JPS608541B2 - リール制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

へりカルスキャン型のＶＴＲ（磁気録画再生装置）にお
いては、回転磁気ヘッドをフレーム周波数で回転させた
まま、磁気テ−プの走行速度を変更すれば、そのテープ
速度に対応した再生速度でステイルないしスローモーシ
ョン再生、あるいはクイックモーション再生ができる。 またテープの走行方向を記録時と逆にすれば、そのテー
プ速度に対応した再生速度の逆転再生もできる。このよ
うな機能は、電子編集用のＶＴＲで目的とするフィール
ドを探し出すためとして特に有用であるが、テープの走
行を加速したり減速したり、あるいは正転から逆転への
方向転換などを自由自在にできるようにしようとすると
、テープの走行制御は非常に難しくなる。 すなわち、リールに巻かれたテープは、慣性が大きく、
またリールの巻き径は時間的に変化するので、例えばテ
−プの走行を減速するとき、供給リールのパックトルク
が小さければ、テープはたるんでしまい、逆にパックト
ルクが大きければ、テープに必要以上のテンションがか
かってテープをいためてしまう。 本発明は、このような点にかんがみ、テープ速度及び方
向を変更するとき、これが円滑に行われるようにしよう
とするものである。 以下その一例について説明しよう。 第１図において、１は磁気テープを示し、これは「正方
向走行時（記録時と同方向の走行時）には、リール２Ａ
から回転磁気ヘッド装置３を巡り、さらにテープ速度及
び走行方向検出用のローラー４を巡ってリール２Ｂに巻
き取られ、また逆方向走行時には、リ−ル２Ｂからロー
ラー４及びヘッド装置３を巡ってリール２Ａに巻き取ら
れる。 また、５Ａ，５８はリールモーターで、これらはリール
２Ａ，２８に直結とされると共に、テープーを巻き取る
回転方向に励磁される。 そしてこの場合、一般にモーターのトルク対回転速度特
性は「ィソダクションモータ‐であ机よ、第２図の破線
６１のような特性であり、エディーカレントモーターで
あれば、破線６Ｅのような特性となるが、モーター５Ａ
，５Ｂはインダクシヨンモータ一とされると共に、その
ローターのショートバーの抵抗及び進相コンデンサの容
量を選定することにより、実線６Ｍのように、低中速度
のときのトルクがほぼ一定となるようにされる。そして
モーター５ＢのトルクＴｂが大きければ、テープーは正
方向へ走行し、モ−ター５ＡのＺトルクＴａが大きけれ
ば、テープ１は逆方向へ走行すると共に、これらモータ
ー５Ａ，５Ｂのトルクによってテープーのテンショソが
決まる。 そこで、モーター５Ａ，５８には、第３図に実線で示す
ように、差動的に入力電圧が供給されるＺと共に、モー
ター５Ａ，５ＢのトルクＴａ，Ｔｂと、その入力電圧と
の関係は、第３図に示すようにされる。すなわち、モー
タ−５Ａ，５Ｂの入力電圧は、常に差動的な関係とされ
、それらのトルクＴａ，２Ｔｂも差動的に制御される（
第３図では、モーター５Ａの入力電圧の方向と、モータ
ー５Ｂの入力電圧の方向とを逆にしてあり〜従って例え
ばトルクＴａ，，Ｔｂ，に対応する入力電圧は、モータ
ー５８については高く、モーター５Ａについては低い２
ことになる）。また、ヘッド装置３を含むテ−フ。 走行系の摩擦ｅｒのこついて考えると、中低速度のとき
には、ほとんど固体摩擦と考えられ、これはテープ速度
に関係ない。そこで、テープ走行系の摩擦ｅ舷８３が、
テープ供給側のテンションの例えば３倍であるとすれば
、定常時「トルクＴａｒ Ｔｂによるテンション（リー
ル径を固定して考えると、トルク）は、第３図にＴａ，
？Ｔｂ，として示すように、３倍の比で安定する。そし
てトトルクＴａ，Ｔｂが「Ｔ３公， Ｔｂ，からＴ透，
Ｔｂ２へ移るとき、テープ速度は増加し続ける。この
場合、特性が第３図の実線のように曲線ではなく、破線
で示すように直線であるとすれば、トルクＴａの減少分
（Ｔａ，一Ｔ滋）とｔトルクＴｂその増加分（Ｔ斑−Ｔ
ｂ，）とが等しくなり、リール２Ａの加速と、リール２
Ｂの加速が等しくなってテープ川こテンションの変化を
与えずに加速できる。 しかしこのようにすると「定常時のテンションの比が、
すでに３倍（ｅｒａ倍）であるため、供給側であるリー
ム２Ａのトルクが、すぐ負の領域に入ることになり、摩
擦変動時に危険が大きくなる。このため、モーター５Ａ
，５Ｂの特性は、第３図に実線で示すように、逆比曲線
（ｙ＝１／ｘ）と、差直線（ｙ＝−ｘ）との中間的な下
向きに凸の曲線の特性とされる。 そしてモーター５Ａ？ ５Ｂの入力電圧は、その流通角
が制御されることによって所定の値とされる。 すなわち、交流電源端子１１と、モーター５Ａとの間に
、サィリスタ１２Ａが接続される。 また端子量１からの交流電圧が、絶縁カプラ１３を通じ
て鋸歯状波電圧形成回路１４に供給されて第４図Ａ〜Ｃ
に示すように、その交流電圧Ｖａに同期し、レベルの小
さい鎖歯状波電圧Ｖ，と、レベルの大きい鋸歯状波電圧
Ｖ２とが形成され、これら電圧Ｖ，．Ｖ２がスイッチ回
路１ ５Ａに供給されて後述するようにして電圧Ｖ，，
Ｖ２の一方、例えば電圧Ｖ，が取り出され、この電圧Ｖ
，が比較回路１６Ａに供給される。さらに、後述するよ
うにして「テープ供給側となるモーターの入力電圧を決
定する供給トルク電圧Ｖｓと、テープ巻き取り側となる
モーターの入力電圧を決定する巻き取りトルク電圧Ｖｔ
とが、スイッチ回路３９Ａに供給されて電圧Ｖ９ Ｖｔ
の一方、例えば電圧ＶＳが取り出され、この電圧ＶＳが
比較回路軍６Ａに供給される。 そして比較回路１６Ａの比較出力が、トリガパルス形成
回路亀７Ａに供給されて第４図Ｄに示すように、電圧Ｖ
，とＶｓとのレベルが一致した時点にトリガパルスＰＬ
が形成されトこのトリガパルスＰｔがし絶縁カプラ１８
Ａを通じてサイリスタ翼２Ａのゲートに供給される。 従ってモーター５Ａには、第４図Ｅに示すように流電角
の制御された交流電圧、すなわち、トルク電圧Ｖｓまた
はＶｔのレベルに対応してその実効値が変化する交流電
圧が供給される。 従って第３図に示すように、トルク電圧ＶＳまたはＶｔ
のレベルに対応してモーター５Ａの入力電圧が変化し、
またこれによりモーター５Ａのトルクが対応して変化す
ることになる。なお、この場合モーター５Ａの入力電圧
の流通角対トルクＴａの特性は、一般に三次曲線（ｙ＝
が）と、平方曲線（ｙ＝ノｘ）とを合成したような非線
形を示すが、鎖歯状波電圧Ｖ，，Ｖ２の波形及びその直
流レベルを選定することによりＬトルク電圧ＶＳ，Ｖｔ
に対して第３図に示す特性とする夕ことができる。 モーター５Ｂについてもその入力電圧が同様に流通角制
御されるもので、これを対応する回路には、同一の参照
数字にサフィツクスＡに代えてサフィックスＢをつけて
説明は省略する。 Ｚまたテープーの走行速度が検出され、これに
より差動的に変化するトルク電圧Ｖｓ，Ｖｔが形成され
る。すなわち、ローラー４の回転軸２１１こ、フオトデ
ィスク２２が設けられると共に、その周囲の遮Ｚ光部２
２ａをはさむように、フオトカプラ２３，２４がそれぞ
れ設けられ「従ってローラー４が回転するとき、遮光部
２２ａによってカプラ２３，２４の光が断続され「 カ
プラ２３，２４からは、ローラー４の回転速度に対応し
た周波数、すなわ２ち、テープーの走行速度に対応した
周波数の交番信号がそれぞれ取り出される。 なおこの場合、カプラ２３，２４からの交番信号が互い
に９０ｏの位相差をもつように、カプラ２３，２４の角
間隔が選定される。 ２
そしてカプラ２３，２４からの交番信号が、シュミット
回路２５，２６１こ供給されて第５図Ａ，Ｂに示すよう
に「互いに９００の位相差を有し、デューティーレシオ
が５０％の矩形波信号Ｓ，，Ｓ２とされし信号Ｓ，が、
ェクスクルーシブオア回路２７に３直接供給されると共
に、遅延用の積分回路３１を通じて供給され、従ってェ
クスクルーシブオア回路２７からは、第５図Ｃに示すよ
うに、信号Ｓ，の立ち上がり及び立ち下がりごとにパル
スＰｄが取り出される。 ３同
様にェクスクルーシブオア回路２８及び積分回路３２に
よって信号Ｓ２からその立ち上がり及び立ち下がりごと
のパルスＰｄが形成される。 そしてこれらェクスクルーシブオア回路２７，２８から
のパルスＰｄがオア回路３３に供給され子て第５図Ｄに
示すように「信号Ｓ，，Ｓ２の４倍の周波数のパルスＰ
ｆとされる。この場合Ｓ，？Ｓ２の周波数を４倍にする
のは、この装置では、動的平衡によりテープ速度を規定
するので、厳密な意味での速度ゼロの静止はできず、そ
こで、この限界をより低くするためである。そしてオア
回路３３からのパルスＰｆが、周波数弁別回路３４‘こ
供給されてパルスＰｒの周波数に対応したレベルの直流
電圧、すなわち、テープ１の速度に対応したレベルの直
流電圧Ｖｈとされる。 なおこの弁別回路３４は、例えば、パルスＰｆによりト
リガされる単安定マルチ／ゞィブレ−夕と、その出力を
積分する積分回路とによって構成できる。そしてこのテ
ープ速度を示すテープ速度検出電圧Ｖｈが、演算増幅器
３５に供給されて増幅されると共に、直流バイアスが与
えられて供給トルク電圧Ｖｓが形成される。 またこの電圧Ｖｓが、演算増幅器３６に供総合されて反
転されると共に、直流バイアスが与えられて巻き取りト
ルク電圧Ｖｔが形成される。そしてこれらトルク電圧Ｖ
ｓ，Ｖｔは、スイッチ回路１９Ａ，１９Ｂに供給される
。従ってテープーの走行速度に対応してトルク電圧Ｖｓ
，Ｖｔは差動的に変化し、これによりモーター５Ａ，５
Ｂの入力電圧が差動的に変化してそのトルクＴａ， Ｔ
ｂも差動的に変化することになる。さらに、これらトル
ク電圧Ｖｓ，Ｖｔは、外部操作により変更される。すな
わち、４１はその操作つまみを示し、これをまわすと、
その回転角（または回転速度）及び回転方向が、検出回
路４２により検出されてテープーの走行速度及び走行方
向を指令する信号Ｓｈ及びＳｄが形成される。 この場合、一例として、速度指令信号Ｓｈは、つまみ４
１の回転角に対応してレベルが変化する直流電圧であり
ト方向指令信号Ｓｄは「つまみ４１の回転方向に対応し
てレベルが“０”または“１”に変化する信号である。
そして速度指令信号Ｓｈが、弁別回路３４にその周波数
電圧変換の変換定数の制御信号として供給され〜信号Ｓ
ｈのレベルが大きいときほど、すなわち、つまみ４１の
回転角が大きいときほど、弁別回路３４からのテープ速
度検出電圧Ｖｈが大きくなるようにされる。また方向指
令信号Ｓｄが、スイッチ回路１９Ａ，１９８にその制御
信号として供給され、例えばつまみ４１を時計方向にま
わしたときには、図のように、トルク電圧Ｖｓが比較回
路１６Ａに供給されると共に、トルク電圧Ｖｔが比較回
路１６Ｂに供給され、一方、反時計方向にまわしたとき
には、図とは逆に、トルク電圧Ｖｓが比較回路１６Ｂに
供給されると共に、トルク電圧Ｖ

【が比較回路ｉ６Ａに
供給される。 さらに、リール２Ａ；２Ｂの巻径が大きいときと「小さ
いときとで、モーター５Ａ，５Ｂの入力電圧が補正され
る。 すなわち、モーター５Ａの回転軸にフオトヂィスク５１
Ａが設けられると共にｔ その周囲の遮光部５１ａをは
さむようにフオトカプラ５２Ａが設Ｚけられ、カプラ５
２Ａからは、リール２Ａの回転速度に対応した周波数の
交番信号が取り出される。 そしてこの交番信号が、シュミット回路５３Ａを通じて
周波数弁別回路５４Ａに供給されてリール２Ａの回転速
度に対応したレベルの直流電圧Ｚとされ、この直流電圧
が、比較回路５５Ａに供給されると共に「弁別回路３４
からのテープ速度検出電圧Ｖｈが比較回路５５Ａに供給
される。従って比較回路５５Ａからは「テープ１の走行
速度を基準として、これよりもリール２Ａの回転Ｚが遅
いときと、速いときで「レベルが“０”または“１”に
なる信号ｔすなわちｔリール２Ａの巻径が大きいときと
、小さいときで、レベルが反転する信号が得られる。そ
してこの巻蓬判別信号が、スイッチ回路亀５Ａにその制
御信号として供給され、リール２Ａの巻径が大きいとき
ｉこは、鋸歯状波電圧ｙ，が比較回路１６Ａに供給され
「巻径が小さいときには」鋸歯状波電圧Ｖ２が比較回路
１６Ａに供給される。そしてリール２Ｂの巻径について
も同機にされるもので、これを、対応する部分には、同
一の参照数字にサフィックスＡに代えてサフィツクスＢ
をつけて示す。 ところで、テープ１が例えば正方向に走行している場合
でも、加速時と減速時とでは、つまみ４１の回転方向に
対応してスイッチ回路１９Ａ，１９Ｂが切り換わり、モ
ーター５Ａ，５Ｂに供給される入力電圧は逆である。 従ってテープ竃の走行速度だけを検出している場合には
し急減速から停止するとき、テープ亀が今までと逆の方
向へ走りだして暴走を起こす可能性がある。これを解決
するため〜テープ１の走行方向を示す信号と「 テープ
ーの走行方向指令信号とに基づいてモーター５Ａ，５Ｂ
の入力電圧が制御される。 すなわち、シュミット回路２５，２６からの信号Ｓ，，
Ｓ２が、Ｄフリップフロップ回路６１に供給されて、テ
ープ１が正方向に走行しているときと〜逆方向に走行し
ているときとで、“０”または“１”になる信号、すな
わちしテープーの走行方向の検出信号が形成されると共
に、この検出信号と、検出回路４２からのテープ走行方
向指令信号Ｓｄとが「ェクスクルーシブオア回路６２に
供給される。 こうしてェクスクルーシブオア回路６２からは、テープ
走行方向指令信号Ｓｄの指令したテープ走行方向と、テ
ープ１の実際の走行方向とが一致しているとき“０”と
なり、一致していないとき“１”となる信号が取り出さ
れる。そしてこの信号が、トランジスタ６３のベースに
供給されると共にｔそのコレクタが、演算増幅器３５の
出力端に接続される。従ってテープ１の走行方向が、走
行方向指令信号Ｓｄの指令に一致しているときには、ト
ランジスタ６３がオフであり、弁別回路３４からのテー
プ速度検出電圧Ｖｈに基づいてトルク電圧ＶＳ？ Ｖｔ
が形成され、モーター５Ａ，５Ｂに所定のトルクが生じ
る。 しかし一致していないときもこは、トランジスタ６３が
オンとなるので、トルク電圧Ｖｓが小さくなると共に、
トルク電圧Ｖｔが大きくなり、従って巻き取り側のモー
ターのトルクが大きくなるので「テープーの暴走は生じ
ない。以上の構成及び動作をまとめると「次のようにな
る。 つまみ４１を例えば時計方向にまわすと、検出回路４２
からのテープ走行方向指令信号Ｓｄによってスイッチ回
路ｉ９Ａ？ 】９Ｂが図の状態に切り換えられ、モータ
ー５Ａには供給トルク電圧Ｖｓにより決まる入力電圧が
供給され、またモーター５Ｂには巻き取りトルク電圧Ｖ
ｔにより決まる入力電圧が供給される。 従ってテ−プ川ま正方向へ走行する。この場合、テープ
ｉの走行速度は「 ローラー４によって検出されト弁別
回路３４にテープ走行速度電圧Ｖｈが得られる。 そしてテープ１の走行速度が例えば早くなると「トルク
電圧Ｖｓが大きくなるので、モーター５Ａの入力電圧が
大きくなりｔそのトルクＴａが大きくなると共に、トル
ク電圧Ｖｔが小さくなるので、モーター５Ｂの入力電圧
が小さくなり、そのトルクＴｂは小さくなってテープー
の走行速度は遅くなる。従ってテープ１は電圧Ｖｈが一
定値になるように一定速度で走行する。そしてこのとき
、この電圧Ｖｈは、つまみ４１の回転角に対応して制御
されるので、結果として、テープーはつまみ４１の回転
角に対応した速度で走行する。そしてこの状態でつまみ
４１をさらに時計方向にまわすと、電圧Ｖｈが小さくな
り、電圧Ｖｓが小さくなると共に、電圧Ｖｔが大きくな
るので、モＺータ−５ＡのトルクＴａ力ミ例えばＴａ，
からＴａ２に小さくなると共に、モーター５Ｂのトルク
ＴｂがＴｂ，からＴｂ２へ大きくなり、従ってテープ１
は、このときのつまみ４１の回転角に対応したより早い
一定速度で走行する。 Ｚこの場合、モーター５Ａ，
５ＢのトルクＴａ，Ｔｂの変化は、第３図において説明
したように、その実線の特性で変化するので、テープ１
の走行系に摩擦変動があってもテープ１に支障をきたす
ことがない。 ２また減速
時は、モーター５Ａ，５ＢのトルクＴａ，Ｔｂは、第３
図のトルクＴ錨，Ｔ＆‘こなるが、過大指令によるテー
プ１のたるみは全く生じることなく減速される。以上の
ようにして本発明によれば、テープ１の走行速度及び方
向を、円滑に変更することができる。 なお、上述において、モーター５Ａ，５Ｂとしては、電
流駆動による直流モーターなどでもよく、またテープ１
の走行速度及び方向もリール軸の回転やテープ１に記録
されている再生サーボ用のコントロールパルスなどから
も検出できる。 さらに検出回路４２はローラ４によるテープ１の走行速
度及び方向の検出機構と同様に構成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一例の系統図、第２図〜第５図はその
説明のための図である。 １４は鋸歯状波電圧形成回路、１６Ａ，１６Ｂ，５５Ａ
，５５８は比較回路、３４，５４Ａ，５４Ｂは周波数弁
別回路である。 鮒１１・ｑ 第２図 翁３隣 難４図 簾５鰹

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１及び第２のリールをそれぞれ駆動する第１及び
   第２のモーターのトルク対速度特性を、その速度による
   トルクの変化が十分に小さくなるように、上記第１及び
   第２のモーターの構造または駆動方法を選定し、上記第
   １及び第２のリール間に架張されたテープの走行速度及
   び走行方向を検出し、上記テープ走行速度の検出信号に
   より上記第１及び第２のモーターの入力電圧を差動的に
   制御して上記第１及び第２のモーターのトルクを差動的
   に制御すると共に、上記テープ走行方向の検出信号と、
   テープ走行方向指令信号との差出力で上記第１及び第２
   のモーターのトルク差の方向性を規定し、上記トルクの
   動的平衡により上記磁気テープの走行速度の制御を行う
   ようにしたリール制御装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のリール制御装置におい
   て、上記第１及び第２のリールの巻径に対応して上記第
   １及び第２のモーターのトルクをそれぞれ補正するよう
   にしたリール制御装置。