(57)【要約】【課題】電源電圧を高くできないテープ駆動装置であっても、従来よりも迅速なＦＦ／ＲＥＷを実現できるテープ駆動装置を提供することを目的とする。【解決手段】リールモータのロータ位置検出手段１７に応じてコイル１５の通電切換を行う際、進み角設定手段２０を設け、端子２１から供給されるテープ速度情報に応じて進み角設定を行い、テープ高速移送時にはリールモータトルク定数が低くなるように動作させることによりリールモータの逆起電圧を低下させ、テープ移送速度の高速化を実現する。また巻き取り側と供給側リールモータの前記進み角設定を同時に行うことで、両リール間の協調動作も円滑に行えるようにする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リールモータを駆動してテープ移送を行うテープ駆動装置であって、
前記リールモータのロータ位置を検出するロータ位置検出手段と、
テープ移送速度情報を検出するテープ移送速度検出手段と、
前記ロータ位置と前記テープ移送速度情報とのうち少なくともいずれか一方に応じてコイル通電切換タイミングを複数種類設定する進み角設定手段とを有するテープ駆動装置。
【請求項２】
前記進み角設定手段は、コイル通電切換タイミングの設定を早送り／巻き戻しモード情報を用いて設定する、請求項１記載のテープ駆動装置。
【請求項３】
供給リール駆動用のＳリールモータと、
巻き取りリール駆動用のＴリールモータとをさらに有し、
前記進み角設定手段は、コイル切換タイミングの設定を前記Ｓリールモータ及び前記Ｔリールモータに対して略同時に行う、請求項１記載のテープ駆動装置。
【請求項４】
テープ移送加減速時に供給リール駆動用リールモータのトルク定数と巻き取りリール駆動用リールモータのトルク定数の比率を用いてテープテンションを一定に制御するための加速度補償トルク演算を行う、請求項１記載のテープ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テープ駆動装置に関し、より詳細には、テープ駆動装置の早送り／巻き戻しの高速化に関する。
【０００２】
【従来の技術】
映像情報や音声情報、またデータを記録再生するテープ駆動装置として、ＶＴＲがよく知られているが、これらのテープ駆動装置ではランダムアクセスできないため、高速に早送り／巻き戻し（以下、ＦＦ／ＲＥＷと称す）することが望まれる。
【０００３】
従来のテープ駆動装置として、以下に説明するものが知られている。
【０００４】
従来のテープ駆動装置の一例であるＶＴＲは、図３に示すように構成されている（例えば、特許文献１参照。）。磁気テープ１００はテープカセットの供給側リールであるＳリール１及びテープカセットの巻き取り側リールであるＴリール８に係合して駆動される。テープカセットのＳリールから引き出された磁気テープ１００はシリンダ１０にローディングされてテープカセットのＴリールに巻き取られる。矢印は通常の記録再生時の磁気テープ１００の走行方向とリールの回転方向を表している。
【０００５】
ＲＥＷ時には、Ｓリール１のＳリールモータが駆動される。Ｓリール１のＲＥＷテープ速度制御は、以下のようにして行われる。システムコントロール手段（図示せず）から供給されるテープ速度指令情報Ｖから、その速度に対応するＳリール目標速度Ｓｒを計算し、Ｓリール巻径検出手段６が実際に検出したＳリール回転速度Ｓｓと前記Ｓリール目標速度ＳｒとをＳリール速度制御手段３で比較する。そして、Ｓリール回転速度ＳｓがＳリール目標速度Ｓｒに近づくように速度誤差情報（Ｓｒ−Ｓｓ）を計算し、Ｓリール駆動手段４を介して速度誤差情報（Ｓｒ−Ｓｓ）に応じたＳリールモータトルクがＳリール１に供給される。
【０００６】
Ｓリール目標回転速度演算手段５は、テープ速度指令情報ＶをＳリール巻径検出手段６から演算されたＳリール半径ＲＳで割り算することでＳリール目標速度Ｓｒを求める。Ｓリール半径ＲＳは、既知のようにテープ総量情報７とＳ，Ｔ両リール１，８の回転速度情報９ｓ，９ｔから演算することができる。
【０００７】
ＲＥＷ時のシリンダ１０は、記録時とは異なる回転数に制御してデータの再生が可能である。この制御は相対速度補正と呼ばれている。図３では、システムコントロール手段から供給されるテープ速度指令情報Ｖはシリンダ速度制御手段１１にも供給され、このテープ速度に応じたシリンダ目標回転速度が演算される。このシリンダ目標回転速度とシリンダ回転速度検出手段１２で実際に検出されたシリンダ回転速度Ｈｓの差情報がシリンダ駆動手段１３に供給され、シリンダ回転速度が目標速度に制御されている。
【０００８】
ここでＳリール１のＲＥＷ時のＳリールモータの回転数：Ｓトルク特性（Ｓ−Ｔ特性と以下称す）は図４に示すようになっている。Ｓリールモータに定格電圧を印加した場合における縦軸にモータ回転数［ｒｐｍ］と横軸にモータ発生トルク［ｇｒ・ｃｍ］を示したものであり、特性▲１▼に示すようにｘ軸の交点はモータロック時の発生トルクＴｍａｘを、ｙ軸の交点は無負荷時のモータ回転数Ｓｍａｘを意味している。なお、モータに供給される印加電圧が低下すれば、特性▲１▼は同一傾斜であるが特性▲３▼のように変化する。
【０００９】
以下、ＲＥＷ時のＳリール側について考察する。巻き取りテープテンションが一定で、図５に示すようにＲＥＷ開始からＴリール８の巻径が小さくなって、テープ始端に近づいてテープ速度をスローダウンするまでは巻き取りテープ速度を一定に制御するという条件では、Ｓリールモータへの印加電圧を一定とした場合のＳ−Ｔ特性は▲２▼のようになる。
【００１０】
従って、この特性▲１▼を含むように先程の印加電圧を供給し、ダイナミックレンジを確保する必要がある。図４に示す従来のＶＴＲでは、特性▲２▼の巻き戻し始めのダイナミックレンジ余裕（以下、ダイナミックレンジ余裕をトルク余裕と称す）Ａは巻終わりのトルク余裕Ｂよりも小さいものであった。
【００１１】
なお、上記のＳ−Ｔ特性は使用モータが異なればＳ−Ｔ特性も変化し、使用モータが同じであってもテープ速度，制御テンション値，使用するテープカセットの形状（ハブ経，最大径）の違いによって図６（ａ）（ｂ）のように変化する。
【００１２】
図６（ａ）はＲＥＷ開始のトルク余裕Ａは、巻終わりのトルク余裕Ｂよりも大きな場合のＳ−Ｔ特性であり、図６（ｂ）はＲＥＷ開始と巻終わりのトルク余裕Ａ，Ｂよりも中間部分のトルク余裕Ｃが大きな場合のＳ−Ｔ特性である。
【００１３】
ＶＴＲではデータを安定に再生するため、またテープ保護の観点からＲＥＷ時にはテープテンションを一定に、テープ速度も一定に制御している。
【００１４】
【特許文献１】
特開２０００−３２２７９１号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
野外使用されるポータブルユースの機器では、バッテリーが電源となることが多く、この場合は機器に供給される最大電源電圧も制約を受け高電圧にはできないことが多い。また近年半導体デバイスの低電圧化が進んだために、機器に装備された電源も低電圧化が進んでいる。このためテープ駆動装置に供給される電源電圧も必然的に制約を受け、モータの回転数を高くすることが困難になり、ＦＦ／ＲＥＷにおけるテープ速度も高速化が困難になってきている。特に省電力化をモータ消費電力削減によって達成しようとする場合に、トルク効率の良いモータを採用しようとすると、モータ逆起電圧も上昇するため、ますますモータ回転数を高回転にすることが困難となってきた。
【００１６】
本発明はこのような課題に鑑み、電源電圧が低いテープ駆動装置におけるＦＦ／ＲＥＷ速度の高速化を目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、テープを高速移送する時、リールモータのロータ位置を検出し、ロータ位置及びテープ移送速度情報に応じてコイル通電切換タイミングを複数種類設定することが可能な進み角設定手段を設けた構成としたものである。
【００１８】
これにより、テープ高速移送時のリールモータ逆起電圧の上昇を抑えることが可能になり、テープ移送速度の高速化を実現することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、リールモータを駆動してテープ移送を行うテープ駆動装置であって、前記リールモータのロータ位置を検出するロータ位置検出手段と、テープ移送速度情報を検出するテープ移送速度検出手段と、前記ロータ位置と前記テープ移送速度情報とのうち少なくともいずれか一方に応じてコイル通電切換タイミングを複数種類設定する進み角設定手段とを有するテープ駆動装置としたものであり、テープ高速移送時のリールモータ逆起電圧の上昇を抑えることができ、機器の電源電圧で制限されていたリールモータ最大回転数の制約を緩和することができ、ＦＦ／ＲＥＷ速度を高速化することが可能になるという作用を有する。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、前記進み角設定手段は、コイル通電切換タイミングの設定を早送り／巻き戻しモード情報を用いて設定する、請求項１記載のテープ駆動装置としたものであり、これもＦＦ／ＲＥＷ速度を高速化することが可能になるという作用を有する。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、供給リール駆動用のＳリールモータと、巻き取りリール駆動用のＴリールモータとをさらに有し、前記進み角設定手段は、コイル切換タイミングの設定を前記Ｓリールモータ及び前記Ｔリールモータに対して同時に行う、請求項１記載のテープ駆動装置としたものであり、ＦＦ／ＲＥＷ速度を高速化することが可能になると共に進み角設定を変化させた時のテンション変動を抑えることができるという作用を有する。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、テープ移送加減速時に供給リール駆動用リールモータのトルク定数と巻き取りリール駆動用リールモータのトルク定数の比率を用いてテープテンションを一定に制御するための加速度補償トルク演算を行う、請求項１記載のテープ駆動装置としたものであり、これもＦＦ／ＲＥＷ速度を高速化することが可能になると共に進み角設定を変化させた時のテンション変動を抑えることができるという作用を有する。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図１と図２を用いて説明する。図１はリールモータ駆動手段を示し、一般的によく使用される３相ブラシレスモータ全波駆動方式を例に説明する。図１において、１５はリールモータのコイルを、１６はホールセンサを示しており、ホールセンサ１６はモータのコイル１５の位置を検出し、ロータ位置検出手段１７は、ホールセンサ１６の出力によりロータマグネットの回転位置を検出している。モータの回転情報指令手段１８は、テープ移送方向をコイル通電切替手段に対して指令する。コイル通電切換手段１９は、通常はロータ位置検出手段１７で検出されたロータマグネット位置に応じてコイル１５に通電する電流を順次切り換え、モータ発生トルクを制御する。
【００２４】
進み角設定手段２０は、ロータマグネット回転位相に対してコイル１５に通電する電流タイミングを複数通り進ませるように指定する。進み角設定手段を装備したブラシレスモータドライブ回路としては、例えば東芝製半導体ＩＣ：ＴＢ６５３７Ｐ／Ｆ等がある。
【００２５】
進み角設定手段２０は最適トルクを得るためだけでなく、発生トルク効率を抑制することで落とすように動作させ、下述するように新たな効果を得るものである。
【００２６】
図１に示したブラシレスモータにおいて、ロータ位置に応じたコイル通電切換のタイミングをモータ発生トルクが最大となるタイミングからずらすと、コイルから発生する電磁力とロータから発生する磁力で作用する力の効率が下がり、モータ発生トルクが低くなる。
【００２７】
図２はモータのトルク定数（一般にＫｔと称される）とＳ−Ｔ特性の関係を説明するための図である。点線で示されたモータ（Ｋｔ＝ｂ，ｂ＝０．５×ａ）のＳ−Ｔ特性と、実線で示されたモータ（Ｋｔ＝ａ）のＳ−Ｔ特性は、同じ印加電圧Ｖｍ１の場合の特性をそれぞれ示している。図２からも明らかなように、モータトルク定数が半分に落ちると、ロック時の発生トルクＱ２もＱ１の半分に落ちる。反面、無負荷時の回転数Ｓ２はＳ１の２倍にすることができる。
【００２８】
テープ駆動装置におけるリールモータには、前述したようにＦＦ／ＲＥＷ等で高速移送する動作と、通常記録再生時等で低速移送する動作との２つの相反する機能性能が要望されている。進み角設定手段２０には、テープ移送速度検出手段（図示せず）で検出されたテープ移送速度情報が端子２１より供給されている。、このテープ移送速度情報にしたがって、進み角設定手段２０を高速移送時と低速移送時で切り換えて動作させることで、高速移送時にはモータトルク定数Ｋｔを低くすることでモータ回転数が高くなるように設定し、逆に低速移送時には、Ｋｔを最大とすることでモータトルクが最適効率になるように設定する。
【００２９】
また、一般的にモータトルク定数Ｋｔを切り換えると、切換時にトルク変動の発生が起きやすくなるため、複数種類の設定を用意し、テープ移送速度情報に応じて細かく切換を行うようにすれば、リールモータトルク変動を少なくし、テープテンション変動の抑制に効果が期待できる。なお、Ｋｔの設定は細かいほうがよりスムーズな切り換えがおこなえるので、無段階の切り換えとみなせる程度に細かくするのが望ましい。また、あらかじめＫｔの設定を複数持つのではなく、進み角設定手段２０で演算を行うか、もしくは新たに演算手段を設けて演算を行ってその結果を進み角設定手段２０に入力することにより、Ｋｔの設定を無段階に行うようにすることもできる。
【００３０】
テープ駆動装置では供給側リールと巻き取り側リールの２つのリールを有しており、記録再生等の低速移送時では、キャプスタンとピンチローラでテープを挟んで駆動し、高速時にはこれを外して前記２つのリール間で直接移送するのが一般的である。この高速移送時にテープ速度とテープテンション制御が行われるが、
この際に両リールはそれぞれ独立して制御系を構成するのでなく、協調動作を行う。本発明では、両リールモータ駆動回路の進み角設定手段を同時に同じ設定にすることで、上記の協調制御技術を活用することができる。また、個別に進み角設定手段の設定を実施する場合は、それぞれのトルク定数（ＫｔＳ：Ｓリールモータトルク定数，ＫｔＴ：Ｔリールモータトルク定数）の比率（ＫｔＳ／ＫｔＴ
または  ＫｔＴ／ＫｔＳ）を上記の補償トルク演算の際に乗じて算出する。
【００３１】
なお、以上の説明では進み角設定手段の切換をテープ移送速度情報に応じて行う構成とした例で説明したが、これは制御しようとする目標テープ移送速度情報を用いても、また実際に検出したテープ移送速度情報を用いても実施可能である。また、現在の動作がＦＦであるかＲＥＷであるか、及びその速度情報を示すＦＦ／ＲＥＷ制御動作モード情報を用いても実施可能である。
【００３２】
さらに本発明では、ＦＦ／ＲＥＷテープ移送をリールモータも用いた構成で説明したが、キャプスタンモータを用いてＦＦ／ＲＥＷを行いリールモータを用いないＶＴＲも知られており、この場合はこのキャプスタンモータに対して、本発明を適用することが可能なのは言うまでもない。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、高速移送時にはリールモータトルク定数を低い特性に設定し、リールモータの逆起電圧を抑えることで、機器の電源電圧を高電圧にしなくてもテープ移送速度を高速にすることが可能になるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるテープ駆動装置主要部の構成図
【図２】本発明の実施の形態におけるリールモータのＳ−Ｔ特性図
【図３】従来のテープ駆動装置の構成図
【図４】従来のテープ駆動装置の巻き戻し時のＳ−Ｔ特性図
【図５】従来のテープ駆動装置の巻き戻し時のテープ速度変化の特性図
【図６】従来の別のテープ駆動装置の巻き戻し時のＳ−Ｔ特性図
【符号の説明】
１  Ｓリール
２  Ｓリール回転検出手段
３  Ｓリール速度制御手段
４  Ｓリール駆動手段
５  Ｓリール目標回転速度演算手段
６  Ｓリール巻径検出手段
８  Ｔリール
９ｓ，９ｔ  Ｓ，Ｔ両リール１，８の回転速度情報
１０  シリンダ
１１  シリンダ速度制御手段
１２  シリンダ回転速度検出手段
１３  シリンダ駆動手段
１５  コイル
１６  ホールセンサ
１７  ロータ位置検出手段
１８  モータ回転情報指令手段
１９  コイル通電切換手段
２０  進み角設定手段
２１  端子
１００  テープ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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