JPH0150019B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔発明の利用分野〕 本発明は、磁気テープ制御方式に関し、特に磁
気テープの速度変動を小さくして安定動作させる
ためのリール・モータあるいはキヤプスタン・モ
ータの制御方式に関するものである。 〔従来技術〕 初期の磁気テープ装置では、テープを機械的に
キヤプスタンに押し付けて送るピンチローラ方式
が用いられていたが、テープを傷つけたり、テー
プの起動が不安定になつたり、機構が複雑になる
等の欠点があるため、その後はシングルキヤプス
タン方式が最も一般的に使用されている。 シングルキヤプスタン方式では、ロータ慣性の
小さい直流モータの軸に直接キヤプスタンが取り
付けられ、テープはキヤプスタンに巻き付けられ
ている。直流モータを起動停止すると、テープは
キヤプスタンとの摩擦力により起動停止する。し
かし、シングルキヤプスタン方式では、急激な起
動停止を行うテープ送り機構と、大きな慣性を持
つているためテープの急激な起動停止に追従でき
ないリール駆動機構との間の緩衝機構として、テ
ープバツフア、つまり真空コラムを設ける必要が
ある。磁気テープ装置を小型化、低価格化するた
めには、真空コラム等を使用しないリール・ツ
ー・リール型の磁気テープ装置（例えばカセツ
ト・テープ装置）を採用することが望ましい。 リール・ツー・リールの直接駆動方式の場合、
磁気テープの制動動作は、２つのリール・モータ
が一定の磁気テープ張力を保持しながら、同一方
向に駆動して制動動作を高速に行つている。ま
た、起動動作においても、同じように、２つのリ
ール・モータが一定速度を得るまで同一方向に駆
動して、起動動作を高速に行つている。制動動作
中に起動命令が出された場合でも、定常速度制御
範囲外の磁気テープ速度であれば、普通の起動動
作と全く同一の制御を行う。 第１図は、従来の磁気テープ制御方式の特性説
明図である。 第１図ａに示すように、磁気テープ１２上に記
録されたデータ・ブロツク１とデータ・ブロツク
２の間で制動の後、直ちに起動動作が生じた場
合、起動時における現在のテープ速度を参照しな
い制御を行つているため、定常速度の約90％まで
一率に最大起動電流をモータ駆動回路に与える。
第１図ｂにおいて、７０は定常速度、７１は定常
速度の110％、７２は定常速度の90％であり、７
１と７２の間が詳細速度制御範囲である。 データ・ブロツク１と２の間で、異なつた命令
が出された場合、例えば書込みの後、読出し
（WR−RD）では、書込みの後、一旦戻つてチエ
ツクのための読出しを行つてから、次のブロツク
を読出すので方向反転の位置から最大速度で起動
してよく、また、書込みの後、再び書込み（Ｗ−
Ｗ）の場合も、消去ヘツドで掃除するので、最大
速度で起動してよく、さらに読出しの後、書込み
（Ｒ―Ｗ）では、読出しの後、ギヤツプ区間より
消去ヘツドで掃除して、元に戻してから書込むた
め最大速度で起動してよい。これに対して、デー
タ・ブロツク１と２の間で、同じ命令を受けた場
合、制動状態の磁気テープ速度が定常速度の50％
以上の速度であつたとき、従来のモータ制御方法
では、一率に定常速度の約90％までの起動電流を
モータ駆動回路に与えるので、合計140％の速度
で走行することになり、その結果、データ・ブロ
ツク２２の先頭位置において速度変動が大きくな
ることがあり、エラーを招く。すなわち、デー
タ・ブロツク１の処理終了後、制動動作を行つて
一旦停止してから再び起動するときには、定常速
度70から太い実線で示すように、最大制動電流I₁
の後、最大駆動電流I₂をモータ駆動回路に与え
て、定常速度７０に戻る。制動動作の後、停止す
る前に、定常速度の50％以上の速度時点で再び起
動命令が出されると、約80％の速度のとき１点鎖
線Ａ、約50％の速度のとき破線Ｂに示す曲線で減
衰弾性波を描きながら定常速度７０に戻る。つま
り、起動時、定常速度の140％以上の高速で走行
するので、テープ速度をタコメータで監視してこ
れを検出したときには制御範囲（７１〜７２）を
大きく外れているので、直ちに制動動作を行う
が、再び速度を検出したときにはやはり制御範囲
（７１〜７２）を逆方向に外れていることになる。
このようにして、モータ特性のバラツキ、走行系
の摩擦抵抗のバラツキ、磁気テープの銘柄による
バラツキ、起動時における現在の磁気テープ速度
等により、データ・ブロツク２の先頭位置におい
て速度変動が大きくなることがある。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、このような問題を解決するた
め、磁気テープの起動動作と制動動作を繰り返す
場合に、制動動作の後、停止する前に起動命令が
出されても、現在の磁気テープ速度によりモータ
駆動回路に与える駆動電流を変化させて、次のブ
ロツクのデータ処理を行う際にデープ速度の変動
を小さくかつ安定化することが可能な磁気テープ
制御方式を提供することにある。 〔発明の概要〕 本発明の磁気テープ制御方式は、リール・モー
タあるいはキヤプスタン・モータの駆動回路の電
流を制御して磁気テープの速度を制御する磁気テ
ープ駆動装置において、磁気テープの起動動作と
制動動作を繰り返す場合に、制動動作時のテープ
速度を測定し、あらかじめ決められた速度区分の
いずれに該当するかを判定して、判定された区分
ごとにあらかじめ定められている起動電流でリー
ル・モータあるいはキヤピスタン・モータを加速
制御することに特徴がある。 〔発明の実施例〕 第２図は、本発明の動作原理を示す説明図であ
つて、制動・起動動作のテープ速度を示してい
る。第２図において、第１図と同じ記号は、同一
の値、物を表している。 一般に、磁気テープを起動させる場合には、磁
気テープの定常速度の約90％までの最大加速電流
をモータに与え、また磁気テープを制動させる場
合には、定常速度の０％、あるいは約20〜50％ま
で最大減速電流をモータに与える。本発明におい
ては、起動命令を受けたとき、現在のテープ速度
状態を算出して、そのテープ速度により次にモー
タに与える起動電流値を切り替えて、定常速度制
御範囲にテープ速度が到達した後の磁気テープ速
度変動を小さく、かつ安定化させる。すなわち、
従来、モータ駆動回路を制御する信号はデイジタ
ル信号であり、トランジスタのオン・オフ制御し
かできないため、変化させるとしてもデイジタル
信号の信号幅を変化させ、トランジスタのオン時
間を変えるのみである。したがつて、従来の起動
時のテープ速度傾斜は第１図ｂのＡ曲線、Ｂ曲線
の出発線から明らかなように同一傾斜であり、ど
の時点から起動しても平行線で速度を上昇する。
これに対して、本発明では、制動時の磁気テープ
速度を区間ごとに一時記憶し更新することによ
り、停止前に起動があつた場合には、現在の磁気
テープ速度Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４，SFによつ
てモータ駆動回路に与える駆動電流を切り替える
ので、起動曲線は第２図ｂに示すように、出発時
点によつて異なつた傾斜で速度を上昇させる。し
たがつて、起動後、定常速度７０に達するまで
に、速度制御範囲（７１〜７２）から外れること
がない。すなわち、本発明では、アナログ信号に
よりモータ駆動回路を制御するので、電流値を変
化させて与えることができ、きめ細かい制御が可
能である。 ２つのリールモータで磁気テープを直接駆動す
る装置に於いて、リールモータに流す電流I_Mは以
下の式で表すことが出来る。 I_a：加速電流 I_t：張力電流 I_d：摩擦電流 とすると、I_M＝I_a＋I_t＋I_d〔Ａ〕 ……(1) となる。ここでI_tはテープ張力を一定に保つため
の電流で、I_dはリールモータ・磁気テープ走行径
路の摩擦分の電流である。I_aは磁気テープの起
動・停止及び定常走行に於ける磁気テープ速度の
変動を最小にするための制御電流である。又、磁
気テープ走行方向が順方向を仮定した場合のマシ
ンリールモータの電流I_MMは以下の式で表すこと
が出来る。 I_MM＝−（I_t±I_d）〓I_a〔Ａ〕 ……(2) l_TP：１テープタコパルスの距離 K1：増巾器定数、ｒ：磁気テープ半径 K2：張力換算定数 J_x：
磁気テープのイナーシヤ K3：摩擦換算定数 J₀：固定イナーシヤ K4：モータ軸マサツ K5：加速換算定数 Δv：定常速度に対する速度誤差 v_nax：Δvの最大値 とした時、I_t，I_d，I_aは以下の式で表すことが出
来る。 I_t＝（2πr／l_TP・K2）・K1 ……(3) I_d＝（2πr／l_TP・K3＋K4）・K1 ……(4) I_a＝｛（J_x＋J₀）・Δv・K5／ｒ｝・K1……(5) ここで式(2)に式(3)，(4)，(5)を代入すると、 I_MM＝−｛−K4＋（K2±K3）・2πr／l_TP〓（J_x＋
J₀）・Δv・K5／ｒ｝・K1 K6＝2πr／l_TP，K7＝（J_x＋J₀）／ｒとすると、 I_MM＝−｛−K4＋（K2±K3）・K6〓K7・K5・
Δv｝・K1 ……(6) となる。又、動作状態により起動時をI_MMS、定常
時をI_MMC、制動（減速）時をI_MMSとすると、それ
ぞれ以下の式で表すことが出来る。 I_MMS＝−｛−4K＋（K2＋K3）・K6＋K7・K5・
Δv_x｝・K1 ……(7) I_MMC＝−｛−K4＋（K2＋K3）・K6±K7・K5・
Δv｝・K1 ……(8) I_MMB＝−｛−K4＋（K2＋K3）・K6−K7・K5・
V_nax｝・K1 ……(9) 以上の式が順方向走行時であり、逆方向走行時
は−K4＋（K2＋K3）がK4＋（K2−K3）となる。
又、これらの動作時のフアイル側モータ電流は−
｛ ｝・K1が｛ ｝・K1になり極性が変化するの
みである。 式(7)に於いて、Δv_xは、起動命令時に於ける前
の命令時の制動（減速）動作による磁気テープ速
度によつて変る。具体的例としては、下表の通り
である。 [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a magnetic tape control system, and more particularly to a control system for a reel motor or capstan motor for stably operating a magnetic tape by reducing speed fluctuations. [Prior art] Early magnetic tape devices used a pinch roller system to mechanically press the tape against the capstan and feed it, but this could damage the tape, make the tape start unstable, and complicate the mechanism. Since then, the single capstan method has been most commonly used. In the single capstan method, the capstan is directly attached to the shaft of a DC motor with small rotor inertia, and the tape is wrapped around the capstan. When the DC motor is started or stopped, the tape starts or stops due to the frictional force with the capstan. However, in the single capstan system, a tape buffer is used as a buffer mechanism between the tape feeding mechanism, which starts and stops suddenly, and the reel drive mechanism, which has large inertia and cannot follow sudden starts and stops of the tape. A vacuum column must be provided. In order to reduce the size and cost of a magnetic tape device, it is desirable to adopt a reel-to-reel type magnetic tape device (for example, a cassette tape device) that does not use a vacuum column or the like. For reel-to-reel direct drive system,
In the braking operation of the magnetic tape, two reel motors are driven in the same direction while maintaining a constant magnetic tape tension, thereby performing the braking operation at high speed. Also, in the starting operation, the two reel motors are similarly driven in the same direction until they reach a constant speed, thereby performing the starting operation at high speed. Even if a start-up command is issued during a braking operation, if the magnetic tape speed is outside the steady speed control range, the same control as a normal start-up operation is performed. FIG. 1 is an explanatory diagram of the characteristics of a conventional magnetic tape control system. As shown in FIG. 1a, if a start-up operation occurs immediately after braking between data block 1 and data block 2 recorded on the magnetic tape 12, the current tape speed at the time of start-up is referred to. Since the motor is not controlled, the maximum starting current is given to the motor drive circuit at a rate up to about 90% of the steady speed.
In Figure 1b, 70 is the steady speed, 71 is 110% of the steady speed, 72 is 90% of the steady speed, and 7
The range between 1 and 72 is the detailed speed control range. If different commands are issued between data blocks 1 and 2, for example, after writing and reading (WR-RD), after writing, return once and read for check, then read the next command. Since the block of
In the case of W), the erase head cleans, so it can be started at maximum speed.Furthermore, in the case of writing (R-W) after reading, the erase head cleans from the gap section after reading, and the original is restored. You can start at maximum speed to write after returning. On the other hand, if the same command is received between data blocks 1 and 2, the magnetic tape speed in the braking state will be 50% of the steady speed.
With the conventional motor control method, when the speed is above, a starting current of about 90% of the steady speed is given to the motor drive circuit at a rate, so the motor runs at a total speed of 140%, and as a result, , speed fluctuations may become large at the beginning position of the data block 22, leading to errors. In other words, after the processing of data block 1 is completed, when a braking operation is performed, the motor stops once, and then starts again, the maximum braking current I ₁ increases from the steady speed 70 as shown by the thick solid line.
After that, the maximum drive current I ₂ is applied to the motor drive circuit to return to the steady speed 70. After a braking operation, if a start command is issued again at a speed of 50% or more of the steady speed before stopping, the line will change to the dashed line A when the speed is approximately 80% and the dashed line B when the speed is approximately 50%. It returns to the steady speed 70 while drawing a damped elastic wave according to the curve shown. In other words, at startup, the tape runs at a high speed of over 140% of the normal speed, so when it is detected by monitoring the tape speed with a tachometer, it is far outside the control range (71 to 72), so a braking action is taken immediately. However, when the speed is detected again, it will still be out of the control range (71-72) in the opposite direction.
In this way, speed fluctuations at the head position of data block 2 become large due to variations in motor characteristics, variations in frictional resistance in the running system, variations among brands of magnetic tape, current magnetic tape speed at startup, etc. There is. [Object of the Invention] An object of the present invention is to solve such problems, and when the starting operation and braking operation of a magnetic tape are repeated, even if a starting command is issued after the braking operation and before stopping, To provide a magnetic tape control method capable of reducing and stabilizing fluctuations in tape speed when processing data of the next block by changing a drive current given to a motor drive circuit depending on the current magnetic tape speed. It is in. [Summary of the Invention] The magnetic tape control method of the present invention is used in a magnetic tape drive device that controls the speed of a magnetic tape by controlling the current of a drive circuit of a reel motor or a capstan motor. When repeating operations, measure the tape speed during braking, determine which of the predetermined speed categories it falls under, and start the reel motor at the predetermined starting current for each determined category. Alternatively, the feature lies in controlling the acceleration of the capistan motor. [Embodiment of the Invention] FIG. 2 is an explanatory diagram showing the operating principle of the present invention, and shows tape speeds for braking and starting operations. In FIG. 2, the same symbols as in FIG. 1 represent the same values and objects. Generally, when starting a magnetic tape, a maximum acceleration current of up to about 90% of the steady speed of the magnetic tape is applied to the motor, and when braking the magnetic tape, a maximum acceleration current of about 0% or about 20% of the steady speed is applied to the motor. Gives maximum deceleration current to the motor up to 50%. In the present invention, when a start command is received, the current tape speed state is calculated, and the start current value to be given to the motor is switched next based on the tape speed, and after the tape speed reaches the steady speed control range, To reduce and stabilize magnetic tape speed fluctuations. That is,
Conventionally, the signals that control motor drive circuits are digital signals that can only control the on/off of transistors, so even if they are changed, they are only changed by changing the signal width of the digital signal and changing the on time of the transistors. Therefore, as is clear from the starting lines of curves A and B in Figure 1b, the tape speed slope at the time of conventional startup is the same slope, and the speed increases in parallel lines no matter what point the tape is started from. .
In contrast, in the present invention, by temporarily storing and updating the magnetic tape speed during braking for each section, when a start occurs before stopping, the current magnetic tape speed F1, F2, F3, F4 , SF switches the drive current applied to the motor drive circuit, so that the starting curve increases the speed with different slopes depending on the starting point, as shown in FIG. 2b. Therefore, after starting, the speed does not fall out of the speed control range (71 to 72) until the steady speed 70 is reached. That is, in the present invention, since the motor drive circuit is controlled by an analog signal, the current value can be varied and applied, and fine control is possible. In a device that directly drives a magnetic tape with two reel motors, the current I _M flowing through the reel motors can be expressed by the following equation. I _a : Accelerating current I _t : Tension current I _d : Frictional current, I _M = I _a + I _t + I _d [A] ...(1). Here, I _t is a current for keeping the tape tension constant, and I _d is a current for friction between the reel motor and the magnetic tape running path. I _a is a control current for minimizing fluctuations in magnetic tape speed during starting, stopping, and steady running of the magnetic tape. Further, the current I _MM of the machine reel motor when the magnetic tape running direction is assumed to be the forward direction can be expressed by the following equation. I _MM = - (I _t ±I _d )〓I _a [A] ...(2) l _TP : Distance of one tape tacho pulse K1: Multiplier constant, r: Magnetic tape radius K2: Tension conversion constant J _x :
Magnetic tape inertia K3: Friction conversion constant J ₀ : Fixed inertia K4: Motor shaft mass K5: Acceleration conversion constant Δv: Speed error relative to steady speed v _nax : When set to the maximum value of Δv, I _t , I _d , I _a can be expressed by the following formula. I _t = (2πr/l _TP・K2)・K1 …(3) I _d = (2πr/l _TP・K3+K4)・K1 …(4) I _a = {(J _x + J ₀ )・Δv・K5 /r}・K1……(5) Now, substituting equations (3), (4), and (5) into equation (2), I _MM =−{−K4+(K2±K3)・2πr/l _TP 〓(J _x +
J ₀ )・Δv・K5/r}・K1 K6=2πr/l _TP , K7=(J _x +J ₀ )/r, then I _MM =−{−K4+(K2±K3)・K6〓K7・K5・
Δv}・K1 ...(6) Further, depending on the operating state, if I _MMS is used for startup, I _MMC is used for steady state, and I _MMS is used for braking (deceleration), each can be expressed by the following equations. I _MMS =-{-4K+(K2+K3)・K6+K7・K5・
Δv _x }・K1 ……(7) I _MMC =−{−K4+(K2+K3)・K6±K7・K5・
Δv}・K1 ……(8) I _MMB =−{−K4+(K2+K3)・K6−K7・K5・
V _nax }・K1...(9) The above equation is when traveling in the forward direction, and when traveling in the reverse direction, -K4+(K2+K3) becomes K4+(K2-K3).
Also, the file side motor current during these operations is -
{ }・K1 becomes { }・K1, and only the polarity changes. In equation (7), Δv _x changes depending on the magnetic tape speed due to the braking (deceleration) operation at the time of the previous command at the time of the startup command. Specific examples are shown in the table below.

【表】【table】

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によれば、磁気テ
ープの制動動作後、起動命令が出された場合、制
動時の磁気テープ速度の区分を一時記憶すること
により、その区分であらかじめ定められた加速電
流をモータ駆動回路に与えるので、次のブロツク
のデータ処理の際の磁気テープ速度の変動を小さ
く、かつ安定化することができる。本発明は、特
にテープ・バツフアを持たないテープ・ツー・テ
ープ型磁気テープ装置に適用すれば、きわめて有
効である。 As explained above, according to the present invention, when a start command is issued after braking the magnetic tape, by temporarily storing the classification of the magnetic tape speed at the time of braking, the acceleration predetermined for that classification is performed. Since current is applied to the motor drive circuit, fluctuations in the magnetic tape speed during data processing of the next block can be reduced and stabilized. The present invention is extremely effective especially when applied to a tape-to-tape type magnetic tape device that does not have a tape buffer.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は従来の磁気テープ制御方式の特性曲線
図、第２図は本発明の実施例を示す磁気テープ制
御方式の特性曲線図、第３図は本発明の実施例を
示す磁気テープ駆動装置のブロツク図、第４図は
本発明の実施例を示す制動・起動時のマイクロプ
ログラム・フローチヤートである。 １，４……リール、２，５……リール・モー
タ、３，６……リール回転検出機構、９……磁気
ヘツド、１１……テープ・タコパルス検出機構、
１５，２３……Ｄ／Ａコンバータ、１４，２２…
…モータ駆動回路、１７……プロセツサ。 FIG. 1 is a characteristic curve diagram of a conventional magnetic tape control system, FIG. 2 is a characteristic curve diagram of a magnetic tape control system showing an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a magnetic tape drive device showing an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a microprogram flowchart for braking and starting an embodiment of the present invention. 1, 4... Reel, 2, 5... Reel motor, 3, 6... Reel rotation detection mechanism, 9... Magnetic head, 11... Tape tacho pulse detection mechanism,
15, 23...D/A converter, 14, 22...
...Motor drive circuit, 17...Processor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ リール・モータあるいはキヤプスタン・モー
タの駆動電流を制御して磁気テープの速度を制御
する磁気テープ駆動装置において、磁気テープ制
動時に起動命令を受けたとき、現在のテープ速度
が予め決められた速度区分のいずれに該当するか
を判定し、当該区分に対応して予め定められてい
る起動電流で上記リール・モータあるいはキヤプ
スタン・モータを加速制御するようにしたことを
特徴とする磁気テープ制御方式。 ２ 前記速度区分は、磁気テープ速度が定常時の
50％以上と、50％未満の２種類に分けられている
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁
気テープ制御方式。 ３ 前記制動動作時のテープ速度は、テープ・タ
コパルス検出機構より出力されるタコパルス数を
制動開始からカウントすることにより測定するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
項記載の磁気テープ制御方式。[Claims] 1. In a magnetic tape drive device that controls the speed of a magnetic tape by controlling the drive current of a reel motor or a capstan motor, when a start command is received during magnetic tape braking, the current tape speed is It is characterized in that it is determined which of the predetermined speed categories the motor falls under, and the reel motor or the capstan motor is accelerated and controlled using a predetermined starting current corresponding to the category. Magnetic tape control method. 2 The above speed classification is based on when the magnetic tape speed is steady.
The magnetic tape control method according to claim 1, characterized in that the magnetic tape control method is divided into two types: 50% or more and less than 50%. 3. The tape speed during the braking operation is measured by counting the number of tacho pulses output from the tape tacho pulse detection mechanism from the start of braking.
Magnetic tape control method described in section.