JPS62233090A - キヤプスタンモ−タの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、キャプスタンモータの制御装置に関するもの
である。

従来の技術 キャプスタンモータの回転速度を速度検出２ｚにより検
出して、その検出信号によってキャプスタンモータへの
供給電力を制御するキャプスタンモータの制御装置は、
ビデオテープレコーダ等の磁気テープ走行装置に広く利
用されている（たとえば、本出願人が提案した特願昭５
６−１４２７２４号を参照）。しかしながら、このよう
な制御装置では、従来から利用されている比例、積分、
微分制御を行っているだけであり、負荷トルク変動によ
る回転速度の変動を十分に抑制することができなかった
。

このような問題を解決するために、本出願人は特願昭６
０−２２９１４３号および特願昭６０−２２９１４４号
に負荷トルク変動に対して非常に強くした高性能なモー
タの速度制御装置を提案した。すなわち、特願昭６０−
２２９１４３号や特願昭６０−２２９１４４号では、モ
ータの回転速度に応じた周期の交流信号を生じる回転セ
ンサと、回転センサの交流信号によりモータの１回転当
たり複数回の検出を行う速度検出゛手段と、速度検出手
段の検出信号にもとずき演算、記憶して制？π信号を作
り出す補償手段と、補償手段の制御信号に応じた電力を
前記モータに供給する電力増幅手段（駆動手段）によっ
て速度制御系を構成している。

さらに、速度検出手段の検出信号に応動した回転誤差を
得る回転誤差検出手段と、Ｎｘ上個（複数個）のメモリ
値群Ｍ　［（１０）からＭ［ＮつＬ−１］を格納するメ
モリ手段と、メモリ手段のＬ間隔ずつ離れたＮｘ個のメ
モリ値群を使って合成計算される合成値を実質的に算出
する合成値算出手段（メモリ出力値作成手段）と、合成
値算出手段の合成値と回転誤差検出手段の回転誤差を演
算合成した値に対応した更新値によってメモリ手段のメ
モリ値を実質的に順番に更新保存する更新保存手段と、
合成値算出手段の合成値と回転誤差検出手段の回転誤差
を演算合成して制御信号を作り出す制御信号作成手段と
を存する補償手段を使用することによって、高性能なモ
ータの速度制御装置を実現している。

発明が解決しようとする問題点 特願昭６０−２２９１４３号や特願昭６０−２２９１４
４号に示したモータの速度制御装置をキャプスタンモー
タの制御装置として使用する場合には、多少の改善をす
る必要があることがわかった。たとえば１、ビデオテー
プレコーダのキャプスタンモータの場合には、巻取リー
ル（または供給リール）からのテンション変動によって
大きく影響され、回転速度変動を起こしていることがわ
かった。さらに、リールからのテンション変動の周波数
はその巻径に伴って変化する。そのため、特願昭６０−
２２９１４３号や特願昭６０−２２９１４４号の構成で
は、これらのテンション変動の影響による回転速度の変
動を低減することができなかった。

さらに、特願昭６０−２２９１４３号や特願昭６０−２
２９１４４号の構成では、多数のディジタルメモリを使
用することが必要不可欠であり、通常、１６ｂｉｔｓＸ
　１０００ｗｏｒｄｓ　＝　１６　ｋｂｉｔｓ程度のメ
モリが必要とされる。近年の半導体製造技術の向上によ
ってメモリ用のＩＣ素子が急速に低価格化しているとは
いえ、１６　ｋｂｉｔｓものメモリを使用することはコ
ストの大幅な上昇を招き、好ましくない。

本発明は、このような点を考慮して、リールからのテン
ション変動の影響を十分に低減し、かつ、必要メモリ数
も少なくしたキャプスタンモータの制御装置を提供する
ものである。

問題点を解決するための手段 本発明では、キャプスタンモータの回転速度に応じた周
期の交流信号を生じる回転センサと、前記回転センサの
交流信号により前記キャプスタンモータの１回転当たり
複数回の検出を行う速度検出手段と、前記速度検出手段
の検出信号にもとすき制御信号を作り出す補償手段と、
前記補償手段の制御信号に応じて前記キャプスタンモー
タを駆動する駆動手段を具備し、前記補償手段は、前記
速度検出手段の検出信号に応動した回転誤差を得る回転
誤差検出手段と、４個以上のメモリ値を格納するメモリ
手段と、前記メモリ手段に格納されている少なくとも１
個のメモリ値を使ってメモリ出力値を作り出すメモリ出
力値作成手段と、前記回転誤差検出手段の複数個の回転
誤差を合成した合成誤差を作り出す合成誤差作成手段と
、前記メモリ出力値作成手段のメモリ出力値と前記合成
誤差作成手段の合成誤差を演算合成した値に対応した更
新値によって前記メモリ手段のメモリ値を実質的に順番
に更新保存する更新保存手段と、前記メモリ出力値作成
手段のメモリ出力値と前記回転誤差検出手段の回転誤差
を演算合成して前記制御信号を作り出す制御信号作成手
段と、リールの回転周期に応じて前記更新保存手段や前
記メモリ出力値作成手段の取り扱うメモリ値の個数を増
減するリール周期応動手段とを有し、前記速度検出手段
が新しい検出信号を得る毎に前記制御信号作成手段は新
しい制御信号を作り出し、前記速度検出手段が新しい検
出信号をＱ個（ここに、Ｑは２以上の整数）得る毎に前
記更新保存手段は実質的に１個のメモリ値を更新するよ
うに構成することによって、上記の問題点を解決したも
のである。

作用 本発明では上記の構成にすることによって、少数のメモ
リ数によって高性能なキャプスタンモータの制御装置を
実現している。すなわち、特願昭６０−２２９１４３号
や特願昭６０−２２９１４４号に示したようなモータの
速度制御装置の制御特性の改善部分を常に検出リールか
らのテンション変動の周波数に対応するように工夫し、
かつ、必要なメモリ数も少なくしている。

実施例 第２図にビデオテープレコーダのテープ走行系の基本構
成図を示す。供給リールｌｌｂから送り出された磁気テ
ープ１０は、インピーダンスローラ２２と２３によって
シリンダモータ２１に１８０度以上巻き付けられている
。シリンダモータ２１に登載された回転磁気ヘッドによ
って映像情報が磁気テープに記録、再生される。磁気テ
ープ１０は、ピンチローラ２４によってキャプスタンモ
ータ１に圧接され、キャプスタンモータ１の回転速度に
比例した所定の速度にてテープ走行し、巻取り−ルｌｌ
ａに巻回される。

巻取り−ルｌｌａや供給リールｌｌｂによる磁気テープ
１０のテンション変動によってキャプスタンモータｌの
回転速度が変動し、磁気テープ走行速度に変動（ワウ・
フラッタ）が生じていた。

テンション変動の周波数はリールの回転速度に比例して
いるので、磁気テープ１０の各リールへの巻回量に応じ
て変化し、テープの巻き始めから巻き終わりまでの間で
かなり広い周波数数範囲に発生する。特に、巻取リール
ｌｌａの影響によりキャプスタンモータ１の回転速度変
動が大きく発生しやすい。

第３図に本発明の実施例を表す構成図を示す。

第３図において、回転センサ２はキャプスタンモータ１
の回転に伴って１回転当たりＺｑ回（Ｚｑは２以上の整
数であり、ビデオテープレコーダのキャプスタンモータ
では、通常、Ｚｑ−３５７）の交流信号ａを発生する０
回転センサ２の交流信号ａは速度検出器３に入力され、
交流信号ａの周期に応じたディジタル信号すを得ている
。

速度検出器３の具体的な構成例を第４図に示す。

交流信号ａは波形整形回路３１によって波形整形され、
整形信号ｇを得ている。整形信号ｇはアンド回路３３と
第一の微分回路３６に直接入力され、また、インバータ
回路３７を介して第二の微分回路３８に入力されている
。第一の微分回路３６は整形信号ｇの立ち上がりエツジ
において微小幅の微分パルスｉを発生し、このパルスに
よってカウンタ回路３４の内部状態をリセットする。第
二の微分回路３８は整形信号ｇの立ち下がりエツジにお
いて微小幅の微分パルスｋを発生し、カウンタ回路３４
のディジタル信号ｊをラッチ回路３９にロード（人力、
保持）させると共に、データ入力型フリップフロップ４
０の出力をセットする。

アンド回路３３の入力側には、さらに、発振回路３２の
クロックパルスｐとカウンタ回路３４のオーバーフロー
出力信号Ｗも入力されている。発振回路３２は水晶発振
器と分周器等によって構成され、整形信号ｇの周波数よ
りもかなり高周波のクロックパルスｐ　（５００ｋＨｚ
程度）を発生している。カウンタ回路３４は、アンド回
路３３の出力パルスｈの到来毎にその内容をカウントア
ンプする１２ビツトのアップカウンタになっている。

また、オーバーフロー出力信号Ｗはカウンタ回路３４の
カウント内容が所定値以下の時にはＩ（”であり、カウ
ンタ回路３４のカウント内容が所定値以上になるとＷは
“Ｌ”に変化する（ここに、“Ｉ（”は高電位状態を表
し、“Ｌ”は低電位状態を表している）。データ入力型
フリップフロップ４０は、整形信号ｇの立ち下がりエツ
ジ時点においてデータ入力端子に入力された“Ｈ”を取
り込み、その出力Ｑを“Ｈ”にする（ｑ−“Ｈ９）。

また、補償器４からのリセット信号ｒが“Ｈ″′になる
と、フリップフロップ４０の内部状態がリセットされる
（Ｑ−“Ｌ”）。

次に、第４図の速度検出器３の動作について説明する。

いま、フリップフロップ４０がリセット信号ｒｒ：よっ
てリセットされているものとする。

波形整形回路３１の出力信号ｇが“Ｌ”からＨ”に変わ
ると、まず、第一の微分回路３６は微分パルスｉを発生
し、カウンタ回路３４をリセットする。それから、アン
ド回路３３の出力信号りに発振回路３２のクロックパル
スｐが出力され、カウンタ回路３４は出力信号りをカウ
ントしていき、その内部状態を変化させていく。次に、
波形整形回路３１の出力信号ｇが“Ｈ”から“Ｌ”に変
わると、アンド回路３３の出力信号りは“Ｌ”になり、
カウンタ回路３４はその内部状態を保持する。

また、第二の微分回路３８が微分パルスｋを出力し、カ
ウンタ回路３４の状態信号ｊをランチ回路３９にロード
し、フリップフロップ４０の出力信号ｑを“Ｌ”から“
Ｈ”に変化させる。従って、ラッチ回路３９のディジタ
ル信号すは、回転センサ２の交流信号ａの（半）周期長
に比例した値であり、キャプスタンモータ１の回転速度
に反比例している。後述の補償器４は、フリップフロッ
プ４０の出力信号ｑを見て、ｑが“Ｈ”になるとラッチ
回路３９のディジタル信号すを入力し、その後にリセッ
ト信号ｒを所定の短時間の間“Ｈ”にして、フリップフ
ロップ４０を初期状態にリセットする。なお、キャプス
タンモータ１の回転速度が遅過ぎるときには、波形整形
回路３１の出力信号ｇの周期が長いためにカウンタ回路
３４の内部状態が所定値以上になり、オーバーフロー出
力信号Ｗが“Ｈ″から“Ｌ”に変わり、アンド回路３３
の出力信号りが“Ｌ”になり、カウンタ回路３４が所定
の大きな値を保持することもある。

第３図のリール回転センサ１２は検出リール（巻取リー
ルまたは供給リール）１）の回転に応動した交流信号ｅ
を発生する。リール回転検出器１３は交流信号ｅの周期
に比例したディジタル信号ｌを得ている。その具体的な
構成例は、第４図に示した速度検出器３と同様である。

（フリップフロップ４０を無くしている）。

第３図の補償器４は、演算器５とメモリ６とＤ／Ａ変換
器７によって構成され、速度検出器３のディジタル信号
すとリール回転検出器１３のディジタル信号１を入力し
、後述する内蔵のプログラムによって計算加工して制御
信号Ｃを出力する。

補償器４の制御信号Ｃは電力増幅器８（駆動手段）に入
力され、電力増幅された駆動信号ｄ（制御信号Ｃに比例
した電流）がキャプスタンモータＩに供給される。従っ
て、キャプスタンモータ１と回転センサ２と速度検出器
３と補償器４と電力増幅器８（駆動手段）によって速度
制御系が構成され、キャプスタンモータｌの回転速度が
所定の値に制御される。

補償器４のメモリ６は、所定のプログラムと定数が格納
されたロム領域（ＲＯＭ：リードオンリーメモリ）と随
時必要な値を格納するラム領域（ＲＡＭ：ランダムアク
セスメモリ）に別れている。演算器５はロム頌域内のプ
ログラムに従って所定の動作や演算を行っている。第１
図にそのプログラムの具体的なフローチャートを示す６
次に、その動作について詳細に説明する。

（１）＜回転誤差検出手段〉 まず、演算器５は速度検出器３のフリップフロップ４０
の出力信号ｑを入力し、信号ｑが“Ｈ″となるのを待っ
ている。すなわち、速度検出器３が交流信号ａの（半）
周期を検出し、新しいディジタル信号すを出力するのを
モニタしている。ｑがＨ”になると、速度検出器３のデ
ィジクル信号すを読み込んで、ディジタル信号すに対応
する速度検出値Ｓ（ディジタル値）に直すと共に、リセ
ット信号ｒを所定時間“Ｈ”にして速度検出器３のフリ
ップフロップ４０をリセットする。所定の基準値Ｓ　ｒ
ｅｆから速度検出値Ｓを引いて、その値をＲ倍（ここに
、Ｒは所定の正の定数）し、キャプスタンモータ１の現
時点での回転誤差Ｅを計算する。

［Ｅ＝Ｒ・（Ｓｒｅｆ　−３）　］ （２）〈制御信号作成手段〉 後述するメモリ出力値作成手段によるメモリ出力値ｖ０
と現時点の回転誤差Ｅを所定の比率Ｄ：１　（ここに、
Ｄは０＜Ｄ≦１なる定数で、好ましくはＤ−１）にて演
算合成し、制御信号（ｌｉＹを計算する（Ｙ＝Ｅ＋Ｄ　
−Ｖｏ”）、制御信号値ＹをＤ／Ａ変換器７に出力し、
Ｙの値に対応した直流的な電圧（制御信号）に変換する
。

（３）＜回転誤差時系列の保存〉 後述の第１のカウント変数■、に対応したメモリ値Ｆ［
Ｉ、］に現時点の回転誤差Ｅを格納保存しておく　　（
Ｆ　［ｒ、］　＝Ｅ）。

（４）〈第１のカウント手段〉 Ｑ（ここに、Ｑは２以上の整数）をｍｏｄ　（法）とし
て、新しい速度検出値Ｓを得る毎に第１のカウント変数
■１をカウントアツプしていく。

すなわち、Ｉ、＝１．＋１　　（１，＋１を新しく■、
にする）にした後に、ｌ、＝Ｑならば１）を０にリセッ
トする。このような演算をするならば、１）はＯからＱ
−１の間の整数になる。

なお、■、の初期値は０とする。１）が０ならばｆ５＋
、　＋６１．　（７＋、　＋８１．　＋９）の動作を実
行し、１）が０でないならば（１）の動作に復帰する。

（５）＜第２のカウント手段〉 Ｎｘ−Ｌ（−艦に、Ｎ、は整数、Ｌは４以上の整数。し
かし、ＮＸが２以上の整数であることが好ましいので、
以後このような場合について説明する。）をｎｏｄ　（
法）として、第１のカウント変数■１がＯになる毎に（
新しい速度検出値ＳをＱ個得る毎に）第２のカウント変
数１２をカウントアツプしていく。すなわち、１２＝Ｔ
２＋１にした後に、ｌ２＝ＮｘＬならばＩ２を０にリセ
ットする。このような演算をするならば、Ｉ２は０から
ＮｘＬ−１の間の整数になる。なお、Ｉ２の初期値はＮ
ｘＬ−１とし、Ｌの初期値は所定の大きな整数とする。

また、Ｌの値は後述のリール周期応動手段によって随時
変更される。

（６）＜メモリ出力値作成手段〉 整数Ｊを１２に等しくしくＪ＝■２）、ラム領域内のＬ
間隔ずつ離れたＮＸ個のメモリ値群Ｍ　［Ｊ−ｎＬ　（
ｓｏｄ　ＮｘＬ）　］　　（ｎ＝１．−・＝。

Ｎｘ）を使って、次式によりメモリ出力値ｖ０を作り出
す。

Ｎｘ ・・・・・・（１） ここに、比率Ｗｎの値は、 ０　＜Ｗｎ＜　２／ＮＸ　　（ｎ＝　１．−、ＮＸ）・
・・・・・（２） であり、さらに、 ＮＸ ΣＷ　ｎ　−１・・・・・・（３） と規格化している。具体的には、Ｎｘ≧２の場合に Ｗｎ−１／ＮＸ（ｎ＝１．・・・・・・、ｎｘ）・・・
・・・（４）にすると、（１）式はメモリ値群Ｍ［Ｊ−
ｎＬ（ＩＩｌｏｄ　ＮｘＬ）］　　（］ｎ＝１．−、Ｎ
Ｘを単純に加算合成した後にＮＸ　（整数）で割ること
になり、演算が非常に簡単になる。

（７）〈合成誤差作成手段〉 前述の回転誤差時系列の保存動作によってＦ　［ｍｌ　
　（ｍ＝ｏ、　　ｌ、　−・−・−、Ｑ−１）には連続
するＱ個の回転誤差が保存されている。このなかのＦｄ
個（ここに、Ｆｄは２以上でＱ以下の整数）の最新の回
転誤差Ｆ　［Ｑ−’ｍ］　　（ｍ　−１，２，・・・・
・・、Ｆｄ）にそれぞれ所定の比率Ｂｍ　（ｍ＝　１．
２．−−−−、Ｆｄ）に掛けた値を加算合成して、合成
誤差Ｅ８を作り出す。すなわち、 Ｆｄ ここに、係数Ｂｍには Ｂｒｎ＝Ｂｐ　ｄ−ｍ＊（（ｍ”１，２．・・”・・ｌ
　　Ｆｒ１　）・・・・・・（６） なる関係がある。さらに、 Ｆｄ に規格化している。

（８）＜更新保存手段〉 メモリ出力値作成手段によるメモリ出力値ｖ０と合成誤
差Ｅｇを１：１の比率にて演算合成して更新値を計算し
、第２のカウント変数１２に対応したラム領域内のメモ
リ値Ｍ［＋２１を更新しくＭ　［１２］　＝Ｅ、＋Ｖ０
）、次の更新時まで格納保存する。

（９）＜リール周期応動手段〉 リール回転検出器１３のディジタル信号１を入力し、信
号１に対応したリール回転検出値しｄ　（ディジタル値
）を得る。ここで、Ｌ、はり−ルの回転周期に比例して
いる。次に、前述のＬ（基本メモリ長）の値をリール回
転検出値しｄに変更する。その後に、（１）の動作に復
帰すこのように構成するならば、検出リール１）（巻取
リールｌｌａまたは供給リール１ｌｂ）の生じるテンシ
ョン変動に対してキャプスタンモータ１の回転速度変動
はほとんど生じ無くなる。これは、リール周期応動手段
によって基本メモリ長しが検出リールの回転周期に比例
する値に随時変更され、更新保存手段やメモリ出力値作
成手段において取り扱うメモリ個数ＮｘＬが変化し、制
御特性の改善効果の現れる周波数を常に検出リールの回
転周期に応じた周波数に合わせることができるためであ
る。（制御特性の改善効果については先願の特許を参照
）、すなわち、検出リール１）の巻径にかかわらず、常
に検出リール１）のテンション変動の周波数におけるキ
ャプスタンモータの制御特性（外乱抑制特性）を良くす
ることができる。従って、検出リール１）が大きなテン
ション変動を発生しても、キャプスタンモータ１の回転
速度は変動しなくなる。なお、巻取リールＩｌａのテン
ション変動の影響がキャプスタンモータｌに大きく生し
ていたので、検出リール１）として巻取リール１）ａ／
ｃ選ぶほうが好ましいといえる。

さらに、本実施例に示すように、速度検出器が新しい検
出信号を得る毎に制御信号作成手段は新しい制御信号を
作り出すようにし、かつ、速度検出器が新しい検出信号
をＱ個得る毎に更新保存手段が１個のメモリ値を更新す
るようになすならば、実質的にメモリ手段に必要とされ
るメモリ数がＱ分の１に削減される。このようにメモリ
数を削減しても、前述の検出リールのテンション変動に
対して極めて強くなる効果（回転速度変動が生じない効
果）は保持されている。これは、次のように説明できる
。メモリ手段やメモリ出力値作成手段や更新保存手段の
動作によって改善する必要のある周波数成分（テンショ
ン変動の周波数）が速度検出器の検出周波数に較べてか
なり低いことがわかった。従って、更新保存手段におい
て利用する速度検出器の検出信号の頻度をＱ分の１に小
さくしても、上述の改善効果に悪影響を生じないように
できるのである。

さらに、本実施例に示したように、連続するＦ。

個の回転誤差を合成して合成誤差Ｅｇを求め、合成誤差
Ｅｇとメモリ出力値ｖ０の合成値によってメモリ値Ｍ　
［Ｉ　２　］を更新するならば、回転誤差に含まれる不
要なノイズ成分によって動作が不安定になることを防止
できることがわかった。これは、回転誤差に含まれるか
なり高周波の変動分の影響が更新保存手段のメモリ値や
メモリ出力値作成手段のメモリ出力値に入り込むことを
、合成誤差作成手段によって防止する効果を得ることが
できるからである。また、メモリ手段やメモリ出力値作
成手段や更新保存手段の動作によって改善される周波数
成分が速度検出器の検出周波数に較べてかなり低いこと
から、合成誤差作成手段を更新保存手段の前に挿入して
も上述の改善効果への悪影響はほとんどない。

第５図に制御系全体の安定性を考慮にいれた補（’Ｉ＜
　２３４のプログラムのフローチャートを示す、ここで
は、更新保存手段における更新値の計算の仕方と、メモ
リ出力値作成手段におけるメモリ出力値の準備の個数と
、制御信号作成手段におけるメモリ出力値作成手段のメ
モリ出力値の利用の仕方を改良している。また、速度検
出器３の１検出周期内に必要とされる演算量も少なくし
ている。次に、その動作について詳細に説明する（全体
の構成は第３図と同じであり、説明を省略する）。

αｅ　〈回転誤差検出手段〉 まず、演算器５は速度検出器３のフリップフロップ４０
の出力信号ｑを入力し、信号ｑが“Ｈ”となるのを待っ
ている。すなわち、速度検出器３が交流信号ａの（半）
周期を検出し、新しいディジタル信号すを出力するのを
モニタしている。ｑが“Ｈ”になると、速度検出器３の
ディジタル信号すを読み込んで、ディジタル信号すに対
応する速度検出値Ｓ（ディジタル値）に直すと共に、リ
セット信号ｒを所定時間“Ｈ”にして速度検出器３のフ
リップフロシブ４０をリセットする。所定の基準値５ｒ
ｅｆから速度検出（１）ＩＳを引いて、その値をＲ倍（
ここに、Ｒは所定の正の定数）し、キャプスタンモータ
ｌの現時点での回転誤差Ｅを計算する。

［Ｅ＝Ｒ・（Ｓｒｅｆ−３）コ ０υ　く制御信号作成手段〉 後述するメモリ出力値作成手段によるメモリ出力値■。

と現時点の回転誤差Ｅを所定の比率Ｄ：ｌにて演算合成
し、制御信号値Ｙを計算する（Ｙ　＝　Ｅ　＋　Ｄ・■
。）。制御信号値ＹをＤ／Ａ変換器７に出力し、Ｙの値
に対応した直流的な電圧（制御信号）に変！負する。

叩　く回転誤差時系列の保存〉 後述の第１のカウント変ａ１．に対応したメモリ値Ｆ［
Ｉ、］に現時点の回転誤差Ｅを格納保存しておく、（Ｆ
　［＋、］　＝Ｅ）α美　〈第１のカウント手段〉 Ｑをｌｌ１ｏｄ（法）として、新しい速度検出値Ｓを得
る毎に第１のカウント変数１）をカウントアンプしてい
く、■１がＱ、（ここに、ＱａはＱよりも小さい整数）
に等しくなるとメモリ出力値Ｖ。を後述のＶ［ＰＸ３に
変更し、■１がＱ、に等しくない場合にはこのような変
更動作を行わない。これにより、Ｉ、＜Ｑ、の範囲では
■。＝Ｖ　［ＰＸ−１）（後述）になり、１）≧Ｑａの
範囲では■。＝ｖ［ＰＸ３になっている。さらに、■□
がＯならばＱＳｌ、Ｑａ１の動作を実行し、１）が１な
らばα刀の動作を実行し、１）が２ならばα匂の動作を
実行し、■１がＯや１や２でないならばα瞬の動作を実
行する。

θ引　く第２のカウント手段〉 ＮＸ−ＬをＩＩＩｏｄ（法）として、第１のカウント変
数１）がＯになる毎に（新しい速度検出値ＳをＱ個得る
毎に）第２のカウント変数１２をカウントアンプしてい
く。

■　〈メモリ出力値作成手段〉 レジスタ変数Ｖ［ｍ（１）の内容をＶ　［ｍｌに順番に
転送した後に（ｍ＝ｏ、１．・・・・・・。

Ｐｘ−１）、ＮｘＬをｎｏｄとして第２のカウント変数
Ｉ２にＰＸ　（ここに、ＰＸは１以上で３以下の整数で
あり、Ｐｘ＝１が好ましい）を足した整数Ｊを計算する
［Ｊ＝１２＋ＰＸ（Ｉｌｏｄ　ＮＸ　Ｌ）　］　＠ラム
領域内のメモリ値群ＭＣＪ　　ｎ　Ｌ　　（Ｉｌｏｄ　
Ｎｘ　Ｌ）　］　　（ｎ　＝　１．・・・・・・。

Ｎｘ）を使って次の式によって計算される最新のメモリ
出力値をｖ［ＰＸ３に入れる。

Ｎｘ ・・・・・・（８） ここに、Ｗｎの値は＋２１．　＋３１式および（４）式
を満たしている。すなわち、ｖ［ＰＸ３からＶ［０］に
連続するＰｘ＋１個のメモリ出力値群を得る。

このとき、ｖ［ＰＸ３を計算する時の（８）式中の整数
ＪをＪｌとし、■［０］を計算する時の（８）式中の整
数ＪをＪ２とすると、Ｊ１＝Ｊ２　＋Ｐｘの関係がある
。次に、制御信号作成手段において最初に利用されるメ
モリ出力値ｖ０をＶ［ＰＸ−１］にする。（Ｖ０＝ｖ［
ＰＸ−１］）その後に、α鴫の動作を復帰する。

θＱ　〈合成誤差作成手段〉 前述の回転誤差時系列の保存動作によってＦ　［ｍｌ　
　（ｍ＝０．ｌ、−−・−Ｑ−１）には連続するＱ個の
回転誤差が保存されている。このなかのＦｄ個の最新の
回転誤差Ｆ［Ｑ−ｍｌ（ｍ＝ｌ、２．・・・・・・、Ｆ
ｄ）にそれぞれ所定の比率Ｂｍ　（ｍ−１，２，・・・
・・・、Ｆｄ）を掛けた値を加算合成して、合成誤差Ｅ
ｇを作り出す［（５１，（６）、（７）式］、その後に
、αのの動作に復帰する。

面　〈更新保存手段〉 レジスタ変数Ｘ［ｍ＋１］の内容をＸ　［ｍｌに順番に
転送した後に（ｍ−０，１，２，・・・・・・。

２Ｋｄ−１）、Ｘ　［２Ｋｄ］　　（ここに、Ｋ、は整
数であり、Ｋｄ＝３が好ましい）にメモリ出力値作成手
段によって作成された古いメモリ出力値Ｖ［０］と合成
誤差Ｅｇを１＝１の比率にて演算合成した合成値を入れ
る（Ｘ［２に、］、、、、Ｅｇ＋Ｖ　［（１０）ｍすな
わち、Ｘ［２Ｋｄ］からｘ［０］に連続する２Ｋｄ＋１
個の加算値（メモリ出力値と合成誤差の加算（ｔｉｔ）
を得る。

ＮｘＬをｓｏｄとして第２のカウント変数Ｉ２からＫｄ
を引いた整数Ｋを計算する［Ｋ＝Ｉ２−に、　　（ｎｏ
ｄ　　ＮＸ　Ｌ）　］　ｓ次に、Ｘ　［ｍｌに所定の正
の比率Ｃｍ　（ｍ＝０．１．　・−・・、２に、）を掛
けた値を加算合計した新しい更新値を得て、ラム領域内
のメモリ値Ｍ　［Ｋ］として次の更新時まで格納保存す
る。すなわち、 とする。ここに、比率Ｃｍには次の関係がある。

Ｃａａ　＝　Ｃ２に、　−ｍ（ｍ　＝Ｏ＋１ｓ’−・−
’Ｋｄ）”””αΦ−Ｏ その後に、叫の動作に復帰する。

θ榎　〈リール周期応動手段〉 リール回転検出器１３のディジタル信号１を入力し、（
３号１に対応したリール台回転検出値り、（ディジタル
値）を得る。ここで、Ｌｄはリールの回転周期に比例し
ている０次に、■、。

の値を前述のＬ　（ｊＪ本メモリ長）にする。その後に
、ａυの動作に復帰する。

本実施例のように、更新保存手段に加重平均を取る演算
を挿入したり、制御信号作成手段において使用するメモ
リ出力値作成手段の第一のメモリ出力値ｖ０　（ｖ　［
ＰＸ３）と更新保存手段において使用するメモリ出力値
作成手段の第二のメモリ出力値Ｖ　［０］の間に所定の
ズレ（Ｖ［ＰＸ３が■［０］よりも進んでいる）を設け
るならば、制御系全体の動作も安定になることを確認し
た。特に、その利用タイミングに関係するＰｘやＱａの
値は合成誤差作成手段の演算項数Ｆｄの値に深く関係し
、（ＱＰＸ−Ｑ、）≧（Ｑ＋Ｆｄ　）／２にしたほうが
良いことも解った。これは、メモリ出力値作成手段の同
一のメモリ出力値（たとえば、■［０］の値）の更新保
存手段における利用タイミングに較べて制御信号作成手
段における利用タイミングを、速度検出器の検出回数に
換算したときに、（Ｑ＋Ｆｄ）／２回以上早くすること
を意味する。

また、本実施例の示すように、メモリ出力値作成手段の
動作と合成誤差作成手段の動作と更新保存手段の動作を
速度検出器の検出信号に関してタイミングをずらせると
、速度検出器の１検出周期内に必要とされる演算量が少
なくなる。特に、メモリ出力値作成手段の動作や更新保
存手段の中に転送や乗算を多数含んでいる場合には、速
度検出器の１検出周期内に必要とされる演算量が少な（
なる効果が大きく、ハードウェアの動作速度に対する制
約が緩やかになる。さらに、メモリ出力値作成手段の動
作を■１−０の時に行っているので、制御信号作成手段
において利用するメモリ出力値ｖ０は遅れなしに変更さ
れる。

第６図に制御系全体の安定性を考慮にいれた補償器４の
他のプログラムのフローチャートを示す。

ここでは、メモリ出力値作成手段におけるメモリ出力値
の計算の仕方および準備の個数と、制御信号作成手段に
おけるメモリ出力値作成手段のメモリ出力値の利用の仕
方を改良している。また、速度検出’Ｊ’ａ３の１検出
周期内に必要とされる演算量も少なくしている０次に、
その動作について詳細に説明する。（全体の構成は第３
図と同じであり、説明を省略する） （ＩＩ　　＜回転誤差検出手段〉 まず、演算器５ば速度検出器３のフリップフロップ４０
の出力信号ｑを入力し、信号ｑが“Ｈ”となるのを待っ
ている。すなわち、速度検出器３が交流信号ａの（半）
周期を検出し、新しいディジタル信号すを出力するのを
モニタしている。ｑが“Ｈ″になると、速度検出器３の
ディジタル信号すに対応する速度検出値Ｓ（ディジタル
値）に直すと共に、リセット信号ｒを所定時間″Ｈ”に
して速度検出器３のフリップフロップ４０をリセットす
る。所定の基準値５ｒｅｆから速度検出値Ｓを引いて、
その値をＲ倍（ここに、Ｒは所定の正の定数）し、キャ
プスタンモータ１の現時点での回転誤差Ｅを計算する−
　　［Ｅ＝Ｒ・（Ｓｒｅｆ　−３）　］ｔ２ｍ　　＜制
御信号作成手段〉 後述するメモリ出力値作成手段によるメモリ出力値ｖ０
と現時点の回転誤差Ｅを所定の比率Ｉｌｌにて演算合成
し、制御信号値Ｙを計算する。（Ｙ＝Ｅ＋Ｄ　−Ｖ、）
制御信号値Ｙをｒ３／Ａ変換器７に出力し、Ｙの値に対
応した直流的な電圧（制御信号）に変換する。

（２１）　＜回転誤差時系列の保存〉 後述の第１のカウント変数■１に対応したメモリ値Ｆ［
Ｉ、］に現時点の回転誤差Ｅを格納保存しておく。（Ｆ
　［１，］　ｍ＝）（２２）　＜第１のカウント手段〉 Ｑを−ｏｄ　　（法）として、新しい速度検出値Ｓを得
る毎に第１のカウント変数！、をカウントアツプしてい
く。■、がＱａ　（ここに、ＱａはＱよりも小さい整数
）に等しくなるとメモリ出力値ｖ０を後述のＶ［ＰＸ３
に変更し、■、がＱａに等しくない場合にはこのような
変更動作を行わない、これにより、１）＜Ｑ、％範囲で
はＶ、−Ｖ　［ＰＸ−１）（後述）になり、Ｔ、≧Ｑａ
の範囲では■。−ｖ［ＰＸ３になっている。さらに、１
）がＯならば（２３）　、　（２４）の動作を実行し、
■１が１ならば（２５）の動作を実行し、１）が２なら
ば（２６）の動作を実行し、■。

が０や１や２でないならば（２７）の動作を実行する。

（２３）　＜第２のカウント手段〉 Ｎｘ−Ｌを５ｈｏｄ　　（法）として、第１のカウント
変数１）がＯになる毎に（新しい速度検出値ＳをＱ個得
る毎に）第２のカウント変数１２をカウントアツプして
いく。

（２４）　＜メモリ出力値作成手段〉 レジスタ変数Ｘ［ｍ＋１］の内容をＸ　［ｍｌに順番に
転送した後に（ｍ−，０，１，２，・・・・・・。

２に、−１）　、ＮｘＬを−ｏｄとして第２のカウント
変数Ｉ２にＰｘ　”Ｋ、１　　（ＰＸは１以上で３以下
の整数であり、Ｋｄは１以上の整数）を足した整数Ｊを
計算する［Ｊ−１，＋ＰつｔａＸ（ｇｉｏｄ　ＮＸ　Ｌ
）　］　ｅラム領域内のＮｘ個のメモリ値群Ｍ　［Ｊ−
ｎＬ　（ｓｏｄ　ＮｘＬ）　］　　（ｎ＝１゜・・・・
・・、ＮＸ）を使って次式によって算出した算出値をＸ
［２に、］に入れる。

Ｎｘ ・・・・・・＠ ここに、Ｗｎの値は＋２１．　（３１式および（４）式
を満たしている。すなわち、Ｘ［２Ｋｄ］からＸ［０］
に連続する２に、＋１個の算出値（Ｌ間隔ずつ離れたＮ
ｘ個のメモリ値から求めた算出値）を得ている０次に、
レジスタ変数Ｖ［ｍ＋１］の内容をＶ　［ｍｌに順番に
転送した後に（ｍ−０＋１、＝、Ｐｘ−１）　、Ｘ　［
ｍｌ　　（ｍ＝ｏ、１゜・・・・・・、２Ｋｄ）に所定
の正の比率Ｃｍ　（ｍ−０゜１、・・・・・・、２Ｋｄ
）を掛けた値を加算合成した最新のメモリ出力値を得て
、ｖ［ＰＸ３に入れる。

ここに、比率Ｃｍには（１０）．０９式の関係がある。

すなわち、■［ＰＸ３からｖ［０］に連続するＰＸ＋１
個のメモリ出力値を得ている。このとき、実質的にｖ［
ＰＸ３を計算する時の叩式中の整数ＪをＪ、とし、実質
的にｖ［０］を計算する時の０乃式中の整数ＪをＪ２と
すると、Ｊ。

＝Ｊ２＋ＰＸの関係がある。すなわち、■［ＰＸ３とｖ
［０］の間には整数ＰＸに対応したズレがある６次に、
メモリ出力値ｖ０を■［ＰＸ−１）にする（Ｖ、−Ｖ　
［ＰＸ−１）’）。

その後に、（１９）の動作に復帰する。

（２５）　＜合成誤差作成手段〉 前述の回転誤差時系列の保存動作によってＦ　［ｍｌ　
　（ｍ＝０．　１．−”−、Ｑ−１）には連続するＱ個
の回転誤差が保存されている。このなかのＦ１個の最新
の回転誤差Ｆ［Ｑ−ｍｌ（ｍ−１，２，・・・・・・、
Ｆｄ）にそれぞれ所定の比率Ｂｍ　（ｍ−１，２，・−
・−・、Ｆｄ）を掛けた値を加算合成して、合成誤差Ｅ
８を作り出す［（６１，＋６１．（７）式］、その後に
、（１９）の動作に復帰する。

（２６）　＜更新保存手段〉 メモリ出力値作成手段によって作成された古いメモリ出
力（１ｍＶ［Ｏ］と合成誤差Ｅ８をｔａＸの比率にて演
算合成して更新値を計算し、第２のカウント変数ｌ、に
対応したラム領域内のメモリ値Ｍ［１２］を更新しくＭ
［Ｉ２］＝Ｅ、　＋　ｖ　［ｏ　３　、次の更新時まで
格納保存する。

その後に、（１９）の動作に復帰する。

（２７）　＜リール周期応動手段〉 リール回転検出器１３のディジタル信号１を入力し、信
号１に対応したリニル回転検出値しｄ　（ディジタル値
）を得る。ここで、Ｌ、はリールの回転周期に比例して
いる０次に、Ｌｄの値を前述のＬ　（５本メモリ長）に
する、その後に、（１９）の動作に復帰する。

本実施例のように、メモリ出力値作成手段に加重平均を
取る演算および複数個のメモリ出力値を準備する演算を
挿入し、制御信号作成手段において使用するメモリ出力
値作成手段の第一のメモリ出力値■。（ｖ［ＰＸ］）と
更新保存手段において使用するメモリ出力値作成手段の
第二のメモリ出力値■［０］の間に所定のズレ（Ｖ［Ｐ
ｘ］が■［０］よりも進んでいる）を設けておくと、制
御系全体の動作も安定になる。この場合も、（ＱＰＸ−
Ｑ、）≧（Ｑ＋Ｆｄ）／２にしたほうが良い。

なお、比率ＷｎやＣｍによる演算は上記の形に限られる
ものではなく、上記のプログラムの内容を実質的に実現
するものであればよく、各種の等価的な式変形が可能で
あることは言うまでもない。

また、新しい回転誤差が得られた時に、最初に制御信号
作成手段による新しい制御信号の出力動作を行い、その
後に、メモリ出力値作成手段によって次のサンプリング
時点で使用するメモリ出力値を計算するようになすなら
ば、メモリ出力値作成手段の演算時間を長くとれると共
に、制御信号の出力までの時間遅れを短くできるので、
制御系の安定性を確保し易い。

前述の各実施例では、速度検出器によってキャプスタン
モータの回転速度のみを検出するようにしたが、これ以
外にキャプスタンモータの回転位相を周知の位相検出器
によって検出し、その両者を合成して回転誤差としても
よく、本発明に含まれることは言うまでもない。また、
補償器の出力をディジタル信号やＰＷＭ信号（パルス幅
変調信号）にしたり、電力増幅器（駆動手段）の出力信
号をＰＷＭ信号にしてもよい。また、キャプスタンモー
タにブラシレス直流キャプスタンモータを用いても良い
。さらに、補償器をＰＬＡ　（プログラマブル・ロジッ
ク・アレイ）等により完全なハードウェアによって構成
し、前述のプログラムによる動作と同じ動作をおこなわ
せるようにしてもよい、また、アナログ的な演算素子を
利用するようにしてもよい、その他、本発明の主旨を変
えずして種々の変更が可能である。

発明の効果 本発明のキャプスタンモータの制御装置は、リールのテ
ンション変動による回転速度の変動が大幅に低減され、
かつ、必要なメモリ数も大幅に削減されている。

従って、本発明に基き、ビデオテープレコーダ用のキャ
プスタンモータの制御装置を構成するならば、高性能な
ビデオテープレコーダを経済的に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第３図の補償器の内蔵プログラムの一例を表す
フローチャート図、第２図はビデオテープレコーダの磁
気テープ走行系の構成図、第３図は本発明のキャプスタ
ンモータの制御装置全体の構成図、第４図は第３図の速
度検出器の具体的な構成図、第５図は本発明の補償器の
内蔵プログラムの他の例を表すフローチャート図、第６
図は本発明の補償器の内蔵プログラムの他の例を表すフ
ローチャート図である。 １・・・・・・キャプスタンモータ、２・・・・・・回
転センサ、３・・・・・・速度検出器、４・・・・・・
補償器、５・・・・・・演算器、６・・・・・・メモリ
、７・・・・・・Ｄ／Ａ変換器、８・・・・・・電力増
幅器、１０・・・・・・磁気テープ、１）・・・・・・
検出＋７　＋ル、ｌｌａ・・・・・・巻取リール、ｌｌ
ｂ・・・・・・供給リール、１２・・・・・・リール回
転センサ、１３・・・・・・リール回転検出器。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名第１図 第　４　図 区　　　　　　　　　　　　　　　　　　トｑ ぐ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）キャプスタンモータの回転速度に応じた周期の交
   流信号を生じる回転センサと、前記回転センサの交流信
   号により前記キャプスタンモータの１回転当たり複数回
   の検出を行う速度検出手段と、前記速度検出手段の検出
   信号にもとづき制御信号を作り出す補償手段と、前記補
   償手段の制御信号に応じて前記キャプスタンモータを駆
   動する駆動手段を具備し、前記補償手段は、前記速度検
   出手段の検出信号に応動した回転誤差を得る回転誤差検
   出手段と、４個以上のメモリ値を格納するメモリ手段と
   、前記メモリ手段に格納されている少なくとも１個のメ
   モリ値を使ってメモリ出力値を作り出すメモリ出力値作
   成手段と、前記回転誤差検出手段の複数個の回転誤差を
   合成した合成誤差を作り出す合成誤差作成手段と、前記
   メモリ出力値作成手段のメモリ出力値と前記合成誤差作
   成手段の合成誤差を演算合成した値に対応した更新値に
   よって前記メモリ手段のメモリ値を実質的に順番に更新
   保存する更新保存手段と、前記メモリ出力値作成手段の
   メモリ出力値と前記回転誤差検出手段の回転誤差を演算
   合成して前記制御信号を作り出す制御信号作成手段と、
   リールの回転周期に応じて前記更新保存手段や前記メモ
   リ出力値作成手段の取り扱うメモリ値の個数を増減する
   リール周期応動手段とを有し、前記速度検出手段が新し
   い検出信号を得る毎に前記制御信号作成手段は新しい制
   御信号を作り出し、前記速度検出手段が新しい検出信号
   をＱ個（ここに、Ｑは２以上の整数）得る毎に前記更新
   保存手段は実質的に１個のメモリ値を更新していること
   を特徴とするキャプスタンモータの制御装置。
2. （２）メモリ手段はＮ＿ｘＬ個（ここに、Ｎ＿ｘは１以
   上の整数、Ｌは４以上の整数）のメモリ値群Ｍ［０］か
   らＭ［Ｎ＿ｘＬ−１］を格納し、更新保存手段は順次Ｍ
   ［０］、Ｍ［１］、・・・・・・、Ｍ［Ｎ＿ｘＬ−１］
   の順に更新し、かつ、リール周期応動手段により前記Ｌ
   の値を変化させることを特徴とする特許請求の範囲第（
   １）項に記載のキャプスタンモータの制御装置。
3. （３）Ｎ＿ｘ≧２となし、メモリ出力値作成手段がメモ
   リ手段のＬ間隔ずつ離れたメモリ値群 Ｍ［Ｊ−ｎＬ（ｍｏｄＮ＿ｘＬ）］（ｎ＝１、・・・・
   ・・、Ｎ＿ｘ）（ここに、Ｊは整数）を演算合成した値
   に実質的に対応したメモリ出力値を算出するようになさ
   れたことを特徴とする特許請求の範囲第（２）項に記載
   のキャプスタンモータの制御装置。
4. （４）メモリ出力値作成手段は、メモリ手段のＮ＿ｘ個
   のメモリ値Ｍ［Ｊ−ｎＬ（ｍｏｄＮ＿ｘＬ）］（ｎ＝１
   、・・・・・・、Ｎ＿ｘ）（ここに、Ｊは整数）を使っ
   て算出した算出値を求め、さらに、前記整数Ｊに関して
   連続する複数個の前記算出値にそれぞれ所定の比率を掛
   けた値を加算合成してメモリ出力値としたことを特徴と
   する特許請求の範囲第（２）項に記載のキャプスタンモ
   ータの制御装置。
5. （５）更新保存手段は、メモリ出力値作成手段のメモリ
   出力値と回転誤差検出手段の回転誤差を加算した加算値
   を求め、連続する複数個の前記加算値にそれぞれ所定の
   比率を掛けた値を加算合成した値を新しい更新値として
   メモリ手段のメモリ値に保存格納するようにしたことを
   特徴とする特許請求の範囲第（２）項に記載のキャプス
   タンモータの制御装置。
6. （６）合成誤差作成手段は、連続するＦ＿ｄ個（ここに
   、Ｆ＿ｄは２以上でＱ以下の整数）の回転誤差に所定の
   比率Ｂｍ（ｍ＝１、２、・・・・・・、Ｆｄ）を掛けて
   加算合成した合成誤差を作り出していることを特徴とす
   る特許請求の範囲第（２）項に記載のキャプスタンモー
   タの制御装置。
7. （７）Ｂｍ＝Ｂ＿Ｆ＿ｄ＿−＿ｍ＿＋＿１（ｍ＝１、２
   、・・・・・・、Ｆｄ）としたことを特徴とする特許請
   求の範囲第（６）項に記載のキャプスタンモータの制御
   装置。
8. （８）リール周期応動手段は、巻取リールの回転周期を
   検出していることを特徴とする特許請求の範囲第（１）
   項に記載のキャプスタンモータの制御装置。
9. （９）メモリ出力値作成手段の動作と合成誤差作成手段
   の動作と更新保存手段の動作のうちで少なくとも２つの
   動作は速度検出手段の検出信号のタイミングに関して実
   質的に異なっていることを特徴とする特許請求の範囲第
   （１）項に記載のキャプスタンモータの制御装置。
10. （１０）メモリ出力値作成手段の動作を先に行い、次に
    、合成誤差作成手段の動作を行い、その後に、更新保存
    手段の動作を行うことを特徴とする特許請求の範囲第（
    ９）項に記載のキャプスタンモータの制御装置。