JPH0213383B2

JPH0213383B2 -

Info

Publication number: JPH0213383B2
Application number: JP56065647A
Authority: JP
Inventors: Kyoshi Inatome
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1981-04-30
Filing date: 1981-04-30
Publication date: 1990-04-04
Also published as: JPS57181454A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はVTR等において、テープの高速走行
時にテープリールの回転速度を制御するリール速
度サーボ装置に関する。

第１図は公知のカセツト式ヘリカルスキヤン形
VTRのテープ走行系を概略的に示す。

通常の記録再生時には、カセツト１の供給リー
ル（以下Ｓリールと称する）２から繰り出された
テープ４は矢印ａ方向に進み、ガイドピン５から
回転ヘツド（図示せず）が取付けられたドラム６
の周囲に巻き付けられ、さらに複数本のガイドピ
ン７を経て巻取りリール（以下Ｔリール）３に巻
取られる。またリール２，３は夫々モータ８，９
により回転される。このようなVTRでは、テー
プ４をドラム６に巻き付けたまま早送り（FF）
又は巻戻し（REW）で高速走行させながら再生
を行い、そのモニター画面を見ながら所望の内容
の頭出しを行つたり、あるいはテープの記録内容
を調べたりするいわゆるサーチモードを設定でき
るようにしている。一般のVTRではテープ速度
を変える場合、標準速度の例えば1/30〜５倍程度
の範囲では、キヤプスタンの回転速度を制御して
テープ速度を変えるようにしているが、1/30倍速
を得るようにしながら且つ５倍速以上の速度をキ
ヤプスタンから得るようにすることは、キヤプス
タンモータの制御可能範囲を越えることになるの
で技術的に非常に困難である。このため、前述し
たサーチモードで、テープを５倍速以上の高速で
走行させる場合は、キヤプスタンを用いずピンチ
ローラをキヤプスタンから離した状態で、リール
を高速回転させることにより、テープを高速走行
させるようにしている。

而して、上述したサーチモードでは、ドラムに
巻き付けられたテープ張力が過大になるとヘツド
の目詰り、テープキズ等が生じ、テープ張力が低
過ぎるとヘツドの当りが弱くなつて再生画面の画
抜けが生じる。またVTRでは、テープエンドの
リーダーテープ部をカセツトの出口付近で検出し
てテープ走行を停止させるようにしているが、こ
の場合、リーダーテープ部がドラムに達するとヘ
ツドの目詰りが生じる。このため高速走行時にリ
ーダーテープが検出された場合は素早くブレーキ
をかけて停止させ、リーダーテープがドラムに達
しないようにする必要がある。特にFFの場合は
カセツトのテープ出口からドラムまでの走行距離
が短いので問題となる。また高速走行開始と共に
巻取り側モータの速度を急に上げると、供給側リ
ールの慣性モーメントや、テープ張力サーボをか
けている場合はこのテープ張力サーボの応答性等
によりテープ張力が増大してしまう。これを防ぐ
ためには巻取り速度を徐々に立上げてスロースタ
ートにする必要がある。また巻取りリール及び供
給リールの回転速度がある値を越えるとテープの
乱巻きやリールの振動等が発生するので、リール
の回転速度を制限する必要がある。

上述した各必要条件の具体的な数値の一例を次
に挙げる。

カセツトのテープ入口付近における張力許容範
囲：50〜240ｇ（但しテープ入口はFFではＴリー
ル３側、REWではＳリール２側となる）。

テープエンドが検出されたときにリーダーテー
プがドラムに達しないように停止させるための供
給側リール（FFではＳリール２、REWではＴリ
ール３）の回転速度：約7rps以下。

リール速度サーボをかける場合の巻取り側モー
タを含むサーボループのDCゲインの必要値：
40dB以上（スタート時低速からサーボをかける
のに必要）。

テープの乱巻き、リールの振動を生じさせない
ための巻取りリール及び供給リールの最高回転速
度：約16rps。

その他の条件として、カセツトロス（カセツト内部の摩擦ロストル
ク）：500ｇ・cm。

リールのハブを含むテープ巻径（但し半径）：
２〜６cm 巻取り側リールの回転速度と供給側リールの回
転速度との比：1/3〜３（但し、供給側リールは一
定速度）。

リール速度サーボとして、例えばFFの場合、
Ｔリール３の回転速度と速度目標値とを比較し誤
差電圧を得てＴリールモータ８を制御する方法が
考えられる。この場合、目標値を徐合に立上げ、
所定時間後に一定目標値が設定されるように成さ
れる。この方法は、テープ巻径、テープ張力、カ
セツトロス等の変化要因によらず、定められた回
転速度でテープを巻取ることができる。しかしな
がらこの方法は、テープエンド付近でＳリール２
の回転速度を約7rpsに抑える必要から、Ｔリール
３を7/3≒2.3rpsと低くしなければならない。こ
の速度でテープトツプからテープエンドまで巻取
ると長い時間がかかつてしまうので、速度を前半
は速く後半は遅くと云う様にプログラムする必要
がある。しかもこのプログラムをテープ長さの異
る全てのタイプのカセツトに対して行う必要があ
る。このため回路が非常に複雑となり現実的でな
い。

本発明は上記の事情に鑑み成されたもので、以
下本発明の実施例を図面と共に説明する。

第２図は本発明によるサーボループを示すもの
で、前述のサーチモードをFFで行う場合を示す。
図において、Ｓリールモータ９の速度をFG（周波
数発電機）１０で検出し、その出力を復調器１２
で復調した検出電圧V₁と速度目標値電圧V_refとを
比較器１４で比較する外ループが形成されてい
る。またＴリールモータ８の速度をFG１１で検
出し、その出力を復調器１３で復調した検出電圧
V₂を比較器１５に加えて比較器１４の比較出力
電圧V₃を目標値として比較する内ループが形成
されている。内ループはゲインを高くとつてあ
り、テープ張力、テープ巻径、カセツトロス等の
回転速度に影響する負荷の変化に拘らず、速度は
目標値通り保たれる。外ループはテープ位置（ト
ツプ、エンド）によりゲインが変化するが、最大
でも約20dB程度の低いゲインに設定されている。
即ち、全体としてはＳリール２の回転速度が略一
定に保たれるので、テープエンドの条件は複雑な
速度プログラムを組まないでも満たされる。

この点について、以下において詳述すると、Ｔ
リール３の回転速度はＳリール２の回転速度と相
互に関係しており、しかも、それらの回転速度は
テープ巻径等に影響を受けている。そこで、供給
側リール（Ｓリール２）の回転速度を略一定に保
つために、Ｔリールモータ８とＳリールモータ９
とを、相関関係を有する形態で制御するようにし
ている。即ち、Ｔリール３はＴリールモータ８の
出力軸によつて回転駆動されるが、このＴリール
モータ８の出力軸の回転速度の情報は、FG１１
と復調器１３とを介して比較器１５に供給され
る。そして、この比較器１５の出力に応じてＴリ
ールモータ８が駆動される。つまり、Ｔリールモ
ータ８、FG１１および復調器１３は、比較器１
５の負帰還ループを構成している。したがつて、
比較器１５は、比較器１４から供給される電圧
V₃とこの比較器１５の負帰還ループから得られ
る電圧V₂とが互いに同一（又は所定の電位差）
となるように動作する。

一方、Ｓリール２はＳリールモータ９の出力軸
によつて回転駆動されるが、このＳリールモータ
９の出力軸の回転速度の情報は、FG１０と復調
器１２とを介して比較器１４に供給される。そし
て、この比較器１４が比較器１５に比較電圧V₃
を供給する。つまり、Ｓリールモータ９、FG１
０、復調器１２、比較器１５、Ｔリールモータ
８、リール３、テープ４およびリール２という一
連の系路が、比較器１４の第２の負帰還ループを
構成している。したがつて、比較器１４は、速度
目標値電圧V_refとこの比較器１４の負帰還ループ
から導かれる電圧V₁とが互いに同一（または所
定の電位差）となるように動作する。

このように、第２図に示すリール速度サーボ装
置は、２重の負帰還ループ（サーボループ）を有
しており、比較器１５の負帰還ループはＴリール
モータ８を安定状態で動作させるように機能し、
比較器１４の負帰還ループはＳリールモータ９を
安定状態で動作させるように機能し、また、その
結果として、供給側リールであるＳリール２の回
転速度は略一定に保たれる。

尚、REWの場合は、第２図と逆にモータ９に
対して内ループが形成され、モータ８に外ループ
が形成される。

第３図は具体的な回路構成の実施例を示し、第
２図と同一部分には同一符号を付してある。

第２図の比較器１４は第３図においてはオペア
ンプ２０及び抵抗R₉で構成されている。復調器
１３の出力電圧V₂は抵抗R₇、スイツチ２１を介
して比較器１４に加えられ、復調器１２の出力電
圧V₁は抵抗R₈、スイツチ２２を介して比較器１
４に加えられる。この比較器１４の速度目標値電
圧V_refは、抵抗R₁、R₂で電源電圧＋V_ccを分圧す
ることにより得られる。この電圧V_refは抵抗R₃、
R₄及びコンデンサC₁による時定数回路３２を介
して比較器１４に加えられる。FF又はREWによ
るサーチモードをテープ速度を一定に保ちながら
例えば通常速度の10倍程度で行う場合は上記電圧
V_refを速度に応じて変える必要がある。このため
にテープのコントロールトラツクに記録された
CTL信号をCTLヘツド２３で再生し、この再生
CTL信号を復調器２４で復調して得られる速度
検出電圧V₄と基準電圧V₅とを比較器２５で比較
して、その差の電圧V₆を得る。一方、10倍速設
定と共にスイツチ２６を閉ざし、トランジスタ
Q₁を導通させることにより、電圧V_refをダイオー
ドD₁を通じてV₆に応じた値に変化させる。従つ
て10倍速再生中はCTL再生に基くテープ速度制
御が行われる。サーチモードをFFで行う場合は、
端子２７に高レベルの信号FFが加えられ、REW
で行う場合は、端子２８に高レベルの信号REW
が加えられる。これらの信号FF、REWは、スイ
ツチ２２，２１及びスイツチ２９，３０を閉ざす
と共にノアゲート３１に加えられる。ノアゲート
３１の出力はトランジスタQ₂、Q₃を制御する。
第２図の比較器１５は、第３図においては比較器
１５_T，１５_Sとして図示されており、比較器１５
_Ｔには電圧V₂が加えられ、比較器１５_Sには電圧
V₁が加えられる。そしてFFの場合は比較器１５_T
が用いられ、REWの場合は比較器１５_Sが用いら
れる。比較器１４の出力電圧V₇は、抵抗R₁₀及び
コンデンサC₂による時定数回路３３及びバツフ
アアンプ３４を通じて電圧V₃（第３図参照）とな
る。このV₃はFFの場合はスイツチ２９を介して
比較器１５_Tに加えられ、REWの場合はスイツチ
３０を介して比較器１５_Sに加えられる。尚、上
記時定数回路３３の電圧は、ダイオードD₂及び
抵抗R₁₁、R₁₂によるリミツタ３５で最大値が制
限される。比較器１５_Tの出力電圧V₈はドライブ
アンプ３６を通じてモータ８の速度を制御し、比
較器１５_Sの出力電圧V₉はドライブアンプ３７を
通じてモータ９の速度を制御する。尚、電圧V₈
はダイオードD₃及び抵抗R₁₅、R₁₆によるクラン
プ回路３８により最低電圧値が設定される。また
電圧V₉はダイオードD₄、及び抵抗R₁₇、R₁₈によ
るクランプ回路３９により、最低電圧値が設定さ
れる。

次に上記構成による動作を説明する。

サーチモードが設定される前の状態では、ノア
ゲート３１の出力は高レベルとなつており、これ
によつてトランジスタQ₂，Q₃が導通している。
したがつて、コンデンサC₁，C₂の端子電圧はゼ
ロとなつている。この状態で、例えばFFによる
サーチモードが設定されると、端子２７に高レベ
ルの信号FFが加えられて、スイツチ２２，２９
が閉ざされる。これと共に、ノアゲート３１の出
力が低レベルに反転して、トランジスタQ₂，Q₃
が不導通となる。これによつて、コンデンサC₁
の電圧が時定数に応じてV_refまで上昇する。この
とき、Ｓリールモータ９は停止状態のため、復調
器１２の出力電圧はゼロである。したがつて、比
較器１４の出力電圧V₇が上昇して、コンデンサ
C₂の電圧V₇′が時定数に応じて上昇する。この電
圧V₇′は、バツフアアンプ３４を通して電圧V₃と
なり、スイツチ２９を介して比較器１５_Tに入力
される。また、復調器１３の出力電圧V₂が比較
器１５_Tに入力されて電圧V₃と比較される。この
とき、Ｔリールモータ８は停止状態のため、復調
器１３の出力電圧V₂はゼロである。したがつて、
このときの比較器１５_Tの比較出力V₈のレベルは
比較的高くなつている。そして、比較器１５_Tの
比較出力V₈がドライブアンプ３６を介してＴリ
ールモータ８は供給されるから、Ｔリールモータ
８は回転を始める。

Ｔリールモータ８が回転を開始してテープ４が
走行し始めると、このテープ４によつてＳリール
モータ９も回転し始める。Ｓリールモータ９が回
転し始めることにより、復調器１２の出力電圧
V₁は上昇し始めるから、この電圧V₁と速度目標
値電圧V_refとの差が徐々に小さくなり、このた
め、比較器１４の出力電圧V₇は徐々に小さくな
る。このように、Ｔリールモータ８の回転がしだ
いに速くなると、出力電圧V₂がしだいに大きく
なると共に比較器１４の出力電圧V₇がしだいに
小さくなるので、比較器１５_Tの比較出力V₈はし
だいに小さくなる。このために、Ｔリールモータ
８の駆動トルクは回転開始時に較べて小さくな
る。そして、Ｔリールモータ８の回転数がさらに
増すことにより、Ｓリールモータ９の回転がさら
に速くなり、このために、復調器１２の出力電圧
V₁と速度目標値電圧V_refとの差がさらに小さくな
ると、比較器１４から出力される出力電圧V₇の
レベルもさらに小さくなる。そして、Ｔリールモ
ータ８は、最終的には、レベルが小さくなりつつ
ある基準電圧（出力電圧V₇）と復調器１３の出
力電圧V₂とが略等しくなるような回転数で駆動
される。したがつて、復調器１２の出力電圧V₁
と速度目標値電圧V_refとの差が所定のレベル差に
なつて時点で、Ｔリールモータ８およびＳリール
モータ９の回転数は平衝状態となつて略一定とな
る。

つぎに、Ｓリールから供給されるテープがＴリ
ールに引続いて巻かれて、その量が徐々に増えて
くると、Ｓリールモータ９の回転速度が若干速く
なる。このとき、復調器１２の出力電圧V₁が高
くなるので、復調器１２の出力電圧V₁と速度目
標値電圧V_refとの差がさらに小さくなる。このた
めに、比較器１４の出力電圧V₇のレベルが小さ
くなり、それにしたがつて、比較器１５_Tの出力
電圧V₈のレベルも低下する。その結果、Ｔリー
ルモータ８の回転数が下がるから、テープを介し
てＴリールモータ８によつて駆動されているＳリ
ールモータ９の回転数も同様に下がることにな
る。このとき、Ｓリールモータ９の回転数が下が
りすぎると、復調器１２の出力電圧V₁と速度目
標値電圧V_refとの差が再度大きくなつて、比較器
１５_Tに入力する基準電圧（出力電圧V₇）のレベ
ルが大きくなる。このために、比較器１５_Tの比
較出力V₈のレベルが大きくなつて、Ｔリールモ
ータ８の回転数が再度高くなる。

このようにして、Ｔリール３に巻かれるテープ
４の量が徐々に増えるにしたがつてＴリールモー
タ８の回転数が下がつて、Ｓリールモータ９の回
転数を略一定に保つような制御が行われる。

一方、REWの場合は、端子２８に高レベルの
信号REWが加えられてスイツチ２１，３０が閉
ざされることにより、比較器１４で電圧V₂と速
度目標値電圧V_refとが比較されると共に比較器１
５_Sで電圧V₃と電圧V₁とが比較され、それによつ
て得られる比較電圧V₉でモータ９が制御される。
そして、Ｔリールモータ８の回転数が略一定に保
たれるようにＳリールモータ９の回転数が制御さ
れる。この動作原理は上述したFFの場合と同様
である。

FFの場合、時定数回路３２はモータ９の立上
り時における速度上昇の傾斜を規制し、時定数回
路３３はモータ８の立上り時における速度上昇の
傾斜を規制する。テープトツプから立上る場合
は、巻取りリール側が供給リール側より回転速度
が２〜３倍速いので、時定数回路３３による規制
が働き、テープエンドでは回転比が逆になるの
で、時定数回路３２による規制が働く。これによ
つて、スタート時のテープ位置にかかわらず回転
速度の立上りが規制され、過大又は過小なテープ
張力を生じさせるようなリール回転速度の急激な
変化をなくすことができる。

リミツタ３５はV₇の最大値を制限して、巻取
り速度の最大値を制限するもので、時定数回路３
３によつてテープトツプ付近で主として動作す
る。これによつてテープの乱巻き、リールのがた
つき等を防止することができる。

前述したようにサーチモード設定によるテープ
の高速走行開始時は速度目標値が低い値となつて
いるので起動の際はトルクが小さい。サーチモー
ド設定前には何らかのモード（例えばストツプモ
ード）でテープ張力が与えられているため、高速
走行開始時トルクが急減すると、テープ、テープ
走行系のバネ力（弾性）によりリールが引張られ
て巻取る方向とは逆方向に少し回つてしまう。こ
うなるとテープ張力が抜けて起動が遅れる。そし
て起動したときには目標値が上昇してしまつてい
るのでトルクが急激に増大し、リールが急に回り
出す。これを防止するためにクランプ回路３８，
３９でV₈，V₉の最低値を設定することにより、
起動時の最低トルクを補償するようにしている。
これにより起動時のリールの反転をなくし、テー
プを円滑に巻き取り始めることができる。尚、こ
の起動時の最低トルクを補償する方法は一般の速
度サーボに適用することができる。

尚、テープを例えば10倍速で走行させる場合
は、前述したようにスイツチ２６が閉ざされるこ
とにより、速度目標値電圧V_refはV₆に応じた値に
変更される。またこの値が速度に応じた再生
CTL信号に基いてテープ速度が一定に制御され
るような第３のサーボループが形成される。従つ
てこの場合は、外ループ、内ループと共に３重の
サーボループが形成される。

本発明はテープ供給側リール（例えばFFの場
合はＳリール２）の速度値（同、V₁）と第１の
速度目標値（同、V_ref）とを比較して第１の誤差
値（同、V₃）を得る第１の速度サーボルーフ
（同外ループ）と、上記第１の誤差値を第２の速
度目標値と成し、この第２の速度目標値とテープ
巻取り側リール（同、Ｔリール３）の速度値
（同、V₂）とを比較して第２の誤差値（同、V₈）
を得、この第２の誤差値に基いて上記巻取り側リ
ールの速度を制御する第２の速度サーボループ
（同、内ループ）とを形成して成るリール速度サ
ーボ装置に係るものである。

従つて本発明によれば、以上において図示の実
施例に基づいて詳細に説明したように、供給側リ
ールの回転速度を略一定に保つことができる。こ
のため他の方法のように複雑なプログラム等を必
要としない。また内ループのゲインを高くするこ
とにより、テープ張力、テープ巻径、カセツトロ
ス等の変動の影響を受けることをなくすことがで
きる。

また、上記第１の速度目標値を起動時から徐々
に増大するように成す（例えば時定数回路３２に
より行う）と共に、上記第２の誤差値の最小値を
所定の電圧値として得るように成し（例えばクラ
ンプ回路３８，３９で行う）、下記所定の電圧値
により上記起動時のトルクを得るようにすれば、
起動時と異常張力を生じることがなくテープを円
滑に巻き取ることができる。

また、上記第１及び第２の速度目標値を徐々に
増大させる（例えば時定数回路３２，３３により
行う）ようにすれば、テープトツプ又はエンド等
テープ位置に拘らず、加速度の高い方のリールの
速度上昇が規制されるので、テープの過大、過小
な張力が生じることがない。

さらに、上記巻取り側リール速度の最大値を制
限する（例えばリミツタ３５により行う）ように
すれば、最大速度を制限してテープの乱巻き、リ
ールの振動等を防止することができる。

またさらに上記第１の速度目標値とテープ速度
値（例えば再生CTLより得た値）とを比較して
第３の誤差値（例えばV₆に応じたV_ref）を得、こ
の第３の誤差値と上記供給側リールの速度値とを
比較するようにすれば、テープの高速走行時の速
度を一定にして異常張力等の発生をなくし、安定
で円滑な走行を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用し得るVTRの走行系を
示す概略的な平面図、第２図は本発明の実施例を
示す回路系統図、第３図は第２図の具体的な回路
構成の実施例を示す回路図である。なお図面に用いた符号において、２……Ｓリー
ル、３……Ｔリール、４……テープ、１４，１５
……比較器である。

Claims

【特許請求の範囲】１テープ供給側リールの速度と第１の速度目標
値とを比較して第１の誤差値を得る第１の速度サ
ーボループと、上記第１の誤差値を第２の速度目
標値と成し、この第２の速度目標値とテープ巻取
り側リールの速度とを比較して第２の誤差値を
得、この第２の誤差値に基いて上記巻取り側リー
ルの速度を制御する第２の速度サーボループとを
形成して成るリール速度サーボ装置。２上記第１の速度目標値を起動時から徐々に増
大するように成すと共に、上記第２の誤差値の最
小値を所定の電圧値として得るように成し、上記
所定の電圧値により上記起動時のトルクを得るよ
うにした特許請求の範囲第１項記載のリール速度
サーボ装置。３上記第１及び第２の速度目標値を徐々に増大
させるようにした特許請求の範囲第１項記載のリ
ール速度サーボ装置。４上記巻取り側リール速度の最大値を制限する
ようにした特許請求の範囲第１項記載のリール速
度サーボ装置。５上記第１の速度目標値とテープ速度とを比較
して第３の誤差値を得、この第３の誤差値と上記
供給側リールの速度とを比較するようにした特許
請求の範囲第１項記載のリール速度サーボ装置。