JPH0252333B2 - - Google Patents

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JPH0252333B2
JPH0252333B2 JP55162446A JP16244680A JPH0252333B2 JP H0252333 B2 JPH0252333 B2 JP H0252333B2 JP 55162446 A JP55162446 A JP 55162446A JP 16244680 A JP16244680 A JP 16244680A JP H0252333 B2 JPH0252333 B2 JP H0252333B2
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JP
Japan
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speed
motor
tape
control signal
magnetic
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JP55162446A
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Mineo Mino
Kazuhiro Yamanishi
Keiichiro Tsuruoka
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPH0252333B2 publication Critical patent/JPH0252333B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B15/00Driving, starting or stopping record carriers of filamentary or web form; Driving both such record carriers and heads; Guiding such record carriers or containers therefor; Control thereof; Control of operating function
    • G11B15/18Driving; Starting; Stopping; Arrangements for control or regulation thereof
    • G11B15/46Controlling, regulating, or indicating speed

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えばヘリカルスキヤン式ビデオテ
ープレコーダ(VTR)において、早送り再生又
は逆戻し再生を行なうに好適な磁気再生装置に関
する。
ヘリカルスキヤン式VTRにおいて、再生中の
磁気テープの早送り又は巻戻しには、いわゆるキ
ヤプスタン、ピンチローラを使用しないで、リー
ルを駆動して行なう方法があるが、この方法では
リールハブの磁気テープの巻径により磁気テープ
の走行速度が大巾に変化し、再生画面の移り速度
が大巾に変化することは見づらい欠点があつた。
本発明はかかる欠点を除去した磁気再生装置を
提供するものであり、以下、その実施例を図面に
基づいて説明する。
第1図は本発明の一実施例の磁気テープ走行系
の平面図ならびに、その回路ブロツク図である。
第1図の磁気再生装置の機構部1は一枚のシヤー
シ2の上下にそれぞれ部品を取り付けている。第
1図に示した状態は再生中の巻戻し状態を示すも
のであり、磁気テープ3は矢印イ方向に走行し、
本来の供給側であるはずのリール台22により巻
取られている。磁気テープ3の走行途上には磁気
テープ3に記録してある映像信号を再生するため
の回転磁気ヘツド装置4があり、この回転磁気ヘ
ツド装置4に磁気テープ3を巻付けるためのガイ
ドピン5,6,7,8が設けられている。さらに
本来は巻取り側のリール台24からは磁気テープ
3が供給されるようになつている。また、磁気テ
ープ走行途上には磁気テープ3上に記録してある
コントロール信号を再生するコントロールヘツド
9があり、通常の再生の時に磁気テープ3を一定
速度で送るためのキヤプスタン10とピンチロー
ラ11がある。第1図で示している状態はリール
によるテープ走行駆動を行なつているので、磁気
テープ3とは接触しないようにしている。なお、
ガイドポール12はコントロールヘツド9に磁気
テープ3が正常に当るようにするために設けられ
ている。また、リールなどはカセツト13に収納
されている形式で示しており、図ではその内部が
わかるように描かれている。カセツト13のケー
ス内には案内ピン14,15が設けられ、図示の
ように磁気テープ3が案内されている。
次にリール台22の回転駆動方法について説明
する。リール台22に回転駆動力を与えるモータ
16は実施例ではキヤプスタンモータとしても使
える形式で示している。すなわちモータ16の軸
17(又はプーリー)とキヤプスタンホイール1
8はベルト19によりリンクされており、さらに
プーリー20とはベルト21でリンクされ、前記
プーリー20とリール台22はアイドラー23で
回転駆動が伝達されるようになつている。通常の
再生では、このアイドラー23がリール台22と
プーリー20とを離間するように構成されてい
る。
このようにして、リール台22にモータ16の
回転駆動力が伝達されると、磁気テープ3は前記
矢印イ方向に巻取られるが、ここで例えば前記モ
ータ16の回転速度を一定と考えれば、磁気テー
プ3の巻始め時はテープ速度は遅く、また巻終り
はテープ巻径が大になるので、テープ速度が早く
なるという不都合が生じる。いま、リール台22
にある磁気テープ3の巻径をRとし、その時のテ
ープ張力をTとすれば、リール台22の回転駆動
力として必要なトルクτは τ=RT …(1) で示される。このトルクτはモータ16に直接か
かるトルクとは違うが、このトルクτに比例した
ものがかかると考えてよいので、(1)式でのトルク
τをモータトルクとして以下説明する。
一般にDCモータ等のサーボモータのトルク一
回転数特性(以下、S−T特性と称す)は、モー
タ16を定電圧駆動すると、第2図に示すa0の特
性となる。リール台22の磁気テープ3の最小巻
径をRsとし、最大巻径をRLとすれば、(1)式から
巻取りトルクは最小巻径のトルクをτS、最大巻径
のトルクをτLとすると、 τS=RSTS …(2) τL=RLTL …(3) となる。
ところで、リール台22側の張力Tと、リール
台24側の張力T0との間には次の関係式が成り
立つ。
T=αT0 …(4) ここでαはテープ走行系において受ける張力増
大係数である。またリール台24側の張力T0
リール台24にある磁気テープ3の巻径RXと軸
に受ける負荷トルクτXによつて決まり、次式のよ
うになる。
T0=τX/RX …(5) (4)式を(5)式に代入すれば T=ατX/RX …(6) となる。ατXはほぼ一定の値であるのでこれをK
と置けば(2)、(3)式は次式のようになる。
τS=KRS/RXL …(7) τL=KRL/RXS …(8) 第2図に示すように、トルクがτS、τLの時のリ
ール台22の回転数をN0-1、N0-2(無制御時のS
−T特性a0において)とすれば、テープ巻径最大
の時のテープ速度vLおよびテープ巻径最小の時の
テープ速度vSは vL=2πN0-2RL …(9) vS=2πN0-1RS …(10) となる。a0特性はモータ自体の生のS−T特性で
ある。vL=vSになるためには N0-2/N0-1=RS/RL …(11) となり、これに合うような特性のモータを作る必
要がある。しかし、モータ16をこの機能のみの
ために使用する場合はそれでもよいが、その他の
通常の再生あるいは記録、通常の巻戻し、早送り
の時にも使用することを考えると、むしろ生のS
−T特性a0が(11)式の条件に合わないモータの方が
良い場合がある。本発明はこのような(11)式の条件
に合わないようなモータでもvS=vLになるように
することができるものである。
本発明の基本的な考え方は、モータの生のS−
T特性a0から考えて必要なテープ速度vを得る最
大巻径の時の回転数N0-2を設定し、第2図に示
すように、このτLとN0-2とS−T特性a0の交点P
を通る点線で示すS−T特性を得ることにより最
小巻径の時の回転数N0-1を(11)式の条件に合わせ
ようとするものである。点線で示すa1、…、ao
…、a∝の特性を得るには、モータ16に速度制
御を実施し、その速度制御のループ利得を変える
ことによつて得られる。次にこの点について説明
する。なお第2図に示す点線は図示するものばか
りでなく、上記したループ利得を変えることによ
つて必要な特性が得られる。
まず、モータ16に速度制御を施す方法につい
て述べる。モータ16にはモータの回転速度を示
すような周波数発電機(以下、FGと称す)を設
けておく。FGからの信号を周波数検出器25に
加え、速度情報を電圧(又は電流)変化に変換
し、この信号をさらに利得の変えることのできる
直流増幅器26に加え増幅した後、混合器27に
加える。さらにモータ16の駆動回路28に加え
れば、ここでモータ16のFG→周波数検出器2
5→直流増幅器26→混合器27→駆動回路28
→モータ16の制御ループが形成される。ここで
前記直流増幅器26の利得を設定すれば、第2図
の点線で示す各種の特性が得られる。この特性を
数式で示すと、 N=−(No−N0-2)τ/τL+No …(12) ここではNoはN1、N2、N3…である。τSでの回
転数NSは(12)式より NS=−(No−N0-2)τS/τL+No …(13) vL=vSのための条件は NLRL=NSRS …(14) であり、NL=N0-2であるので N0-2RL={−(No−N0-2)τS/τL +No}RS …(15) となる。よつて(15)式から No=N0-2(RLτL−RSτS)/RS ・(τL−τS) …(16) となる。すなわち直流増幅器26の利得を調整す
れば(15)式に合うS−T特性が得られ、その時
のNoはリール径、最小必要回転数などにより定
まる。
以上のようにして、モータ23を制御すること
によつて、テープ速度は巻始めから巻終りまで、
原理的には一定となるが、実際は第2図に示す特
性の中で最も適合する特性に合わすことは難し
い。何となれば、メカニズムの製作過程における
種々の要因から最大巻径のトルクτLはデツキごと
に異なるため、設定した特性からいく分ずれてし
まうことがある。また、カセツトのリール台もカ
セツトハーフの軸受けなどの摩擦状態の違いによ
り、トルクτLが異なるので、これも当所設定した
特性からずれ、テープ速度が巻径により異なる問
題が生ずる。また、第3図、第4図に示すように
カセツト8の形状は同じでも、巻いてある磁気テ
ープの長さが異なるものがあり、第3図に示すよ
うなカセツトを対象に速度制御の設定を行なう
と、第4図に示すカセツトを使用した場合にはテ
ープ速度が第3図のカセツトの場合よりも早くな
る。第4図に示すように、テープリール35A,
35Bはテープリール34A,34Bより大き
く、テープの巻径は巻始めと巻終りでは差がなく
なり、また、テープ供給側のテープテンシヨン
T0もあまり変化せず、第3図の場合よりかなり
少なくなる。よつて、第2図に示す設定特性から
ずれ、第3図のカセツトよりテープ速度は早くな
る。
本発明は以上のような場合においてもテープ速
度があまり変らないようにしようとするものであ
る。次に第1図をもとに本発明を説明する。第1
図において、磁気テープ3の速度の情報は磁気テ
ープ3に記録されているコントロール信号によつ
て得られるので、このコントロール信号の速度情
報を前記した速度制御ループに加えればテープ速
度が制御できることが予想される。
そこで、コントロール磁気ヘツド9より再生さ
れるコントロール信号を、増幅器29にて増幅し
た後、波形整形回路33にて波形整形し、混合器
27にて、前記モータ16にあるFGからの速度
情報信号と混合すれば、モータ16→ベルト19
→フライホイール18→ベルト21→プーリ20
→アイドラー23→リール台22→磁気テープ3
→コントロールヘツド9→増幅器29→波形整形
回路33→混合器27→駆動回路28→モータ1
6の速度制御ループが形成される。
なお、上記波形整形回路33のかわりに、コン
トロール信号の周波数を検出し、周波数を電圧の
変化に変換する、いわゆるデイスクリミネータを
使用しても同様な効果が得られる。
よつて、前記したモータFGからの信号による
速度制御ループと、コントロール信号による速度
制御ループとによつて、モータ16の回転が制御
されることになる。
第5図は、上記した制御ループの制御ブロツク
図である。入力端子36には、負荷トルクΦL
モータ16のプーリ17に加えられ、モータ16
の発生トルクをΦputとすれば、混合ブロツク37
にて、その差が得られる。上記差に変換係数
Kj/J・Sを乗ずればモータの回転数Nとなる。
変換係数Kj/J・Sで示したブロツク38は、
モータ16そのものを示し、Kjは定数で、Jは
慣性モーメント、Sは時間のラプラス変換子であ
る。また、混合ブロツク37はモータの回転軸と
考えればよい。回転数Nの出力端子39はモータ
プーリ17であり、その部分での回転数を意味し
ている。実際上は、前記したモータ16にある
FGから回転数を検出する。このモータ16のFG
からの信号は、回転数−電圧変換ブロツク40を
通り、混合器44に加えられる。上記回転数−電
圧変換ブロツク40は、第1図に示す周波数検出
器25に相当するもので、回転数に応じた電圧を
発生するものである。
一方、ブロツク41は、前記したベルト19→
フライホイール18→ベルト21→プーリー20
→アイドラー23→リール台22→磁気テープ3
の系を示すもので、回転数Nをテープ速度υに変
換する系である。
さらに、ブロツク43は速度を電圧に変換する
系であり、第1図でのコントロールヘツド9→増
幅器29→波形整形回路33の系を示している。
混合器44で、上記両信号が加え合わされた後、
モータ16自体の電圧−トルク変換ブロツク45
を通り、上記の混合器37に加えられ、制御ルー
プが形成される。
ここで、トルクΦLとテープ速度υとの関係を
見ると、 υ/ΦL=KBkj/J/KAkj/J(KN+KBKM)−S…(17
) となる。(17)式において、 KAKj/J(KN+KBKM)≫S …(18) においては、(17)式は υ/ΦL=KB/KA(KN+KBKM) …(19) となる。(18)式の条件はモータ16の回転数N
(S=2πN)が小さい範囲で成り立つわけで、リ
ール駆動の時は、この条件以内の回転数と考えら
れる。
(19)式において、KN≪KBKM …(20) の条件の時には、(19)式は υ/ΦL=1/KA・KM …(21) となる。(20)式の条件は、コントロール信号に
よる速度制御利得を、モータ16のFGによる速
度制御利得より大きくすることによつて成り立つ
ものである。(21)式からKA、KMを大きくすれ
ば速度は負荷トルクの変動の影響を受け難くな
る。たとえばKA・KM=100g・cm/cm/secとす
れば、負荷トルクが30g・cmをわつても速度は
0.3cm/secの変化になるだけである。定常のテー
プ速度を10/secとすれば3%の変化以内である
ので、実際、テープの早送り、巻戻し時の再生画
像の画面上に及ぼす影響はほとんど無視できる。
ところで、コントロール信号を用いた速度制御
ループにおけるループ利得を調整する方法として
は、コントロール信号を波形整形する際に、パル
ス幅を一定とした時には、その振幅を変えること
によつて利得が調整でき、パルス振幅を一定とし
た時には、そのパルス幅を変えることによつて利
得が調整できる。前記(20)式に示すような条件
は上記した調整により可能である。
このようにして、モータ16を制御することに
より、テープ速度は巻始めから巻終りまで一定に
することが可能であるが、さらに、このテープ速
度を一定にするために、上記速度制御ループに位
相制御ループを加える方法について説明する。
テープ速度の情報は、前記したように、テープ
上に記録されたコントロール信号によるわけであ
り、第1図において、増幅器29より得られる再
生コントロール信号と基準信号とを位相比較して
得られる位相誤差信号と、前記した速度制御信号
とを混合して得られる制御信号でもつてモータ1
6を制御すれば、テープ速度は、基準信号とコン
トロール信号が同期した形式で正確に一定とな
る。
第1図のブロツク図をもつて詳しく述べると、
コントロールヘツド9より得られたコントロール
信号は増幅器29を通つて増幅された後、分周回
路30に加えられる。この分周回路30は必要な
テープ速度により分周比を設定すればよい。すな
わち基準発振器31の発振周波数f(日米標準テ
レビジヨン方式においてはフレーム周波数29.95
Hzに通常設定される)と前記コントロール信号と
が位相比較器32にて比較されることによつて位
相誤差信号が得られるわけである。テープ速度を
コントロール信号の記録時よりもW倍(数倍から
数10倍)で再生すると、再生コントロール信号も
それに伴ない周波数が高くなる。よつて基準信号
と合わせるには1/W分周すればよい。逆に分周を
やめて基準発振器31の周波数を記録時のW倍に
しても同じである。そして位相比較器32の位相
誤差信号は前記混合器27を通りモータ駆動回路
28に加えられて位相制御ループが形成され、コ
ントロール信号は基準発振器31の信号に同期
し、テープ速度が一定となる。
以上のように本発明は、VTR等の磁気記録再
生装置において、リール台を回転駆動して再生中
の早送り、巻戻しを行なうに際し、前記リール台
を回転駆動するモータの有効な制御構成を提供す
るもので、モータ自体の回転速度の検出を行な
い、速度制御ループを形成するとともに、磁気テ
ープ上に記録してあるコントロール信号による速
度制御ループを形成することによつて、VTR等
の早送り、巻戻し再生、いわゆるキユー、レビー
再生時に効果のあるものであり、その工業的価値
は極めて大きいものがある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る磁気再生装置の一実施例
を示す機構部の要部平面図と回路ブロツク図、第
2図はモータの回転数−トルク特性例図、第3図
および第4図はテープカセツトの例を示した平面
図、第5図は第1図の機構、回路を含めた速度制
御ループの制御ブロツク図である。 3……磁気テープ、16……モータ、18……
キヤプスタンフライホイール、19,21……ベ
ルト、20……プーリー、22,24……リール
台、23……アイドラー、25……周波数検出
器、26……直流増幅器、27……混合器、28
……駆動回路、30……分周回路、31……基準
発振器、32……位相比較器、29……増幅器、
33……波形整形器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 磁気再生装置において早送り、巻き戻し再生
    をリール駆動により行なうに際して、磁気テープ
    を巻取るためのリール台と、上記リール台を回転
    駆動するための回転速度制御可能なモータと、上
    記モータの回転速度を検出する検出器と、磁気テ
    ープ上に記録されているコントロール信号を再生
    する磁気ヘツドと、上記コントロール信号の周波
    数を検出して該周波数を電圧または電流に変換す
    る変換回路と、上記検出器から得られるモータの
    速度制御信号と上記変換回路より得られるコント
    ロール信号の速度制御信号とを混合する混合器を
    具備し、上記混合器から得られる信号を上記モー
    タに加えて2つの速度制御ループを形成すること
    により、テープの速度制御を行ない早送り、もし
    くは逆戻し再生を行なう時に、磁気テープの速度
    を概略一定ならしめるように上記検出器から得ら
    れる速度制御信号を用いる速度制御ループのルー
    プゲインをaとし、変換回路より得られる速度制
    御ループのループゲインをbとした時、a≪bな
    らしめることを特徴とする磁気再生装置。
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