
とができる。 Ｊｔ×α＋Ｔｄ＝（Ｋｔ／Ｒｔ）×（Ｅｔ−Ｋｅ×ω） … （数７） と表わせる。

【００２７】定常走行時は、リールの回転角速度α＝０
とみなせるため、（数７）は（数８）となる。 Ｔｄ＝（Ｋｔ／Ｒｔ）×（Ｅｔ−Ｋｅ×ω） … （数８） さらに、データの読み書きを行う定常走行時のリール回
転速度は低速となるため、ωは通常小さく、ω＝０と近
似できるので、（数８）は（数９）で表すことができ
る。 Ｔｄ＝（Ｋｔ／Ｒｔ）×Ｅｔ … （数９） （数９）の右辺により与えられる負荷トルクの推定値を
Ｔｈとすると、負荷トルクの推定値Ｔｈは、（数１０）
となる。 Ｔｈ＝（Ｋｔ／Ｒｔ）×Ｅｔ … （数１０） 従って、モータの端子電圧を検出することにより、モー
タに作用する負荷トルクを推定できる。モータに作用す
る負荷トルクの影響を打消すためには、推定された負荷
トルクＴｈに相当する電圧Ｅｈをモータに加えればよい
ので、モータに加える電圧Ｅｈは、負荷トルクＴｈを用
いて、（数１１）として表すことができる。 Ｅｈ＝（Ｒｔ／Ｋｔ）×Ｔｈ … （数１１） さらに、（数１１）において、（数１０）を考慮する
と、（数１１）は（数１２）と表すことができる。 Ｅｈ＝Ｅｔ … （数１２） 即ち、（数１２）は、定常かつ低速走行状態の仮定のも
とでは、モータに作用する負荷トルクに相当する電圧Ｅ
ｈは、モータの端子電圧Ｅｔと等しくなることを示して
いる。

【００２８】以上説明した負荷トルク推定アルゴリズム
に基づいて、本実施形態における負荷トルク検出部２２
００は、電圧検出回路２２１０によって構成している。
Ｔリールモータ８０の端子電圧Ｅｔは、電圧検出回路２
２１０により検出され、加算器２３００に出力される。
Ｔリール５０に巻取られる磁気テープ１０の速度Ｔ１
は、ドラム４０上の磁気ヘッド４２，４４に対して磁気
テープ１０が移動する速度Ｔ２に比べて、ガイドポスト
３０ｄ，３０ｅ，３０ｆと磁気テープ１０との間の摩擦
による負荷トルクの影響分だけ遅くなっている。そこ
で、加算器２３００において、Ｔリール速度制御部２１
００が出力する制御信号に、負荷トルク検出部２２００
によって検出された負荷トルクの影響を除く信号を加算
して、Ｔリールモータ駆動回路９０に供給する。これに
よって、速度制御部２０００は、ドラム４０上の磁気ヘ
ッド４２，４４に対する磁気テープ１０の速度が一定に
なるように制御している。以上のようにして、Ｔリール
モータの端子電圧を検出し、帰還することによって、Ｔ
リールモータに作用する負荷トルクの影響を打消すこと
がき、高精度なテープ搬送が可能となる。

【００２９】なお、以上の説明では、速度制御部２００
０は、Ｔリールモータ８０の回転数を制御しているが、
Ｔリールモータ８０の回転数だけでなく、Ｓリールモー
タ６０の回転数を制御するようにしてもよい。この際、
Ｔリールモータ８０の回転数が主として制御され、Ｓリ
ールモータ６０の回転数は副次的に制御する。

【００３０】なお、負荷トルク検出部２２００は、図中
１点鎖線で示したμ−ＣＰＵからなる制御部ＣＯＮＴの
外部の構成としているため、負荷トルク検出部２２００
の出力信号は、図示しないＡ／Ｄ変換器によってディジ
タル信号に変換された上で、制御部ＣＯＮＴの中の加算
器２３００において加算される。また、負荷トルク検出
部２２００は、図中１点鎖線で示したμ−ＣＰＵからな
る制御部ＣＯＮＴの外部の構成として説明したが、μ−
ＣＰＵの内部に取り入れてもよいものである。その際に
は、速度制御部２０００が全てμ−ＣＰＵからなる制御
部ＣＯＮＴにおいてソフトウエアにより制御実行され
る。

【００３１】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、電圧駆動形のリールモータを採用する磁気テープ装
置において、キャプスタンやピンチローラ等の機構を用
いることなく、しかも、磁気テープの走行状態を安定か
つ正確に制御することができるようになるものである。

【００３２】次に、図２を用いて、本発明の第２の実施
形態による磁気テープ装置について説明する。なお、図
１と同一符号は、同一部分を示している。

【００３３】磁気テープ走行系は、供給リール２０から
引き出され磁気テープ１０が、磁気ヘッド４２，４４を
内蔵した回転ドラム４０に巻付けられ、ポスト３０ａ〜
３０ｆに案内されて、巻き取りリール５０に巻き取られ
るように構成されており、また、Ｓリール２０は、Ｓリ
ールモータ駆動回路７０から供給される電流によって制
御されるＳリールモータ６０によって駆動され、Ｔリー
ル５０は、Ｔリールモータ駆動回路９０から供給される
電流によって制御されるＴリールモータ８０によって駆
動されるものであり、図１に示したものと同様である。
また、本実施形態において用いているＳリールモータ６
０及びＴリールモータ８０は、電流駆動形のモータであ
る。

【００３４】次に、磁気テープ制御系の構成について説
明する。磁気テープ制御系は、テンション制御部１００
０と、速度制御部２０００Ａとから構成されている。テ
ンション制御部１０００は、Ｓリール２０の回転数を制
御して、磁気テープ１０に掛かる張力が一定になるよう
に制御するものであり、その構成及び動作は、図１にお
いて説明したものと同様である。テンション制御部１０
００は、定常テンション制御部１１００が出力する定常
時のＳリール２０のテープ半径に比例したバックトルク
の制御信号と、慣性補償部１２００が出力する定常時の
誤差分や過度時のテープ移送の加減速に起因する張力変
動を抑制するための加速度補償トルク情報を加算して、
Ｓリールモータ駆動回路７０に出力することにより、定
常時，過渡時とも、安定に張力を制御できる。

【００３５】次に、速度制御部２０００Ａの構成につい
て説明する。速度制御部２０００Ａは、Ｔリール速度制
御部２１００と、負荷トルク検出部２２００Ａと、加算
部２３００とから構成されている。Ｔリール速度制御部
２１００は、Ｔリール５０の回転数を制御して、Ｔリー
ル５０に巻取られる磁気テープ１０の速度が一定になる
ように制御するものであり、その構成及び動作は、図１
において説明したものと同様である。Ｔリール速度制御
部２１００は、テープ半径演算器２１６０によって求め
られたテープ半径ＲＴと、慣性演算器２１７０によって
求められた慣性モーメントＪＴに基づいて、速度制御補
償器２１５０から出力される誤差信号に対して慣性補償
を行って、Ｔリールモータ駆動回路９０に出力する。

【００３６】さらに、本実施形態においては、Ｔリール
モータ８０として、電流駆動形のモータを用いているた
め、負荷トルク検出部２２００Ａとしては、電流検出形
の構成としており、ガイドポスト３０ｄ，３０ｅ，３０
ｆと磁気テープ１０との間の摩擦による負荷トルクの影
響を除いて、Ｔリールモータ駆動回路９０に供給するよ
うにしている。

【００３７】ここで、負荷トルク検出部２２００Ａによ
る負荷トルク補償ループについて説明する。まず、負荷
トルク推定アルゴリズムについて説明する。上述したよ
うに、Ｔリール５０とＴリールモータ８０の運動方程式
は、（数４）によって表される。 Ｊｔ×α＋Ｔｄ＝Ｋｔ×Ｉｔ … （数４） ここで、ＪｔはＴリール５０の慣性モーメントとＴリー
ルモータの慣性モーメントの和であり、αはモータの回
転角加速度であり、ＫｔはＴリールモータ８０のトルク
定数であり、ＩｔはＴリールモータ８０に流れる電流で
あり、ＴｄはＴリール５０に作用する負荷トルクを示し
ている。

【００３８】（数４）より、定常走行時におけるモータ
に作用する負荷トルクは、（数１３）として表すことが
できる。 Ｔｄ＝Ｋｔ×Ｉｔ … （数１３） すなわち、負荷トルクの推定値Ｔｈは、電流Ｉｔとトル
ク定数Ｋｔの積によって与えられる。またモータに作用
する負荷トルクに相当する電圧Ｅｈは、電流Ｉｔと端子
抵抗Ｒｔを用いて、（数１４）で表せる。 Ｅｈ＝Ｒｔ×Ｉｔ … （数１４） そこで、負荷トルク相当電圧ＥｈをＴリールモータ８０
に帰還することにより、負荷トルクの影響を打消すこと
ができる。

【００３９】以上説明した負荷トルク推定アルゴリズム
に基づいて、本実施形態における負荷トルク検出部２２
００Ａは、電流検出回路２２２０と、負荷トルク補償器
２２３０によって構成している。Ｔリールモータ８０に
供給される電流Ｉｔは、電流検出回路２２２０により検
出される。電流検出回路２２２０により検出された電流
Ｉｔは、負荷トルク補償器２２３０へ入力され、負荷ト
ルク補償器２２３０では、（数１４）に相当する演算を
実行して、その結果を、加算器２３００へ出力する。Ｔ
リール５０に巻取られる磁気テープ１０の速度Ｔ１は、
ドラム４０上の磁気ヘッド４２，４４に対して磁気テー
プ１０が移動する速度Ｔ２に比べて、ガイドポスト３０
ｄ，３０ｅ，３０ｆと磁気テープ１０との間の摩擦によ
る負荷トルクの影響分だけ遅くなっている。そこで、加
算器２３００において、Ｔリール速度制御部２１００が
出力する制御信号に、負荷トルク検出部２２００Ａによ
って検出された負荷トルクの影響を除く信号を加算し
て、Ｔリールモータ駆動回路９０に供給する。これによ
って、速度制御部２０００Ａは、ドラム４０上の磁気ヘ
ッド４２，４４に対する磁気テープ１０の速度が一定に
なるように制御している。以上のようにして、Ｔリール
モータの端子電圧を検出し、帰還することによって、Ｔ
リールモータに作用する負荷トルクの影響を打消すこと
がき、高精度なテープ搬送が可能となる。

【００４０】なお、以上の説明では、速度制御部２００
０Ａは、Ｔリールモータ８０の回転数を制御している
が、Ｔリールモータ８０の回転数だけでなく、Ｓリール
モータ６０の回転数を制御するようにしてもよい。この
際、Ｔリールモータ８０の回転数が主として制御され、
Ｓリールモータ６０の回転数は副次的に制御する。

【００４１】なお、電流検出回路２２２０は、図中１点
鎖線で示したμ−ＣＰＵからなる制御部ＣＯＮＴ−Ａの
外部の構成としているため、電流検出回路２２２０の出
力信号は、図示しないＡ／Ｄ変換器によってディジタル
信号に変換された上で、制御部ＣＯＮＴ−Ａの中の負荷
トルク補償器２２３０に入力する。また、電流検出回路
２２２０は、図中１点鎖線で示したμ−ＣＰＵからなる
制御部ＣＯＮＴ−Ａの外部の構成として説明したが、μ
−ＣＰＵの内部に取り入れてもよいものである。その際
には、速度制御部２０００Ａが全てμ−ＣＰＵからなる
制御部ＣＯＮＴ−Ａにおいてソフトウエアにより制御実
行される。

【００４２】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、電流駆動形のリールモータを採用する磁気テープ装
置において、キャプスタンやピンチローラ等の機構を用
いることなく、しかも、磁気テープの走行状態を安定か
つ正確に制御することができるようになるものである。

【００４３】次に、図３を用いて、本発明の第３の実施
形態による磁気テープ装置について説明する。なお、図
１と同一符号は、同一部分を示している。

【００４４】磁気テープ走行系は、供給リール２０から
引き出され磁気テープ１０が、磁気ヘッド４２，４４を
内蔵した回転ドラム４０に巻付けられ、ポスト３０ａ〜
３０ｆに案内されて、巻き取りリール５０に巻き取られ
るように構成されており、また、Ｓリール２０は、Ｓリ
ールモータ駆動回路７０から供給される電流によって制
御されるＳリールモータ６０によって駆動され、Ｔリー
ル５０は、Ｔリールモータ駆動回路９０から供給される
電圧によって制御されるＴリールモータ８０によって駆
動されるものであり、図１に示したものと同様である。
また、本実施形態において用いているＳリールモータ６
０は、電流駆動型のモータであり、Ｔリールモータ８０
は、電圧駆動形のモータである。

【００４５】次に、磁気テープ制御系の構成について説
明する。磁気テープ制御系は、テンション制御部１００
０と、速度制御部２０００Ｂとから構成されている。テ
ンション制御部１０００は、Ｓリール２０の回転数を制
御して、磁気テープ１０に掛かる張力が一定になるよう
に制御するものであり、その構成及び動作は、図１にお
いて説明したものと同様である。テンション制御部１０
００は、定常テンション制御部１１００が出力する定常
時のＳリール２０のテープ半径に比例したバックトルク
の制御信号と、慣性補償部１２００が出力する定常時の
誤差分や過度時のテープ移送の加減速に起因する張力変
動を抑制するための加速度補償トルク情報を加算して、
Ｓリールモータ駆動回路７０に出力することにより、定
常時，過渡時とも、安定に張力を制御できる。

【００４６】次に、速度制御部２０００Ｂの構成につい
て説明する。速度制御部２０００Ｂは、Ｔリール速度制
御部２１００と、負荷トルク検出部２２００Ｂと、加算
部２３００とから構成されている。Ｔリール速度制御部
２１００は、Ｔリール５０の回転数を制御して、Ｔリー
ル５０に巻取られる磁気テープ１０の速度が一定になる
ように制御するものであり、その構成及び動作は、図１
において説明したものと同様である。Ｔリール速度制御
部２１００は、テープ半径演算器２１６０によって求め
られたテープ半径ＲＴと、慣性演算器２１７０によって
求められた慣性モーメントＪＴに基づいて、速度制御補
償器２１５０から出力される誤差信号に対して慣性補償
を行って、Ｔリールモータ駆動回路９０に出力する。

【００４７】図１において説明した負荷トルク推定アル
ゴリズムにおいては、定常かつ低速走行状態の仮定のも
とで、モータに作用する負荷トルクに相当する電圧Ｅｈ
は、モータの端子電圧Ｅｔと等しくなるものと推定して
制御を行っていた。しかしながら、サーチ動作のように
モータの回転角速度の影響が無視できない高速度でテー
プを搬送する場合は、負荷トルクの推定値Ｔｈは以下の
ようになるものである。即ち、（数１０）において、Ｔ
リールモータの端子電圧ＥｔとＴリールモータの回転角
速度ωから、負荷トルクの推定値Ｔｈは、（数１５）と
なる。 Ｔｈ＝（Ｋｔ／Ｒｔ）×（Ｅｔ−Ｋｅ×ω） … （数１５） この場合、負荷トルクに相当する電圧Ｅｈは、（数１
１）に（数１５）を代入して、（数１６）で表すことが
できる。 Ｅｈ＝（Ｅｔ−Ｋｅ×ω） … （数１６） そこで、（数１６）で表される電圧ＥｈをＴリールモー
タに帰還することにより、負荷トルクによる影響を打消
すことができる。

【００４８】以上説明した負荷トルク推定アルゴリズム
に基づいて、本実施形態における負荷トルク検出部２２
００Ｂは、電圧検出回路２２１０と、Ｔリール角速度演
算器２２４０と、負荷トルク補償器２２５０とから構成
されている。Ｔリールモータ端子電圧Ｅｔは、電圧検出
回路２０により検出される。また、ＴリールＦＧ周期が
Ｔリール角速度演算器２２４０に入力され、Ｔリールモ
ータ８０の角速度ωに変換される。角速度ωとモータ端
子電圧Ｅｔは、負荷トルク補償器２２５０に入力され、
（数１６）に相当する演算を行い、加算器２３００へ出
力される。このようにして、サーチ動作のような高速で
テープを搬送する場合においても、Ｔリールモータ電流
を検出し、負荷トルクを打消すことができ、高精度なテ
ープ搬送が可能となる。

【００４９】なお、以上の説明では、速度制御部２００
０Ｂは、Ｔリールモータ８０の回転数を制御している
が、Ｔリールモータ８０の回転数だけでなく、Ｓリール
モータ６０の回転数を制御するようにしてもよい。この
際、Ｔリールモータ８０の回転数が主として制御され、
Ｓリールモータ６０の回転数は副次的に制御する。

【００５０】なお、電圧検出回路２２１０は、図中１点
鎖線で示したμ−ＣＰＵからなる制御部ＣＯＮＴ−Ｂの
外部の構成としているため、電圧検出回路２２１０の出
力信号は、図示しないＡ／Ｄ変換器によってディジタル
信号に変換された上で、制御部ＣＯＮＴ−Ｂの中の負荷
トルク補償器２２５０に入力する。また、電圧検出回路
２２１０は、図中１点鎖線で示したμ−ＣＰＵからなる
制御部ＣＯＮＴ−Ｂの外部の構成として説明したが、μ
−ＣＰＵの内部に取り入れてもよいものである。その際
には、速度制御部２０００Ｂが全てμ−ＣＰＵからなる
制御部ＣＯＮＴ−Ｂにおいてソフトウエアにより制御実
行される。

【００５１】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、電圧駆動形のリールモータを採用する磁気テープ装
置において、キャプスタンやピンチローラ等の機構を用
いることなく、しかも、サーチ動作時等においても、磁
気テープの走行状態を安定かつ正確に制御することがで
きるようになるものである。

【００５２】次に、図４を用いて、本発明の第４の実施
形態による磁気テープ装置について説明する。なお、図
２と同一符号は、同一部分を示している。

【００５３】磁気テープ走行系は、供給リール２０から
引き出され磁気テープ１０が、磁気ヘッド４２，４４を
内蔵した回転ドラム４０に巻付けられ、ポスト３０ａ〜
３０ｆに案内されて、巻き取りリール５０に巻き取られ
るように構成されており、また、Ｓリール２０は、Ｓリ
ールモータ駆動回路７０から供給される電流によって制
御されるＳリールモータ６０によって駆動され、Ｔリー
ル５０は、Ｔリールモータ駆動回路９０から供給される
電圧によって制御されるＴリールモータ８０によって駆
動されるものであり、図１に示したものと同様である。
また、本実施形態において用いているＳリールモータ６
０は、電流駆動型のモータであり、Ｔリールモータ８０
は、電圧駆動形のモータである。

【００５４】次に、磁気テープ制御系の構成について説
明する。磁気テープ制御系は、テンション制御部１００
０と、速度制御部２０００Ｃとから構成されている。テ
ンション制御部１０００は、Ｓリール２０の回転数を制
御して、磁気テープ１０に掛かる張力が一定になるよう
に制御するものであり、その構成及び動作は、図１にお
いて説明したものと同様である。テンション制御部１０
００は、定常テンション制御部１１００が出力する定常
時のＳリール２０のテープ半径に比例したバックトルク
の制御信号と、慣性補償部１２００が出力する定常時の
誤差分や過度時のテープ移送の加減速に起因する張力変
動を抑制するための加速度補償トルク情報を加算して、
Ｓリールモータ駆動回路７０に出力することにより、定
常時，過渡時とも、安定に張力を制御できる。

【００５５】次に、速度制御部２０００Ｃの構成につい
て説明する。速度制御部２０００Ｃは、Ｔリール速度制
御部２１００と、負荷トルク検出部２２００Ｃと、加算
部２３００とから構成されている。Ｔリール速度制御部
２１００は、Ｔリール５０の回転数を制御して、Ｔリー
ル５０に巻取られる磁気テープ１０の速度が一定になる
ように制御するものであり、その構成及び動作は、図１
において説明したものと同様である。Ｔリール速度制御
部２１００は、テープ半径演算器２１６０によって求め
られたテープ半径ＲＴと、慣性演算器２１７０によって
求められた慣性モーメントＪＴに基づいて、速度制御補
償器２１５０から出力される誤差信号に対して慣性補償
を行って、Ｔリールモータ駆動回路９０に出力する。

【００５６】さらに、本実施形態においては、Ｔリール
モータ８０として、電圧駆動形のモータを用いており、
負荷トルク検出部２２００Ａとしては、電流検出形の構
成としており、ガイドポスト３０ｄ，３０ｅ，３０ｆと
磁気テープ１０との間の摩擦による負荷トルクの影響を
除いて、Ｔリールモータ駆動回路９０に供給するように
している。

【００５７】電流を検出する本実施形態においては、上
述した（数１５）は、（数１７）で表すことができる。 Ｔｈ＝（Ｋｔ／Ｒｔ）×（（Ｒｔ×Ｉｔ）−Ｋｅ×ω） … （数１７） この場合、負荷トルクに相当する電圧Ｅｈは、（数１
１）に（数１７）を代入して、（数１８）で表すことが
できる。 Ｅｈ＝（（Ｒｔ×Ｉｔ）−Ｋｅ×ω） … （数１８） そこで、（数１８）で表される電圧ＥｈをＴリールモー
タに帰還することにより、負荷トルクによる影響を打消
すことができる。

【００５８】そこで、本実施形態における負荷トルク検
出部２２００Ｃは、電流検出回路２２２０と、Ｔリール
角速度演算器２２４０と、負荷トルク補償器２２６０に
よって構成している。Ｔリールモータ８０に供給される
電流Ｉｔは、電流検出回路２２２０により検出される。
ＴリールＦＧ周期がＴリール角速度演算器２２４０に入
力され、Ｔリールモータ８０の角速度に変換される。電
流検出器２２２０により検出された電流Ｉｔ及びＴリー
ル角速度ωは、負荷トルク補償器２２３０へ入力され、
（数１８）に相当する演算を行い、加算器２３００へ出
力される。このようにして、サーチ動作のような高速で
テープを搬送する場合においても、Ｔリールモータ電流
を検出し、負荷トルクを打消すことができ、高精度なテ
ープ搬送が可能となる。

【００５９】なお、以上の説明では、速度制御部２００
０Ｃは、Ｔリールモータ８０の回転数を制御している
が、Ｔリールモータ８０の回転数だけでなく、Ｓリール
モータ６０の回転数を制御するようにしてもよい。この
際、Ｔリールモータ８０の回転数が主として制御され、
Ｓリールモータ６０の回転数は副次的に制御する。

【００６０】なお、電流検出回路２２２０は、図中１点
鎖線で示したμ−ＣＰＵからなる制御部ＣＯＮＴ−Ｃの
外部の構成としているため、電流検出回路２２２０の出
力信号は、図示しないＡ／Ｄ変換器によってディジタル
信号に変換された上で、制御部ＣＯＮＴ−Ｃの中の負荷
トルク補償器２２３０に入力する。また、電流検出回路
２２２０は、図中１点鎖線で示したμ−ＣＰＵからなる
制御部ＣＯＮＴ−Ｃの外部の構成として説明したが、μ
−ＣＰＵの内部に取り入れてもよいものである。その際
には、速度制御部２０００Ａが全てμ−ＣＰＵからなる
制御部ＣＯＮＴ−Ｃにおいてソフトウエアにより制御実
行される。

【００６１】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、電圧駆動形のリールモータを採用する磁気テープ装
置において、キャプスタンやピンチローラ等の機構を用
いることなく、しかも、サーチ動作時等においても、磁
気テープの走行状態を安定かつ正確に制御することがで
きるようになるものである。

【００６２】

【発明の効果】本発明によれば、磁気テープ装置におい
て、キャプスタンやピンチローラ等の機構を用いること
なく、しかも、磁気テープの走行状態を安定かつ正確に
制御することができるものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態による磁気テープ装置
におけるテープ駆動制御系を示すブロック図である。

【図２】本発明の第２の実施形態による磁気テープ装置
におけるテープ駆動制御系を示すブロック図である。

【図３】本発明の第３の実施形態による磁気テープ装置
におけるテープ駆動制御系を示すブロック図である。

【図４】本発明の第４の実施形態による磁気テープ装置
におけるテープ駆動制御系を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０…磁気テープ，２０…供給リール，３０…ガイドポ
スト，４０…回転ドラム，５０…巻き取りリール，６０
…供給リールモータ，７０…Ｓリールモータ駆動回路，
８０…巻き取りリールモータ，９０…Ｔリールモータ駆
動回路，１０００…テンション制御部，２０００…速度
制御部，２１００…Ｔリール速度制御部，２２００…負
荷トルク検出部，２３００…加算部，２２１０…電圧検
出回路，２２２０…電流検出回路，２２３０，２２５
０，２２６０…負荷トルク補償器，２２４０…Ｔリール
角速度演算器，

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁気テープに対する情報の記録および再生
   を行う磁気ヘッドを搭載した回転ドラムと、この回転ド
   ラムに対する上記磁気テープの供給および巻き取り動作
   をそれぞれ行う供給リールおよび巻き取りリールと、上
   記供給リール及び巻き取りリールを個別に駆動する供給
   リールモータ及び巻き取りリールモータとを有する磁気
   テープ装置において、 上記巻き取りリールの回転周期情報に基づいて得られた
   テープ速度が所定の目標値となるように上記巻き取りリ
   ールモータの回転数を制御するリール速度制御手段と、 上記巻き取りリールモータに供給される電圧若しくは電
   流を検出し、この検出された電圧若しくは電流に基づい
   て、負荷トルクの影響を打ち消す信号を上記巻き取りリ
   ールモータに供給する負荷トルク補償手段とを備えたこ
   とを特徴とする磁気テープ装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の磁気テープ装置において、
   さらに、 上記巻き取りリールの回転角速度を検出する回転角速度
   検出手段を備え、 上記負荷トルク補償手段は、上記回転角速度検出手段に
   よって検出された巻き取りリールの回転角速度から負荷
   トルクの推定値を求めた上で、この負荷トルクの影響を
   打ち消す信号を上記巻き取りリールモータに供給する負
   荷トルク補償手段とを備えたことを特徴とする磁気テー
   プ装置。