JPS63237246A - リ−ル駆動回路 - 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】 以下の順序でこの発明を説明する。

Ａ　産業上の利用分野 Ｂ　発明の）既要 Ｃ従来の技術 Ｄ　発明が解決しようとする問題点 Ｅ　問題点を解決するための手段（第１図）Ｆ　作用 Ｇ　実施例 Ｇ１テープ巻径演算装置部分の説明（第１図）Ｇ２リー
ルに与えるトルク制御の説明（第１図）Ｈ発明の効果 Ａ　産業上の利用分野 この発明は、テープレコーダの供給側リール・や巻取側
リールの駆動回路に関する。

Ｂ　発明の概要 この発明はキャプスタン駆動用モータに結合した加速度
検出手段によりキャプスタンの加速度を検出し、その検
出出力とリールのテープ巻径とにより、リールに必要な
加速トルクを演算し、これをリール駆動モータに供給す
ることにより、急激なキャプスタン加減速に対応できる
ようにしたものである。

Ｃ従来の技術 例えばＶ　’１’　Ｒ等において、テープ走行時は、テ
ープ供給側リール及び巻取側リールにトルクを与え、テ
ープに所定のテンションをかけるようにする。

ところで、この供給側及び巻取側リールに与えるトルク
がそれぞれ一定であると、各リールのテープ巻径により
テンションが変わってしまい、巻径が小さい方はテンシ
ョンが弱く、テープがゆるみ、巻径が大きい方はテンシ
ョンが強すぎてテープダメージとなる欠点がある。

そこで、従来より供給側及び巻取側リールのテープ巻径
を検出し、この検出したテープを径に応じて各リールに
与える基本トルクを決めるようにしている。

そして、この基本トルクに加えてテンションサーボがか
けられ、例えばドラム入力付近のテンションが目標テン
ションになるように制御される。

このテンションサーボによれば、テープ速度が変動した
とき、つまりテープ加速度があったとき、これをテンシ
ョンセンサによりテンション変化として検出でき、この
加速度分を補正するごとができる。

Ｄ　発明が解決しようとする問題点 ところで、Ｖ　’Ｉ’　Ｒ等のテープレコーダにおいて
、キャプスタンにより急にテープ速度を変えた場合、上
記のテンションセンサの検出出力を用いた制御ループで
は周波数特性が十分でなく、このときのテープ加速度に
十分に対応できず、過大テンションや、テープゆるみを
過渡的に生じるおそれがあった。

この発明はこの欠点を改善しようとするものである。

Ｉラ　　問題点を解決するための手段 この発明においては、供給側リール及び巻取側リールの
少なくとも一方に巻回されたテープの巻き径を検出する
手段と、この巻径検出手段の出力に基づいて第１のトル
ク成分に対応する信号を発生ずる第１のトルク信号発生
手段と、キャプスタンを駆動するキャプスタン駆動モー
タに供給され、キャプスタンの加速度を検出する加速度
検出手段と、この加速度検出手段の出力及び上記巻径検
出手段の出力が供給され第２のトルク成分、に対応する
信号を発生する第２のトルク信号発生手段と、上記第１
及び第２のトルク信号発生手段の出力を合成する合成手
段と、この合成手段の出力を上記供給側リール及び巻取
側リールを駆動するモータの少なくとも一方に供給する
手段とを設ける。

Ｆ　作用 テープを移送するキャブスクン自身の加速度が検出され
、この検出出力とり−ルを径に応じてリール駆動モータ
に与えるトルクが決定される−。キャプスタンの加速度
はテープ加速度とほぼ同時、あるいは先立って生じるも
のであるから、加速度分に応じた加速トルクは応答が良
く、キャプスタン加減速によるテープの急激な加減速に
も十分に対応する。

Ｇ　実施例 第１図はこの発明による演算装置をリール付与トルクコ
ントロール回路に使用した場合の一実施例である。なお
、第１図において２重枠で囲んだブロックは、マイクロ
コンピュータによるソフトウェアによって実現可能なブ
ロックを示している。

Ｇ１テープ巻径演算装置部分の説明 先ず、この例におけるテープ巻径演算装置部分について
説明する。

（１）は供給側リール、（ＩＭ）はその駆動用モータ、
（１１７）はこのモータ（ＩＭ）に設けられる周波数発
電機、（２）は巻取側リール、（２Ｍ）はその駆動用モ
ータ、（２Ｆ）はこのモータ（２Ｍ）に設けられる周波
数発電機、（３）はキャプスタン、（３ｉ）はその駆動
用モータ、（３１りはこのモータ（３Ｍ）に設けられる
周波数発電機、（４）はピンチローラ、（５）は回転パ
・ソドドラム、（６）はテープである。

周波数発電機（ＩＦ）よりは位相が９０°異なる２咽の
供給側リールＦＧが得られ、これらリールｌ−”　ａが
方向検出回路（ＩＩｓ　）に供給されるとともに、この
２（ｆｌｉｔの供給側リールＦＧの一方がカウンタ（Ｉ
ＩＳ）のクロック端子に供給される。方向検出回路（Ｉ
Ｉｓ）では位相が９０°異なるリールＦＣから供給側リ
ール（１１の回転方向が検出され、その検出出力がカウ
ンタ（１２Ｓ）のアップダウン制御端子に供給され、リ
ール（１１が正転するときはアップ方向に、逆転すると
きはダウン方向に、リールＩ”　Ｇをカウントするよう
にされる。

巻取側リール（２）側も全く同様にし゛て、周波数発電
機（２Ｆ）よりの２　（ｒＭのリールＦＧにより方向検
出回路（ＩＩＴ）で巻取側リール（２）の回転方向が検
出され、その検出出力がカウンタ（１２Ｔ）のアップダ
ウン制御端子に供給され、このカウンタ（１２Ｔ）のク
ロック端子に供給される巻取側リールドＧがリール（２
）の回転方向に応じアップカウント又はダウンカウント
される。

さらに、キャプスタン（３）についても、周波数句。

電機（３Ｆ）よりの２（ｌＩｉｌのキャプスタンＦＣに
より方向検出回路（ｌＩＣ）でキャプスタン（３）の回
転方向が検出され、その検出出力がカウンタ（１２Ｃ）
のアップダウン制御端子に供給され、このカウンタ（１
２Ｃ）のクロック端子に供給されるキャプスタンＦＣが
キャプスタン（３）の回転方向に応じアップカウント又
はダウンカウントされる。

そして、カウンタ（１２５）　　（１２Ｔ）　　（１２
Ｃ）のカウント値がテープ総量演算回路（１３）に供給
されるとともにカウンタ（１２ｓ　）　　（１２Ｔ　）
のカウント値とこのテープ総量演算回路（１３）の演算
出力が巻径及びイナーシャ演算回路（１４）に供給され
る。また、演算回路（１３）及び（１４）からは後述の
ようなりセント信号が得られ、これらリセット信号はオ
アゲート（１５）を介してカウンタ（１２Ｓ）（Ｌ２Ｔ
　）　　（１２Ｃ）のリセット端子に供給される。

以上の構成によりリール（１）及び（２）のテープ巻径
が演算される。その動作を以下説明する。

（１０）はマイクロコンピュータを備えるシステムコン
トローラ（以下シスコン略称する）で、テープ交換がさ
れた最初の状態においては、必ず、このシスコン（１０
）により、ピンチローラ（４）がキャプスタン（３）に
圧着され、かつ、キャプスタン（３）が所定量回転する
キャプスタン送りモードを経由するようにされている。

このキャプスタン送りモードのときに、テープテンショ
ンのためにリール（１）　（２）に与える初期トルクは
、例えばテープ巻径の１／２相当の適当な値としてもよ
いが、次のようにすればラフにではあるがある程度テー
プ巻径に応じたものとなる。

すなわち、テープを装置にローディングするとき、テー
プ巻径を求める方法で、ローディング時、供給側リール
又は巻取側リールの一方にブレーキをかけて、テープを
一方のリール側からのみ引き出すようにしておくととも
に、ローディングリングを回転させるモータに周波数発
電機を設けておき、この周波数発電機の出力をカウント
することによりテープ引き出し量を求め、このときのテ
ープ引き出し側のリール゛の回転量をそのリールＦＧに
より知り、このテープ引き出し量とリール回転量からリ
ールのテープ巻径を求めるものである。

使用するテープによってテープ総量が異なるとはいって
もその値は有限であるから一方のリールの巻径がわかれ
ば他方の巻径の大まかな値は推定できる。これにより、
このリール（１１（２＋に与える初期トルクを定めるこ
とができる。

そして、このような状態で若干のテープ量だけ、キャプ
スタン送りモードがされることになる。そして、そのキ
ャプスタン送りモードのときのキャブスタンドＧがカウ
ンタ（１２Ｃ）でカウントされる。このカウント値は回
転方向が加味されているのでテープ走行量に正確に一致
する。また、このキャプスタン送りモードの間における
供給リールＦＧ及び巻取リールＦＣがカウンタ（１２Ｓ
）及び（１２Ｔ）でカウントされる。このカウント値も
回転方向が加味されているので、リール＋１３及び（２
）の回転量に正確に一致する。

テープ総量演算回路（１３）では、カウンタ（１２Ｃ）
よりのキャプスタンＦＧのカウント値が定められた所定
値になったとき、リセット信号を発生し、このときのカ
ウンタ（１２Ｓ　）　　（１２Ｔ　）　　（１２Ｃ）の
カウント値を演算回路（１３）内にラッチするとともに
カウンタ（１２ｓ　）　　（１２Ｔ　）　　（１２Ｃ）
をリセットする。そして、従来技術の欄で述べたのと同
様　。

にして、テープ総ｉＡ　（ハブを含めた両リール正方投
影面積の和に応じたもの）が、この演算回路（１３）に
おいて求められる。こうして、テープ総ｉｉＡが一旦求
められると、テープが交換されるまで、そのテープ総量
Ａが貯えられ、演算回路（１３）はテープ総量演算は行
なわない。

このテープ総量Ａの情報は演算回路（１４）に供給され
る。

そして、その後は演算回路（Ｉ４）で、テープ走行によ
り発生する両リールＦＧのカウンタ（１２Ｓ）（１２Ｔ
）でのカウント値から両リール（１）　（２）の巻径比
Ｒ３／ＲＴが求められ、テープ総ｉＡとから、各リール
（１１（２）の巻径Ｒ８及びＲＴが演算される。

このとき、カウンタ（１２Ｓ）及び（１２Ｔ）は、演算
回路（１４）からのリセット信号によりリセットされる
。したがって、カウンタ（１２５）及び（１２Ｔ　）は
リセットから次のリセットまでのリールＦＣをカウント
することになる。つまり、カウンタ（１２Ｓ＞　　（１
２Ｔ）のカウント値はリセットからリセットまでのリー
ル回転量を示す。したがって、求められるテープ巻径は
リセットからリセットまでの間のリールの平均のテープ
巻径となる。

したがって、リセット期間があまりに長いと演算結果と
してのテープ巻径の正確さは低くなる。そこで、このリ
セット間隔は要求されるテープ巻径の正確度に応じて定
められる。

なお、このリセットパルスを出力するタイミングはタイ
マーによる一定時間間隔でもよいが、リール巻径のアン
バランス時のことをも考慮して、この例ではカウンタ（
１２Ｓ）及び（１２Ｔ）のカウント値がともに所定値を
越えたとき出力されるようにされている。

なお、演算回路（１４）では求められた巻径によりイナ
ーシャも演算される。

なお、以上の演算結果として求められたテープ総量から
テープハブ径の判別が可能となり、巻径からテープトッ
プ／エンドの検出ができ、早送り、巻戻し時に２．この
テープトップ／エンドの前でのテープ減速が正確にでき
る。

第１図の実施例では、求めたテープ巻径及びイナーシャ
の情報を用いてリールトルク制御が次のようになされて
いる。

Ｇ２リールに与えるトルク制御の説明 リール系のコントロールとしては供給側リールモータ（
ＩＭ）及び巻取側リールモータ（２Ｍ）のトルクを可変
することにより行なう。リールモータのトルク制御の基
本式は以下のようになる。

ただし、 ＴＱＳ　：供給側リールトルク ＴＱＴ：巻取側リールトルク Ｆ　　ニドラム入口目標シンジョン ｅ）Ｌｓｅ５：供給側テンション倍率 ｅ）ｔｒｅｒ　、巻取側テンション倍率Ｆｓ　　：供給
側カセット引出し力 ＦＴ　：巻取側カセット引出し力 Ｒ８：供給側リール半径 ＲＴ　＝巻取側リール半径 τＳ　：供給側リールモータ軸ロス τＴ　：巻取側リールモータ軸ロス Ｊｓ　；供給側リールイナーシャ ＪＴ　：巻取側リールイナーシャ α４　：テーブ加速度 テープが一定スピードで走行するときは、（２）。

（３）式で定常項のみを考慮すればよく、加減速時に、
これにトルク変化分（加速度項）が加算される。

フォワード方向のキャプスタンモードでは、キャプスタ
ン（３）とピンチローラ（４）とにより、供給側リール
（１１側と巻取側リール（２）側とが切り離されたもの
と考えられ、ドラム入口のテンションを規定するには、
供給側リールトルクＴＱＳのコントロールを想定すれば
よい。

なお、トルクの方向としては、通常、テープ巻き締め方
向である。加減速時には、トルク’Ｉ”　Ｑ　Ｓあるい
はＴＱＴが負の値となることがあるが、このときにはそ
の分だけテープ送り出しをすることでリール系はバラン
スする。

テープ走行方向はキャプスタンモードではキャプスタン
回転方向により、早送り、巻戻し等のリールモードでは
供給側リール（１）の回転方向により検出する。

加速、減速は、キャプスタンモードではキャプスタン駆
動モータ電流の方向により、リールモードでは、リール
サーボのスピードエラーの正負により算出する。

以下、第１図についてリールトルク制御について説明す
る。

すなわち、巻径及びイナーシャ演算回路（１４）にて演
算されたリールｆｉｌ　Ｆ２１のテープ巻径及びイナー
シャの情報はトルクコントローラ（２１）に供給される
とともにテンションサーボパラメータコントローラ（２
２）に供給される。また、早送り７巻戻しスピードコン
トローラ（２３）からの情報がこれらコントローラ（２
１）及び（２２）に供給される。

コントローラ（２３）はシスコン（１０）よりコントロ
ールされている。

トルクコントローラ（２１）からは、キャプスタンモー
ド、リールモードに応じて目標テンションＦを（写るに
必要とするトルクＴＱＳ、ＴＱＴを得るために、供給側
リール（１）及び巻取側リール（２）に与える基本トル
クとなるＦＴＱＳ及びＦＴＱＴが得られ、それぞれ加算
回路（３１Ｓ）及び（３１Ｔ）に供給される。

一方、（７Ｓ）及び（７Ｔ）はそれぞれテンション検出
センサで、（７Ｓ）は供給側リール（１１がらのテープ
引出し力Ｆ、に対応したテンションの検出用、（７丁）
は巻取側リール（２）からのテープ引出し力Ｆ丁に対応
したテンションの検出用である。

これらテンション検出センサ（７ｓ）及び（７Ｔ）のテ
ンション検出出力は、それぞれアンプ（３２Ｓ　）及び
（３２Ｔ　）を介してＡ／Ｄコンバータ（３３Ｓ）及び
（３３Ｔ　）に供給されてデジタル情報に変換された後
、比較回路（３４Ｓ　）及び（３４Ｔ　’）に供給され
る。一方、テンションサーボパラメータコントローラ（
２２）からはこれら比較回路（３４Ｓ）・及び（３４Ｔ
　）に、センサ（７Ｓ）及び（７Ｔ）が検出している部
分の目標テンションに相当する基準値ＲＩ！ＦＳ及びＲ
ＥＦＴが供給される。したがって比較回路（３４Ｓ　）
及び（３４Ｔ）からは目標テンションとの差分が得られ
、これがそれぞれフィードバックゲインコントローラ（
３５Ｓ　＞及び（３５Ｔ　）を介して加算回路（３１Ｓ
）及び（３１Ｔ）に供給され、基本トルクＦＴＱＳ及び
ＦＴＱＴの補正分となる。このとき、フィードバックゲ
インコントローラ（３５Ｓ　）及び（３５Ｔ　）にはテ
ンションサーボパラメータコントローラ（２２）よりゲ
インコントロール信号が供給され、テープ巻径に応じて
ゲインが制御される。

この場合に、基本トルク成分ＦＴＱＳ及びＦＴＧＴは巻
径に応じてのみ定めた値としても良いが、この例では、
ゲインコントローラ（３５Ｓ　）及び（３５Ｔ　）を介
してフィードバックされる成分をより小さくするように
して制御ループの安定度を高めることができるようにし
ている。すなわち、加算回路（３１５）及び（３１Ｔ）
の出力が巻径、イナーシャ演算回路（１４）に供給され
、演算された巻径、イナーシャに対し、この加算出力の
うちのフィードバンク成分の大きさに応じ゛た補正をし
、基本トルクＦＴ［ＪＳ及びｐＴＵＴＯ値をフィードバ
ック分が小さくなる方向に変えることができるようにし
ている。

以上の基本）−ルクＦ　Ｔ　Ｑ　Ｓ及びＦＴＱＴに対す
る補正骨はテンションセンサ（７Ｓ）及び（７Ｔ）の検
出出力のうちの定常分である。

こうして補正された、加算回路（３１Ｓ　）及び（３１
Ｔ　）よりの基本トルクはＤ／Ａコンバータ（３６３”
）及び（３６Ｔ）にてアナログ電圧に戻された後、加算
回路（３７Ｓ　＞及び（３７Ｔ）に供給される。一方、
この加算回路（３７Ｓ）及び（３７Ｔ）には、センサ（
７Ｓ）及び（７Ｔ）の検出出力の交流骨（加速変分）が
フィードバックゲインコントローラ（３８Ｓ　）及び（
３８Ｔ　）をそれぞれ介して供給されている。これによ
り、テンションの加速変分を抑えるようにしている。こ
のとき、フィードバックゲインコントローラ（３８Ｓ　
）及び（３８Ｔ）のゲインはテンションサーボパラメー
タコントローラ（２２）よりのコントロール信号により
、巻径及びイナーシャに応じてコントロールされている
。

ところで、前述したようにこのテンションセンサ（７Ｓ
）及び（７Ｔ）による加速変分に対するテンション制御
の系は周波数特性があまり良くない。

このため、キャプスタンモードで、キャプスタン（３）
の回転数を急に変化させてテープ速度を変化させるよう
な場合、上記のテンションセンサ（７Ｓ）（７Ｔ）によ
る加速変分に対する制御では応答が悪い。

そこで、この例では、キャプスタンモードでのテープ速
度変化に対する加速変分については次のように制御する
。

すなわち、キャプスタンモードでテープ速度を変えると
きには、キャプスタン駆動用モータ（３Ｍ）に流れる電
流が変えられる。そして、この電流の方向はモータ（３
に）、シたがってキャプスタン（３）の回転方向ひいて
はテープ走行方向に対応する。

したがって、このキャプスタン駆動用モータ（３Ｍ）に
流れる電流の変化を方向を含めて検出すれば、キャプス
タン加速度、ひいてはテープ移動の加速度を検出できる
。

第１図において、キャプスタン駆動用モータ（叶）に接
続された抵抗（４１）はその駆動電流検出用抵抗で、加
速度検出回路（４２）はこの抵抗（４１）により検出さ
れる電流の変化を検出することにより、方向を含めて加
速変分を検出する。検出された加速変分は、加速トルク
発生回路（４３Ｓ　）及び（４３Ｔ　）に供給される。

この加速トルク発生回路（４３Ｓ　）及び（４３Ｔ）で
は、前記（２）式、（３）式に示されるように、加速度
αｔにテープ巻径とイナーシャとの比Ｊｓ／Ｒｓ及びＪ
Ｔ／ＲＴを係数として掛算をする処理を行なう。係数Ｊ
ｓ／Ｒｓ及び＝Ｊ　Ｔ　／　Ｒｔはテンションサーボパ
ラメータコントローラ（２２）より供給される。

こうして、この加速トルク発生回路（４３Ｓ　’）及び
（４３Ｔ）から得られた加速度項の成分は加算回路（３
９Ｓ　）及び（３９Ｔ　）に供給され、加算回路＜３７
Ｓ）及び（３７Ｔ）よりの出力とそれぞれ加算され、こ
れが供給側リールモータ（１１）及び巻取側リールモー
タ（２Ｍ）にそれぞれ供給される。キャプスタンモータ
（３？’ｌ）に流れる電流変化は、テープ速度変化に先
立って生じているものであるから、このキャプスタンモ
ード時の加速変分の制御は非常に良好に行なわれること
になる。

以上により、（２）弐及び（３）式に従うようなトルク
制御が行なわれる。

なお、キャプスタン（３）の加速度はキャプスタンＦＣ
の周期あるいはパルス数の変化を検出することによって
も知ることができる。

なお、以上の例では、供給側リール（１）側のみでなく
、巻取側リール（２）側においてもテンションセンサを
設けてサーボをかけるようにしたが供給側リール（１）
側だけでもよい。

また、テープ巻径の演算方法は上記の例に限られるもの
ではない。

また、この発明はＶＴＲに限らず、種々のテープレコー
ダに通用可能であることは言うまでもない。

ｆｌ　　発明の効果 この発明によれば、キャプスタン駆動モータに結合され
た加速度検出手段によりキャプスタンの加速度を検出し
、その検出出力をリール巻径演算出力によりリールトル
クとして適切なものにしてリール駆動用モーフに供給す
るようにしたことにより、従来、テンションセンサを用
いた加速度制御ループでは応答し切れなかった急激なキ
ャプスタン加減速によるテープ加減速時のテンション制
御を良好に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明装置を使用したリールサーボ回路の一
例のブロック図である。 （１１は供給側リール、（ＩＭ）はその駆動用モータ、
（ＩＦ）は周波数発電機、（２）は巻取側リール、（２
Ｍ）はその駆動用モータ、（２Ｆ）は周波数発電機、（
３）はキャプスタン、（３Ｍ）はその駆動用モータ、（
３Ｆ）は周波数発電機、（ＩＩＳ　）　　（ＩＩＴ　）
　　（ＩＩＣ）は回転方向検出回路、（１２Ｓ）　　（
Ｌ２Ｔ　）　　（１２Ｃ）はアップダウンカウンタ、（
１３）はテープ総量演算回路、（１４）は巻径、イナー
シャ演算回路、（２１）はトルクコントローラ、（４１
）はキャプスタン電流検出用の抵抗、（４２）は加速度
検出回路、（４３Ｓ　）（４３Ｔ　）は加速トルク発生
回路である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 供給側リール及び巻取側リール間に設けられた、テープ
   の移送を行うキャプスタンを有するテープレコーダにお
   いて、 上記供給側リール及び巻取側リールの少なくとも一方に
   巻回されたテープの巻き径を検出する手段と、 この巻径検出手段の出力に基づいて第１のトルク成分に
   対応する信号を発生する第１のトルク信号発生手段と、 上記キャプスタンを駆動するキャプスタン駆動モータに
   供給され、上記キャプスタンの加速度を検出する加速度
   検出手段と、 この加速度検出手段の出力及び上記巻径検出手段の出力
   が供給され第２のトルク成分に対応する信号を発生する
   第２のトルク信号発生手段と、上記第１及び第２のトル
   ク信号発生回路の出力を合成する合成手段と この合成手段の出力を上記供給側リール及び巻取側リー
   ルを駆動するモータの少なくとも一方に供給する手段と
   を有してなるリール駆動回路。