JPS6288768A - テ−プ送り制御方法及び装置 - Google Patents

テ−プ送り制御方法及び装置

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JPS6288768A
JPS6288768A JP60226384A JP22638485A JPS6288768A JP S6288768 A JPS6288768 A JP S6288768A JP 60226384 A JP60226384 A JP 60226384A JP 22638485 A JP22638485 A JP 22638485A JP S6288768 A JPS6288768 A JP S6288768A
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tape
reel
tension
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motors
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田島 富士雄
Koji Ichikawa
市川 厚司
Hiroshi Maejima
前島 浩
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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】 〔発明の利用分野〕 本発明はリールからリールへテープまたはウェブなと可
どう性媒体を移送する装置に係り、特にテープなどを高
速でかつ高精度に搬送するのに好適なテープ移送方法及
び装置に関する。
【発明の背景) 従来の装置は、例えば特開昭52−62004号公報、
特開昭53−144307号公報に記載されたものがあ
る。これら従来の装置はテープを起動するのに必要なモ
ータ電流をモータごと個別に演算して設定する方式にな
っていた。しかし、2つのモータ入力の相互干渉の点に
ついては配慮されていなかった。このため、テープ張力
変動が発生し高精度なテープ移送ができなくなる欠点が
あった。
また、従来の装置は、機構部品のばらつき誤差によって
生じる上記設定値のミスマツチングについては配慮され
ていなかった。このため、テープ張力変動が発生し高精
度なテープ移送ができなくなる欠点がある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、リールからリールへテープ、ウェブな
と可どう性媒体を移送する装置においてテープなどの張
力変動や速度変動を起しやすい媒体を高精度で移送する
ことのできるテープ送り制御方法及び装置を提供するこ
とにある。
〔発明の概要〕
リールからリールへテープまたはウェブなど可どう性媒
体を移送する装置では、一度媒体振動を発生させると、
振動を吸収するものがないため、その振動の減衰が難し
い機構であることから、できるだけ媒体振動を発生させ
ない制御手法が必要となる。ここで、媒体振動は、装置
内部にある2つのリールの運動誤差に起因して発生する
ことが理論的に明確となった。この結果より、2つのリ
ールを駆動する各モータの入力をある条件下で制御する
ことにより、媒体振動を起すことなくテープを高精度に
移送できることが実験的に確認できた。しかし、機構部
品のばらつき誤差があると、上記設計値とミスマツチン
グが生じ、テープ振動が発生する。ここで、ポイントに
なるのは、如何にして、機構部品のばらつき誤差を検知
するかである。幸い、非干渉入力条件からのミスマツチ
ングの大きさと、発生するテープ振動とは比例関係にあ
ることが判かった。従って、テープ振動を測定して、非
干渉入力条件からの誤差を推定し、設定値を修正なり、
再設定を行なうことにより自動的に1機構部品のばらつ
き誤差を補正することができる。
すなわち1本願第1の発明は、それぞれ別個のモータに
よって2つのリールを駆動し、一方のリールから他方の
リールまでテープを移送するものにおいて、各リールに
巻かれたテープ径に応じた比率で各リールの駆動用モー
タの電流を供給することを特徴とするものである。
また、本願筒2の発明は、それぞれ別個のモータによっ
て2つのリールを駆動し、一方のリールから他方のリー
ルまでテープを移送するテープ移送装置において、上記
各リールに巻れるテープ径をそれぞれ検出する第1の手
段と、該第1の手段からの出力に基づくテープ径の比の
逆数と、回転部イナーシャの比とのに比例する値によっ
て上記各リールのモータに供給する電流の比率を設定す
る第2の手段と、上記2つのリール間のテープの張力を
検出する第3の手段と、該第3の手段がらの出力値をテ
ープを加速あるいは減速する時間タイミングを計って数
回検出しその平均値によって前記第2の手段による設定
誤差を求め前記第2の手段の設定値を修正する第4の手
段とを設けたことを特徴とするものである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例について説明する。
第1図には、本発明の一実施例が示されている。
図において、テープ移送装置は磁気テープを所定の速度
で走行させ、テープ上に情報を記録したり、テープから
の情報を再生するものである。5は磁気テープ、3,4
はテープ5を巻付けたり−ルで、これらのリール3,4
はそれぞれモータ1゜2によって駆動される。モータ1
,2の駆動により磁気テープ5は一方のリール4がら張
力センサ9、磁気ヘッド6、および速度タコメータロー
ラ8を経て他方のリール3へ移送される。
リールツウリール方式は、リール3,4を回転制御によ
りテープを移送する方式であり、モータ1.2の操作電
流を決めるためには、未知変数であるリール上のテープ
半径(以下リール半径と呼ぶ)を検出する必要がある。
リール半径の検出方法にはいろいろあるが、以下にその
一例を示す。
11.12はタコメータであり、リール3,4の回転量
を検出する。一方1oは微細タコメータであり、速度タ
コメータローラ8の微小回転を検出する。リール3が巻
き取るテープ長は、速度タコメータローラ8を通過した
テープ長と等しい。したがって1両者の回転量を比較す
ることでリール3の半径を求めることができる。リール
4についても同様である。制御器16は上述の半径計算
アルゴリズムにて各タコメータ10,11および12の
信号を受けてリール3,4の半径を計算する。
このリール半径の検出方法の場合は、タコメータ11.
12で信号が発生する度リール半径を検出することがで
きる。
制御器16は後述する制御アルゴリズムによりリール半
径を用いてモータ1,2の駆動電流を演算し、パワーア
ンプ14.15を介してモータ1゜2の運動を制御する
ことができる 一方、張力センサ9は、テープ5の張力を検出するもの
で、その構成の一例を第2図に示す。テープ5を掛けた
ローラ7はローラ支持体32に回転可能に指示されてお
り、ローラ支持体32は板ばね29を介して固定ブロッ
ク28に固定されている。また、ローラ支持体32の下
には、差動変成器30が位置調整可能に取付けられてお
り、ローラ支持体32の変位を検出し、張力を表わす電
圧値はセンサ回路13で変換する。
また、テープ速度は微細タコメーターoのパルス信号の
周期を計数して求めることができる。ここで、周期は速
度とは逆数の関係にある。
次に、リール半径を用いて各モータの駆動電流を設定す
る制御アルゴリズムについて説明する。
第3図は制御器16内の各モータの駆1jJ電流の設定
に関係のある部分を表わした図である。テープは通常一
定の張力の下で搬送またはデータ交換が行なわれる。図
中の21.22はモータ駆動電流を付加し所定のテープ
張力を発生させる電流発生器である。なお5テ一プ張カ
発生のための電流は下記式(1)で設定される。
iア : 張力電流 K  : モータトルク定数 r  :  リール半径 f  :  テープ張力 また、テープを搬送する際に生じる磁気ヘッド6、テー
プガイド(図示せず)などとテープとの走行摩擦抵抗に
対して、モータに補正トルクを発生する必要があり、上
記電流発生器21.22から張力電流の他に摩擦電流も
付加している。なお、摩擦電流は下記式(2)で設定さ
れる。
f : 摩擦力 α :走行方向により1またはO 次にテープ速度を制御するためのモータ駆動電流は以下
のように設定される。17は目標速度を与える目標速度
発生器であり、目標速度は微細タコメータ10で検出し
た実際のテープ速度と比較される。ここで、18は微細
タコメーター0の信号から速度を表わす電圧信号に変換
する変換器である。検出された速度誤差はアンプ19で
、誤差信号の増幅やフィルタリングが行なわれる。なお
、増幅率やフィルタ定数は、サーボ系の連応性や安定性
を考慮してあらかじめ設定されている。誤差信号は次に
非干渉化制御器20で、2つのモータ駆動電流に配分さ
れる。ここで、リールツウリール方式テープ走行機構の
ような系の内部に2つのアクチュエータを有する多入力
多出力系では、系の内部で相互干渉が発生する。この系
では、相互干渉の結果としてテープ張力変動が発生する
。したがって、非干渉化制御器20の役割は、2つのア
クチュエータとしてのモータが相互干渉を起さないよう
にモータ駆動電流を設定することにある。
なお、非干渉化制御器20では下記式(3)〜式(5)
のどとくモータ駆動電流が設定される。
、=JユニーΔV −R,・・(4) rフ i、オ 」ニュR,i、      ・・・(5)J2
r。
ここに、i、:モータ1の駆動電流 12:モータ2の駆ljJ屯流 J、:モータ1の回転部イナーシャ J1.:モータ2の回転部イナーシャ rl:リール3の半径 r2:リール4の半径 Δ■:速度誤差 R,、R2:比例係数 モータ回転部イナーシャJ、、J、は半径rltr、に
より下記式(6)のごとく決定される値であり、非干渉
化制御器20の内部でリール半径を用いて計算から設定
しても良いし、リール半径を引数としてあらかじめ計算
した結果を記憶素子内に記憶しておいて使用する方法で
も良い2以上のように、リール半径を用いて、各モータ
の駆動電流を設定する制御アルゴリズムを説明したが、
本発明の特徴は非干渉化制御器20により誤差信号に対
して2つのモータ電流を干渉を起さないように設定する
点にある。
J、=J0+薯「α(,1−rl)  ・・・(6)こ
こに、J、二  回転部イナーシャ i=:1,2■ Jo: 初期イナーシャ(テープなし)ri:  リー
ル半径 i=1.2 ro= 初期リール半径(テープなし)α : テープ
により決まる定数 次に、機構部品、あるいは電子回路部品などのばらつき
誤差に対して自動補正を行なうための、適応アルゴリズ
ムについて説明する。上記ばらつき誤差があると、制御
器16内の非干渉化制御器20の設定値は制御対象対し
てミスマツチングとなる第4図は、この場合に生じるテ
ープ張力変動を張力センサ9より測定したスケッチ図で
ある。
第4図の(a)〜(c)は非干渉化条件のミスマツチン
グと下記式(7)〜(9)に対応する。例えば、第4図
の(a)は、リール3の運動がり−ル4に比べて速いた
めに、テープ張力変動Δfは正方向へ生じている。逆に
(c)は、リール3の運動がリール4に比べて遅いため
にテープ張力変動Δfは負方向へ生じている。一方、(
b)はリール3の運動がリール4に比べてほぼ等しく、
テープ張力変動Δfはゼロに近い。
12        J2rt 12       J2r+ ここで、テープ張力変動Δfを第4図の(b)のように
ゼロにするには1例えば、(a)の場合には、リール3
の運動をリール4に比べて相対的に遅くすれば良いこと
が判る。これは1式(7)において右辺の値を小さく修
正することに対応する。逆に、(C)の場合には、リー
ル3の運動をリール4に比べて相対的に速くすれば良い
、これは式(9)において、右辺の値を大きく修正する
ことに対応する。
第3図において、テープ張力は、張力センサ9およびセ
ンサ回路13にて電圧値とし計測される。
調節器23は、センサ回路13の出力を受けて、テープ
を加速または減速する時間的なタイミングを計りながら
、テープを加速または減速した場合に生じるテープ張力
変動Δfを検出する。ここでは、検出の精度を上げるた
めに、調節器23はセンサ回路13の出力を数回取り込
んで平均化する検出アルゴリズムが設定されている。次
に、調節器23では、検出したテープ張力変動Δfを用
いて、上述した自動調節のための適応アルゴリズムに従
って、非干渉化制御器20の設定定数の修正を行なう0
以上により1機構部品や電子回路部品のばらつき誤差が
自動的に補正される。
このばらつき誤差の自動補正は、テープ張力変動が生じ
た任意の時刻に行なうことができるが。
特に、tlt源投大投入直後、各部品が執的に安定化す
る以前で、テープ張力変動の発生しやすい時に、テープ
をローデングする際などにこの自動補正を数回行なえば
、テープ移送装置を短時間で最適な状態にすることがで
き、テープ上のデータ交換をする時にはテープ張力変動
は小さくデータ交換を許可できる稼働時間が増大する。
また、機楕部品などの装置固有のばらつき誤差は、最初
の電源投入時にプリセット補正を行なえば、以後テープ
張力変動が小さくなり、補正を必要とする度合いが少な
くなり、その結果データ交換を許可できる稼働時間が増
大する。
ここで、調節器23で検知するテープ張力変動Δfは、
第4図に矢印で示すように、テープを加速または減速す
る時間内に検出した値と、定常速度になった後の時間で
の検出値との差を取って、テープ張力変動とするのが良
い。また、非干渉化制御器20内の設定値を修正する際
には、修正量を両モータに対して均等に配分することが
良い。
〔発明の効果〕
以上説明したように1本発明によれば、リールツウリー
ル方式テープ走行機構のようなモータを2つ内部に含み
、モータ駆動電流の誤差があるとテープ張力変動を発生
しやすいサーボ制御系を、テープ張力変動を発生するこ
となく高精度にテープを搬送することができる効果があ
る。
また、本発明によれば、機構部品や電子回路部品などの
ばらつき誤差に対しても、自動補正することができ、電
源投入時から短時間で最適状態にすることができるので
効果がある。また、ばらつき誤差の補正はフィードバッ
ク補正ではないため。
サーボ系の安定性を損うこともなく、フィードバック補
正のための余分な電源容量を小さくでき省力化の効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す図、第2図は張力センサ
の外観図、第3図は制御器16内で各モータの駆動電流
の設定に関係ある部分を示す図、第4図はテープ張力変
動を測定した図である。 1.2・・・モータ、3,4・・・リール、5・・・テ
ープ、6・・・磁気ヘッド、9・・・張力センサ、10
・・・微細タコメータ、16・・・制御器、20・・・
非干渉化制御器。 第3V 第4図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ぞれぞれ別個のモータによって2つのリールを駆
    動し、一方のリールから他方のリールまでテープを移送
    するものにおいて、各リールに巻かれたテープ径に応じ
    た比率で各リールの駆動用モータの電源を供給すること
    を特徴とするテープ送り制御方法。
  2. (2)それぞれ別個のモータによって2つのリールを駆
    動し、一方のリールから他方のリールまでテープを移送
    するテープ移送装置において、上記各リールに巻かれる
    テープ径をそれぞれ検出する第1の手段と、該第1の手
    段からの出力に基づくテープ径の比の逆数と、回転部イ
    ナーシャの比とのに比例する値によって上記各リールの
    モータに供給する電流の比率を設定する第2の手段と、
    上記2つのリール間のテープの張力を検出する第3の手
    段と、該第3の手段からの出力値をテープを加速あるい
    は減速する時間タイミングを計って数回検出しその平均
    値によって前記第2の手段による設定誤差を求め前記第
    2の手段の設定値を修正する第4の手段とを設けたこと
    を特徴とするテープ送り制御装置。
JP60226384A 1985-10-11 1985-10-11 テ−プ送り制御方法及び装置 Granted JPS6288768A (ja)

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